一种制造技术

本发明专利技术属于架空线路杆塔防雷接地领域，特别涉及一种

【技术实现步骤摘要】
一种10kV架空线路自然接地装置及方法


[0001]本专利技术属于架空线路杆塔防雷接地领域，特别涉及一种
10kV
架空线路自然接地装置及方法
。

技术介绍

[0002]现在
10kV
架空线路运营里程已超过
500
万公里，结合运行统计数据保守测算，每年发生雷击闪络故障超过
45
万起，停电事故超过4万次，雷电灾害是影响配电网供电质量和巨大经济损失的主要原因
。
在现行国家技术标准
GB/T 50065—2011《
交流电气装置的接地设计规范
》
等中，对
10kV
架空线路的防雷接地并没有明确规定，仅出于短路故障下保护人身安全的角度，规定：“6kV
及以上无地线线路钢筋混凝土杆宜接地，金属杆塔应接地，接地电阻不宜超过
30
Ω”，“除多雷区外，沥青路面上的架空线路的钢筋混凝土杆塔和金属杆塔，以及有运行经验的地区，可不另设人工接地装置
。”但在工程实际操作中，特别是广大的郊区和农村线路，考虑大范围设置接地装置经济成本过高，以及历史杆塔附近人身触电事故率较低，运行单位通常不对杆塔额外设置接地装置，仅对一部分装有线路避雷器
、
防弧金具
、
放电钳位绝缘子
、
架空地线等防雷装置的杆塔额外设置了接地装置来降阻，目的是加快雷电流的就近泄放
。
[0003]10kV
架空线路广泛采用了非预应力钢筋混凝土电杆，目前接地设置采用了以下几种方式：
①
最常见的沿电杆表面自上而下设置一根金属接地线，与埋设在土壤中的水平或垂直接地体相连；
②
为了解决接地线易被盗易外力损坏问题，在电杆混凝土层中预先埋设了一根金属铜线，连接靠近电杆顶部和根部位置埋设的接地引出端子，金属铜线起到接地线的作用；
③
在
GB/T50065—2011
等标准中，提及可以利用杆塔自然接地，“在土壤电阻率
ρ
≤100
Ω
·
m
的潮湿地区，可利用铁塔和钢筋混凝土杆自然接地”，铁塔铁横担安装后即与塔身等电位，满足自然接地要求，对于钢筋混凝土电杆，“利用钢筋兼作接地引下线的钢筋混凝土电杆时，其钢筋与接地螺母
、
铁横担间应有可靠的电气连接”，现有技术标准和技术文件均没有接地螺母与钢筋的具体连接要求，已有应用案例中只是将接地螺母焊接或紧固在任意一根主钢筋上
。
从材料成本
、
现场施工成本
、
运行维护成本考虑，若采用杆塔自然接地能够满足
10kV
架空线路防雷需求，无疑利用杆塔自然接地是最佳的接地方案
。
[0004]雷电过电压造成
10kV
架空线路导线对地闪络放电后，金属横
(
立
)
担对地电位抬升，钢筋混凝土电杆底部杆体埋在大地中，地中的混凝土层长期受临近土壤内水分浸渍，混凝土与土壤电阻率相当，因此混凝土内部的钢筋可以看作与大地等电位，那么，横
(
立
)
担与大地之间的电位差施加在横
(
立
)
担与钢筋之间
。
试验实测结果显示，混凝土层的冲击击穿电压只有
20
～
40kV
，雷击绝缘子闪络一定会造成混凝土层接续击穿，横
(
立
)
担对钢筋放电，雷电流沿着电杆钢筋入地
。
雷电放电对钢筋混凝土电杆造成的破坏包括两个方面：
①
仅发生横
(
立
)
担对钢筋雷电冲击放电，没有建立工频续流电弧，破坏结果为混凝土层因雷电能量发生爆皮脱落，形成坑洞，单次大雷电流或多次小雷电流作用下钢筋会露出，逐步锈蚀，降低电杆机械强度；
②
发生横
(
立
)
担对钢筋雷电冲击放电，接续建立工频续流电弧，工频续
流电弧能量大，温度高，单次即可烧蚀烧断钢筋
、
横
(
立
)
担
、
抱箍，造成严重的电杆机械强度下降
、
掉线事故
。
从雷电放电损坏钢筋混凝土电杆角度，架空线路设置接地可以有效避免混凝土电杆雷击损坏
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种
10kV
架空线路自然接地装置及方法，以解决混凝土电杆雷击损坏的技术问题
。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种
10kV
架空线路自然接地装置，包括：接地端子；
[0008]所述接地端子的通流截面面积大于等于
250mm2，包括：第一外法兰
、
第二外法兰
、
第一内法兰和第二内法兰；
[0009]所述第一外法兰
、
第二外法兰
、
第一内法兰和第二内法兰均为半圆环形，横截面为矩形，横截面积大于等于
125mm2，第一内法兰和第二内法兰对接闭合呈圆形，第一外法兰套于第一内法兰外部，第二外法兰套于第二内法兰外部，第一内法兰和第二内法兰的外侧面均设置有若干第一半圆槽，第一外法兰和第二外法兰的内侧面均设置有若干第二半圆槽，对应第一半圆槽和第二半圆槽对齐构成受力钢筋固定孔；第一外法兰外侧设有一个圆柱体螺孔凸台，螺孔凸台内有螺孔
。
[0010]进一步地，所述第一外法兰和第二外法兰的环内径与第一内法兰和第二内法兰的环外径相等
。
[0011]进一步地，架空线路还包括纵向受力钢筋；接地端子通过受力钢筋固定孔卡在纵向受力钢筋上；且接地端子距离纵向受力钢筋骨架上端面
800
‑
1000mm。
[0012]进一步地，所述螺孔公称直径大于等于
M16。
[0013]进一步地，架空线路还包括环绕螺旋筋；环绕螺旋筋环绕在第一外法兰和第二外法兰上
。
[0014]进一步地，接地端子外侧面设置有若干组装孔；组装孔贯穿第一外法兰
、
第二外法兰
、
第一内法兰和第二内法兰，组装孔内设置有螺栓螺母，螺栓螺母用于紧固第一外法兰和第二外法兰及第一内法兰和第二内法兰
。
[0015]进一步地，架空线路还包括纵向受力钢筋；混凝土固化包覆住纵向受力钢筋和接地端子时，接地端子的螺孔凸台露出混凝土表面不超过
5mm。
[0016]第二方面，本专利技术提供一种
10kV
架空线路自然接地方法，基于任一项所述的一种
10kV
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
10kV
架空线路自然接地装置，其特征在于，包括：接地端子
(1)
；所述接地端子
(1)
的通流截面面积大于等于
250mm2，包括：第一外法兰
(11)、
第二外法兰
(12)、
第一内法兰
(13)
和第二内法兰
(14)
；所述第一外法兰
(11)、
第二外法兰
(12)、
第一内法兰
(13)
和第二内法兰
(14)
均为半圆环形，横截面为矩形，横截面积大于等于
125mm2，第一内法兰
(13)
和第二内法兰
(14)
对接闭合呈圆形，第一外法兰
(11)
套于第一内法兰
(13)
外部，第二外法兰
(12)
套于第二内法兰
(13)
外部，第一内法兰
(13)
和第二内法兰
(14)
的外侧面均设置有若干第一半圆槽，第一外法兰
(11)
和第二外法兰
(12)
的内侧面均设置有若干第二半圆槽，对应第一半圆槽和第二半圆槽对齐构成受力钢筋固定孔；第一外法兰
(11)
外侧设有一个圆柱体螺孔凸台
(16)
，螺孔凸台
(16)
内有螺孔
(161)。2.
根据权利要求1所述的一种
10kV
架空线路自然接地装置，其特征在于，所述第一外法兰
(11)
和第二外法兰
(12)
的环内径与第一内法兰
(13)
和第二内法兰
(14)
的环外径相等
。3.
根据权利要求1所述的一种
10kV
架空线路自然接地装置，其特征在于，架空线路还包括纵向受力钢筋
(2)
；接地端子
(1)
通过受力钢筋固定孔卡在纵向受力钢筋
(2)
上；且接地端子
(1)
距离纵向受力钢筋
(2)
骨架上端面
800
‑
1000mm。4.
根据权利要求1所述的一种
10kV
架空线路自然接地装置，其特征在于，所述螺孔
(161)
公称直径大于等于
M16。5.
根据权利要求1所述的一种
10kV
架空线路自然接地装置，其特征在于，架空线路还包括环绕螺旋筋
(3)
；环绕螺旋筋
(3)
环绕在第一外法兰
(11)
和第二外法兰
(12)
上
。6.
根据权利要求1所述的一种
10kV
架空线路自然接地装置，其特征在于，接地端子
(1)
外侧面设置有若干组装孔

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，彭玉宾，谷哲飞，王月鹏，吕陆，张轩瑜，许桐浩，齐帅，谢毅铭，张佳辉，皮晓亮，郭卫东，杨云，张健，赵远，胡宁，孟宇静，赵晓萌，赵志豪，沈海滨，雷挺，赵霞，毕建刚，
申请(专利权)人：国家电网有限公司中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：