接地电极绝缘屏蔽结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于降低接地电极的跨步电压的接地电极绝缘屏蔽结构，包括：所述接地电极，设置在地表面之下；焦炭床，包覆所述接地电极；以及绝缘层，设置在所述接地电极和所述地表面之间，用于阻止电流流向浅层土壤，迫使所述电流流向深层土壤，从而降低地表跨步电压。根据本实用新型专利技术，实现了在不增加接地电极尺寸、占地面积的情况下，比较节省建造经费地降低最大跨步电压。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力系统*接地:技术，具体而言，涉及用于降低接地电极的跨步电压的接地电极绝缘屏蔽结构。
技术介绍
直流接地电极是直流输电系统的重要组成部分，其性能直接关系到直流输电系统的安全性。直流接地电极的参数包括接地电阻、最大地电位升、最大跨步电压、最大转移电势、电流密度和设计寿命等。直流接地电极的参数需要满足系统以及人身安全的要求。当电流经过直流接地电极流入大地，会在周围地表产生一定的电位分布，才艮据我国电力行业标准DL/T 5224-2005《高压直流输电大地返回运行系统设计技术规定》中的描述，跨步电压是当高压直流接地电极运行时，人体两脚接触地面且水平距离为1m的任意两点间电压。同时规程还规定，在最大暂态电流下，接地电极地面任意点最大跨步电压应满足式(1 )要求~=5 + 0.03几 (i)式中Emy:地面最大允许跨步电压，V/m;ps:表层土i裏电阻率，n.m。为了降低直流接地电极的跨步电压，需要增大接地电极尺寸，增加接地电极埋深，因此需要占用较大的土地面积。目前随着我国电力行业的不断发展，直流输电系统数量逐渐增多，寻找到合适的直流接地电极极址越来越困难，合适的极址能够用于建设直流接地电极的面积也有限。设计出的直流接地电极最大跨步电压往往会超标，因此需要采取一定的手段来降低最大跨步电压。目前用于解决4妄i也电拟J争步电压超标的方法一^:有以下几种1. 地表敷设高阻层。在地表敷设上一层电阻率较高的物质，以提高表层土壤电阻率Ps从而间接提高最大跨步电压限值Emy。但是目前很多直流接地电极极址为农田，在埋设接地电极后还需要将土壤归还给当地居民耕种。如果要将所有面积土地占用，势必大幅增加征地费用，经济上并不划算。2. 增大接地电极尺寸。增大接地电极尺寸可以增大溢流范围，同时降低地表跨步电压。但是增大接地电极尺寸同时意味着需要占用更大的土地面积，不〗又需要增加^正地费用，而且在某些情况下，由于实际地质情况的限制，可以利用的土地面积有限，无法增大4妾i也电才及尺寸。3. 增加接地电极埋深。增加埋深可以减小最大跨步电压，但是也意p木着需要开挖的土方量增加，工程建设经费增加。而且研究及实验的数据表明，当埋深越深时，所需要增加开挖的土壤量呈级数方式增长，且增加埋深对接地电极跨步电压的减小幅度较增大接地电才及尺寸等方法表现的不太明显。因此目前的方法对降低接地电极跨步电压，都需要大幅增加建造经费或是增加征地费用。急需寻找一种在不增加接地电极尺寸、占地面积情况下，又比较节省建造经费的降低最大跨步电压的方案。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供了 一种用于降低接地电极的跨步电压的接地电极绝缘屏蔽结构，包括所述接地电极，设置在地表面之下；焦炭床，包覆所述接地电极；以及绝缘层，设置在所述4妄i也电才及和所述;也表面之间，用于阻止电流流向浅层土壤，迫使所述电流流向深层土壤，从而降低地表跨步电压。根据本技术，实现了在不增加接地电极尺寸、占地面积情况下，又比较节省建造经费地降低最大跨步电压。在上述实施方式中，绝缘层的横截面为一字形。在上述实施方式中，绝缘层的横截面也可以为L字形、梯形或倒U形，所述接地电极位于所述绝缘层内侧。在上述实施方式中，焦炭床的横截面为方形。在上述实施方式中，跨步电压随着所述绝纟彖层到所述焦炭床的距离的减小而降低。在上述实施方式中，4妄地电才及为直流插J也电才及。在上述实施方式中，所述4妄地电才及为圓环形接「地电才及。所述圓环形接地电极是单圆环形接地电极、双圆环接地电极或多圆环接地电极。所述绝缘层包括具有高电阻率的绝缘材料。附图说明通过以下结合附图的具体描述可以更清楚地理解本技术的上述和其他方面、特征以及其他优点。图1A为根据一个实施例的在接地电极上方敷设一字形绝缘层的截面图IB为根据另一个实施例的在接地电极上方敷设一字形绝缘层的截面图2为在接地电极上方敷设L字形绝缘层的截面图3为在接地电极上方敷设梯形绝缘层的截面图；以及图4为在接地电极上方敷设倒U字形绝缘层的截面图。具体实施方式下面将参考附图具体描述本技术的示例性实施例。本技术的目的是为了克服已有技术的不足之处，提出无需增加接地电极占地面积，同时不需大幅增加建造经费情况下降低直流接地电极最大if争步电压的方法。在接地电才及上方敷设绝缘层，阻止电流流向浅层土壤，迫使其流往深层土壤，从而降低地表跨步电压。在本技术的具体实施方式中，采用直流々妄地电才及作为示范例进行说明，但是，本领域技术人员应当理解，本技术的具体实施方式同样适用于采用交流"l妄地电才及的情况。由于目前的直流接地电极多采用圓环形接地电极模式，圓环形接地电极又有单圓环、双圓环或是多圆环接地电极各种形式。在本说明中针对最简单的单圓环接地电极形式进行描述，其他形式的接地电极也可以才艮据单圓环，接地电极#"殳方法进4亍类推。本技术提供了 一种用于降低接地电极的跨步电压的接地电极绝缘屏蔽结构10,包括所述接地电极102，设置在地表面之下；焦炭床104，包覆所述接地电极102;以及绝缘层(106、 206、306、 406),设置在所述接地电极102和所述地表面之间，用于阻止电流流向浅层土壤，迫使所述电流流向深层土i裏，从而降低地表跨步电压。在接地极102上方敷设绝缘层106将接地极盖住可以很好的将入地电流导向深层土壤从而降低跨步电压。图1A为根据一个实施例的在直流接地电极102上方敷设一字形绝缘层106的截面图。由于直流4妄;也才及102周围往往由焦炭床104包裹，以增加4妄地极102和土壤的接触面积，降低接地电阻，同时焦炭床104也能保护金属的才及体免受腐蚀，所以绝纟彖层106可以i殳置在焦炭床104的上方。图1B为根据另一个实施例的在接地电极上方敷设一字形绝缘层的截面图。根据计算以及实验的结果，圓环形接地极地表跨步电压最大值点往往出现在圓环外侧埋深距离的地表，因此绝缘层106的设置是稍微往外延伸，以保证电流不往最大跨步电压点流动，从而降^氐最大跨步电压，同时也可以在有直流入;也时，让土i裏中受到温升影响产生的热量、热汽A人内侧逸散。图2为在接地电极102上方敷设L字形绝缘层206的截面图。8在单圓环接地极102上方敷设L字形绝缘层206和敷设一字形绝缘层106不同的是该种绝缘层除了水平部分外还有垂直部分，可以更好的将入地电流导向更深层的土壤，从而更好的降低最大跨步电压。图3为在接地电极102上方敷设梯形绝缘层306的截面图，图4为在接地电极102上方敷设倒U字形绝缘层406的截面图。和图2中示出的L字形绝》彖层206不同的是，图3和图4示出的绝缘层除了水平部分之外由两个侧向向下延伸的部分，图3中的绝缘层为倒U形，图4中的绝缘层为梯形。对于双圓环或多圆环4妾地才及可以:接照图1至图4的情况在外环或者是所有圓环上都布置一字形、L字形、梯形或者倒U形绝缘层。绝缘层的材料需选用在电学属性上具有高电阻率的绝缘体，同时具有一定稳定性在土壤中长时间以较高温度放置不会老化，不透气，不透水，不与土壤发生化学反应的物质，物理形状最好是薄膜状易于运输与敷设，同时又有一定强度，不易被撕破或是安置时被土壤中的石块等尖锐物件刺穿。在上述实施方式中，焦炭床的4黄截面为方形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接地电极绝缘屏蔽结构，用于降低接地电极的跨步电压，　其特征在于，包括：　所述接地电极，设置在地表面之下；　焦炭床，包覆所述接地电极；以及　绝缘层，设置在所述接地电极和所述地表面之间，用于阻止电流流向浅层土壤，迫使所述电流流向深层土壤，从而降低地表跨步电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽洪，高理迎，何金良，董晓辉，赵大平，
申请(专利权)人：国家电网公司，
类型：实用新型
国别省市：11[]