[發明專利]一種直流接地極的埋設方法

有效

• 申請號: 200810240323.2
• 申請日: 2008-12-19
• 公開（公告）號: CN101552384A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 何金良;陳凡;高理迎;盧理成;曾嶸;劉澤洪;張波
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01R4/66
• 分類號: H01R4/66
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所（普通合伙）
• 代理人: 羅文群

技術領域

本發明涉及一種直流接地極的埋設方法，屬于電工領域電力系統接地技術。

背景技術

直流接地極是直流輸電系統的重要組成部分，其性能直接關系到直流輸電系統的安全性。直流接地極的參數包括接地電阻、最大地電位升、最大跨步電壓、最大轉移電勢、電流密度和設計壽命等。直流接地極的參數需要滿足系統以及人身安全的要求。

當直流輸電系統的電流經過直流接地極流入大地，會在周圍地表產生一定的電位分布，根據我國電力行業標準DL/T?5224-2005《高壓直流輸電大地返回運行系統設計技術規定》描述跨步電壓指，當高壓直流接地極運行時，人體兩腳接觸地面且水平距離為1m的任意兩點間電壓。同時規程還規定，在最大暫態電流下，接地極地面任意點最大跨步電壓應滿足式(1)要求

E_my＝5+0.03ρ_s????(1)

式中：

E_my——地面最大允許跨步電壓，V；

ρ_s——表層土壤電阻率，Ω·m。

為了降低直流接地極的跨步電壓，需要增大接地極尺寸，增加接地極埋深，因此需要占用較大的土地面積和花費更多的建造經費。

隨著我國電力行業的不斷發展，直流輸電系統數量逐漸增多，尋找到合適的直流接地極極址越來越困難，即使找到合適的極址，能夠用于建設直流接地極的面積也有限。設計出的直流接地極建造方案的最大跨步電壓往往會超標，因此需要采取一定的手段來降低最大跨步電壓。

目前應對直流接地極跨步電壓超標的方法一般有幾種。

1.地表鋪設高阻層。在地表鋪設一層電阻率較高的物質，以提高表層土壤電阻率ρ_s從而間接提高最大跨步電壓限值E_my。但是目前很多直流接地極極址為農田，在埋設接地極后還需要將土壤歸還給當地居民耕種。如果要在地表鋪設高阻層，意味著要完全征用該片土地，勢必大幅增加征地費用，經濟上并不劃算。

2.增大直流接地極尺寸。增大接地極尺寸可以增大入地電流在土壤中的溢流范圍，降低地表跨步電壓。但是增大接地極尺寸意味著同時需要占用更大的土地面積，更多的接地極材料和更多需要開挖的土方量，不僅建造經費大大增加，而且在某些情況下，由于實際地質條件的限制，可以利用的土地面積有限，無法增大接地極尺寸。

3.增加直流接地極埋深。增加埋深可以減小最大跨步電壓，但是也意味著需要開挖的土方量增加，工程建設經費增加。而且研究及實驗的數據表明，當埋深越深時，所需要增加開挖的土壤量呈級數方式增長，且增加埋深對接地極跨步電壓的減小幅度較增大接地極尺寸等方法表現的不太明顯。因此采用增加埋深的方法來降低接地極最大跨步電壓經濟上并不劃算。

從上面的分析可以看出，為了解決直流接地極跨步電壓超標問題，急需尋找一種在不增加建造經費的情況下，降低直流接地極最大跨步電壓的方法。

發明內容

本發明的目的是提出一種直流接地極的埋設方法，以克服已有技術的不足，在不增加直流接地極的占地面積、不增加接地極尺寸、不增加建造經費情況下，降低直流接地極的最大跨步電壓。

本發明提出的直流接地極的埋設方法，包括以下步驟：

(1)在土壤中開挖一個橫截面為等腰梯形的環形坑槽，梯形截面的中心線與圓心的距離等于所需要埋設圓環形直流接地極的半徑R，梯形截面的高度H等于所需要埋設接地極埋深D加上接地極周圍所需要包裹的矩形焦炭截面側邊長度L₂的一半，H＝D+1/2?L₂，梯形截面的底部邊長等于所需要包裹的矩形焦炭截面底邊長L₁，梯形截面的頂部邊長由其底部邊長L₃，高度H和梯形的夾角θ決定，即：L₃＝L₁+2×H×ctg(θ)，

挖掘的梯形坑槽夾角θ為30°-60°；

(2)在上述環形坑槽的底部鋪設焦炭層，焦炭層的厚度A₁等于整個焦炭截面側邊長L₂的一半；

(3)將直流接地極埋入上述焦炭層的上方，在直流接地極上方鋪設與接地極下方相同厚度的焦炭層；

(4)在上述步驟(3)的焦炭層上方鋪設土壤層，土壤層的厚度A₃為0.01m到3m；

(5)在上述土壤層的上方鋪設絕緣層，絕緣層的厚度為0.001m-1m；

(6)在上述絕緣層上方回填土壤，使土壤與周圍地面保持平整。

上述方法中，土壤層上方鋪設的絕緣層可以為任意形狀。