[實用新型]一種低溫升復合接地體

有效

• 申請號: 201420627807.3
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN204189971U
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 阮江軍;胡元潮;龔若涵;文武;周軍
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H01R4/66
• 分類號: H01R4/66
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 溫珊姍;許蓮英

技術領域

本實用新型涉及電力防雷接地技術領域，具體的說是一種低溫升復合接地體。

背景技術

電力接地系統是保證電力設備安全可靠運行、保障電力運行人員人身安全的重要電力設施。現行電力系統接地網多采用碳鋼、不銹鋼、鍍鋅鋼、銅、銅包鋼等金屬接地材料，形狀多為圓柱型金屬棒或者扁平狀的金屬帶。

當電力系統發生雷擊故障時，雷電流幅值多集中在10-200kA，根據實際采集到的雷電流波形可知，大部分的雷電流幅值都超過20kA。當電力系統發生短路故障時，由于電流幅值高達幾十千安且持續時間可達毫秒級，短時能量極大。電力系統接地網作為排散雷電流或者短路故障電流的主要路徑，當發生雷擊或者短路故障時，幅值較大或者持續時間較長的雷電流通過接地體散流到土壤中。現行接地體多為實心金屬接地材料，接地體由于趨膚效應使得只有部分接地體參與散流。由于短時電流能量大，接地體自身的溫升急劇增大，過高的溫升將影響與接地體接觸的土壤的電阻率及其與接地體的良好接觸，從而影響接地體的有效散流，增加接地網的接地電阻，進而引發電網事故的發生。

《交流電氣裝置的接地》(DL/T621-1997)中規定，鋼接地線的短時溫度不應超過400℃，銅接地線不應超過450℃，鋁接地線不應超過300℃。因此，選擇合適的材料并對現行實心接地體進行結構優化對于提高材料利用率，降低接地體溫升，減小接地網的沖擊接地阻抗具有現實意義。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有技術存在的缺陷，提供一種低溫升復合接地體，能在同樣的金屬使用量的條件下，使得短時雷電流或短路電流導致的接地體溫升大大降低。

一種低溫升復合接地體，包括外層石墨線編織層和平行設置的多根內芯石墨線，所述外層石墨線和/或內芯石墨線為金屬復合石墨線，所述金屬復合石墨線內的金屬絲的截面面積之和與被替換的金屬接地體的截面面積相等。

僅內芯石墨線的表層為金屬復合石墨線，其余部分為玻璃纖維石墨線。

內芯石墨線的表層和外層石墨線為金屬復合石墨線，其余部分為玻璃纖維石墨線。

根據以上石墨線的排布方式，假設所用石墨材料的截面積為m，石墨的比熱容為0.71kJ/(kg·℃),比重2.1g/cm³，金屬銅的比熱0.39kJ/(kg·℃)，比重8.9g/cm³。若短時雷電流引起的面積為單位1的銅棒的溫升為T₁，采用上述結構與材料改進后的溫升為T₂，則有：

0.39×1×8.9×T₁＝0.39×1×8.9×T₂+0.71×(m-1)×2.1×T₂

整理可得：

T2T1=3.471.49m+1.98]]>

例如，當采用銅絲的總截面積與石墨面積比為1:10時，經過材料和結構改進后，溫升理論上的比值為T₂:T₁＝1:4.86。由此可見，采用石墨作為導電以及散熱材料，并通過合理的布置石墨線的排布方式對接地體進行結構改進，可以有效地降低接地體短時大電流引起的溫升，對于提高材料利用率，降低接地網的接地阻抗是可行的。

本實用新型低溫升復合接地體的優點是：本實用新型復合接地體具有高電導率、與土壤接觸緊密、低溫升等特點，特別是通雷電流或短路大電流時優勢明顯。

附圖說明

圖1為外層石墨線和內芯石墨線為金屬復合石墨線的結構示意圖。

圖2為外層石墨線為金屬復合石墨線的結構示意圖。

圖3為內芯石墨線為金屬復合石墨線的結構示意圖。

圖4為僅內芯石墨線的表層為金屬復合石墨線的結構示意圖。

圖5為內芯石墨線的表層和外層石墨線為金屬復合石墨線的結構示意圖。

圖中，1為金屬復合石墨線，2為玻璃纖維石墨線。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型進行進一步說明。