[發(fā)明專利]新型多針式垂直接地系統(tǒng)設計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510274313.0
• 申請日: 2015-05-26
• 公開（公告）號: CN104953434A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發(fā)明（設計）人: 孫長海;史曉龍;馬海峰;王中明;吳彥;馮碩;曹玉蘭;粘凱昕;王昭濱;蔣祝巍;葛恒序;王明;陳百通;趙偉程
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司鶴崗供電公司;大連理工大學;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H01R43/00
• 分類號: H01R43/00;H01R4/66
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞;梅洪玉

1.一種新型多針式垂直接地系統(tǒng)設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)根據(jù)建筑或設備的國家標準和實際需求，設定新型多針式垂直接地系統(tǒng)的接地電阻R；

(2)根據(jù)現(xiàn)場實地勘測確定垂直接地體可埋設的深度，確定多針式垂直接地體長度為2.5-5m；多針式垂直接地體選用導電性能優(yōu)良的導體作為材料，直徑為25mm，其上每隔50mm垂直焊接一圈均勻分布的四個長25mm、直徑4mm、尖端曲率0.2mm的針狀放電極；

(3)測量現(xiàn)場土壤電阻率，利用公式(1)計算出單根多針式垂直接地體埋入土壤時的工頻接地電阻R₁

R1=ρ2πl(ln8ld-1)---(1)]]>

公式(1)中，R₁、ρ、l、d分別為單根多針式垂直接地體接地電阻、土壤電阻率、多針式垂直接地體長度、多針式垂直接地體等效直徑即為垂直接地體直徑和兩根針狀放電極的長度之和；

(4)新型多針式垂直接地系統(tǒng)結構設計

新型多針式垂直接地系統(tǒng)結構形狀為同心圓，中心處設有與接地引下線相連接的多針式垂直接地體，同心圓各層均勻分布有多根多針式垂直接地體，各多針式垂直接地體通過連接線相互連接，最內(nèi)層即為第一層同心圓半徑為2米，第n層同心圓半徑為2n米；用公式(2)得出新型多針式垂直接地系統(tǒng)中多針式垂直接地體的數(shù)目，n向上取整，n≥4；第x層同心圓上最近兩根多針式垂直接地體間的圓心角為θ，用公式(3)得到該層最近兩根多針式垂直接地體的距離L；多針式垂直接地體在每層同心圓上均勻分布，每兩根多針式垂直接地體的水平距離至少為2m；以同心圓層數(shù)最少和每根多針式垂直接地體到中心多針式垂直接地體的連接線距離最短為依據(jù)，確定同心圓層數(shù)、多針式垂直接地體數(shù)目以及新型多針式垂直接地系統(tǒng)中每根多針式垂直接地體和連接線的具體位置；

n=R1R---(2)]]>

L=4xsinθ2---(3)]]>

最內(nèi)層同心圓上多針式垂直接地體的數(shù)目為3、4、5、6；

(5)分析最高工作頻率下接地電阻

在現(xiàn)場最高工作頻率下，將n根多針式垂直接地體的接地電阻并聯(lián)形成新型多針式垂直接地系統(tǒng)的接地電阻，將整個系統(tǒng)并聯(lián)后的接地電阻分析轉換為分析各根多針式垂直接地體的接地電阻；

接地引下線與新型多針式垂直接地系統(tǒng)中心的多針式垂直接地體相連接，按照每根多針式垂直接地體通過連接線與中心的多針式垂直接地體的最近距離劃分，將n根多針式垂直接地體分組，每組距離相同；

各組中各取一根多針式垂直接地體，分析其在最高工作頻率下的接地電阻，其中單根垂直接地體接地電阻分為接地電阻R₁和連接線電阻；

由于集膚效應和電感作用，當高頻電流通過新型多針式垂直接地系統(tǒng)時，連接線會產(chǎn)生較大的阻抗，阻抗由連接線感抗和電阻組成；

忽略各連接線之間的相互作用，利用公式(4)計算各組連接線的電感，再利用感抗公式X_L＝2πfL計算各組感抗；

Li=μ2π(ln2lir-1)1y---(4)]]>

公式(4)中，μ、l_i、r、y分別為磁導率4π×10^-7、連接線長度、連接線半徑、連接線的股數(shù)；

利用公式(5)可計算出單位長度連接線的傳輸電阻R_y，由此可得各組連接線在最高工作頻率下的電阻；

Ry=12πrπfμρ+4fμ---(5)]]>

公式(5)中，ρ為多針式垂直接地體的電阻率；

結合連接線感抗和電阻可得各組連接線的阻抗

綜合接地電阻R₁和連接線的阻抗，得到各組多針式垂直接地體在最高工作頻率下的阻抗，阻抗的模即為各組多針式垂直接地體在最高工作頻率下的接地電阻；并聯(lián)n根多針式垂直接地體的接地電阻，即得到新型多針式垂直接地系統(tǒng)在最高工作頻率下的接地電阻。