接地电极绝缘屏蔽结构及其设置方法
专利汇可以提供接地电极绝缘屏蔽结构及其设置方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 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。根据本发明，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。，下面是接地电极绝缘屏蔽结构及其设置方法专利的具体信息内容。
1.一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。
2. 才艮据^又利要求1所述的4妄地电才及绝》彖屏蔽结构，其特;f正在于， 所述绝纟彖层的 一黄截面为 一 字形。
3. 根据权利要求1所述的接地电极绝缘屏蔽结构，其特征在于， 所述绝缘层的横截面为L字形、梯形或倒U形，所述接地电 才及位于所述绝至彖层内侧。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的接地电极绝缘屏蔽结构， 其特征在于，所述焦炭床的横截面为方形。
5. 根据权利要求1至3中任一项所述的接地电极绝缘屏蔽结构， 其特征在于，所述跨步电压随着所述绝缘层到所述焦炭床的距 离的减小而降低。
6. 根据权利要求1至3中任一项所述的接地电极绝缘屏蔽结构， 其特征在于，所述接地电极为直流接地电极。
7. 根据权利要求6所述的接地电极绝缘屏蔽结构，其特征在于， 所述接地电极为圓环形接地电极。
8. 根据权利要求7所述的接地电极绝缘屏蔽结构，其特征在于， 所述圓环形-接地电极是单圓环形4妻地电才及、双圆环接地电极或 多圆环摘「i也电才及。
9. 根据权利要求1至3中任一项所述的接地电极绝缘屏蔽结构， 其特征在于，所述绝缘层包括具有高电阻率的绝缘材料。
10. —种设置用于降低接地电极的跨步电压的接地电极绝缘屏蔽 结构的方法，其特4正在于，包括：在土壤中准备放置接地电极的位置开挖倒梯形坑槽；放入所述接地电极并在所述接地电极周围敷设焦炭床；回填部分土Jt裏；凌"殳绝纟彖层，阻止电流流向浅层土i裏，迫使所述电流流 向深层土壤，从而降低地表跨步电压；以及回Jt真剩余土i裏。
11. 根据权利要求IO所述的方法，其特征在于，所述绝缘层的横 截面为一字形。
12. 根据权利要求IO所述的方法，其特征在于，所述绝缘层的横 截面为L字形、梯形或倒U字形，所述4妄地电才及位于所述绝 纟彖层内侧。
接地电极绝缘屏蔽结构及其设置方法
技术领域
背景技术
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lm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^ (i)
式中：
Emy:地面最大允许^争步电压，V/m; ps:表层土i裏电阻率，Q'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。目前用于解决接地电极跨步电压超标的方法一般有以下几种：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;f正地费用，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，不仅需要增加征地费用，而且在某些情况下， 由于实际i也质情况的限制，可以利用的土;也面积有限，无法增大4妄 i也电4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，一f旦是 也意味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 电极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。发明内容为了解决上述技术问题，本发明提供了 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^裏，迫 使所述电流流向深层土壤，从而降低地表跨步电压。根据本发明， 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，绝纟彖层的4黄截面为一字形。在上述实施方式中，绝缘层的4黄截面也可以为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4黄截面为方形。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 距离的减小而降寸氐。在上述实施方式中，接s地电才及为直流4妄;也电才及。在上述实施方式中，所述接地电才及为圓环形接地电极。所述圓 环形接地电极是单圆环形接地电极、双圓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。本发明还提供了 一种设置用于降低接地电极的跨步电压的接地电极绝缘屏蔽结构的方法，包括：在土i裏中准备》文置接地电4及的 位置开^;倒梯形坑槽；力文入所述4妄地电才及并在所述4妄地电才及周围敷 设焦炭床；回填部分土壤；敷设绝缘层，阻止电流流向浅层土i泉， 迫使所述电流流向深层土壤，从而降低地表跨步电压；以及回填剩 余土壤。实现了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。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，绝纟彖层的4黄截面也可以为L字形、梯形或 倒U形，所述接地电极位于所述绝》彖层内侧。附图说明通过下面结合附图的具体描述可以更清楚地理解本发明的上 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；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；图2为在接地电极上方敷设L字形绝缘层的截面图；图3为在接地电极上方敷设梯形绝缘层的截面图；图4为在接地电极上方敷设倒U字形绝缘层的截面图；以及图5为设置用于降低接地电极的跨步电压的接地电极绝缘屏蔽 结构的方法的流^E图。具体实施方式下面将参考附图具体描述本发明的示例性实施例。本发明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 地电极最大跨步电压的方法。在接地电极上方彰: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。在本发明的具体实施方式中，采用直流插: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，本发明的具体实施方式 同样适用于采用交流接地电才及的情况。由于目前的直流接地电极多采用圓环形接地电极模式，圆环形 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 地电极也可以根据单圓环接地电极敷设方法进行类推。本发明提供了 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壤，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才及102上方敷设一字 形绝纟彖层106的截面图。由于直流*接地极102周围往往由焦炭床104包裹，以增加接地 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，圆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 的设置是稍孩i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3争步电压，同时也可以在有直流入i也时，让土i裏中受到 温升影响产生的热量、热汽从内侧逸散。图2为在接地电极102上方敷设L字形绝缘层206的截面图。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i殳梯形绝缘层306的截面图，图 4为在4妄;也电才及102上方敷i殳倒U字形绝》彖层406的截面图。和图2中示出的L字形绝纟彖层206不同的是，图3和图4示出 的绝纟彖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 绝纟彖层为倒U形，图4中的绝^彖层为梯形。对于双圆环或多圆环接「地才及可以:換照图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i裏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，焦炭床的片黄截面为方形，本领i或:技术人员 应当理解，焦炭床的4黄截面也可以为其它形状,例如，圓形、椭圓 形、三角形、或者不规则形状。在上述实施方式中，^争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。图5为设置用于降低接地电极的跨步电压的接地电极绝缘屏蔽 结构的方法的流^i图。该方法包4舌：步驶《502,在土:t裏中准备》文置^姿》也电才及的^f立置开 挖倒梯形坑槽；步骤504,放入所述接地电极并在所述4妻地电才及周 围敷设焦炭床；步骤506，回填部分土壤；步骤508,敷设绝缘层， 阻止电流流向浅层土i裏，迫^f吏所述电流流向深层土;t裏，/人而降〗氐地 表il争步电压；以及步骤510,回i真剩余土i裏。实^见了不增加^妄;也电 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。尽管已经描述了本发明的不同实施例，但是对于本领域技术人 员来说，在本发明的范围内可能存在更多的实施例和实现方式。根 据发明的任何变化和改变均落入权利要求的保护范围。
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