高效放電接地極的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種高效放電接地極,屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域。所述接地極的特點是,其外壁上設(shè)置有多個放電電極,所述放電電極為具有尖端的凸起結(jié)構(gòu);所述接地極為良導(dǎo)體材料制成。采用本實用新型的接地極對電器、設(shè)備和/或建筑物等進(jìn)行接地保護(hù),能與土壤建立很好的導(dǎo)電接觸能力,具有電流泄放快、制作成本低、接地效果好等優(yōu)點。
【專利說明】
高效放電接地極
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電氣工程技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種高效放電接地極。
【背景技術(shù)】
[0002]接地裝置是接地體和接地線的總稱,其作用是將閃電電流導(dǎo)入地下,防雷系統(tǒng)的保護(hù)在很大程度上與此有關(guān)。埋入大地以便與大地連接的導(dǎo)體或幾個導(dǎo)體的組合稱為接地極。接地極就是與大地充分接觸,實現(xiàn)與大地連接的電極。
[0003]接地裝置是發(fā)電廠、變電站、通信站、輸電線路鐵塔、氣象站、水文站、生態(tài)監(jiān)測站中確保工作接地、防雷接地、保護(hù)接地的必備設(shè)施。目前防雷接地極種類繁多,包括金屬類、非金屬石墨類、混合類等。
[0004]在電氣工程中,現(xiàn)有的接地極多采用多條2.5M長,45X45mm鍍鋅角鋼,釘于800mm深的溝底,再用引出線引出。除了鍍鋅角鋼,現(xiàn)有的接地極還經(jīng)常采用直徑2cm鍍鋅圓鋼或鍍鋅角鐵。
[0005]但上述這些接地極普遍存在一個不足,S卩,它們與土壤之間存在很大的電阻率,削弱了使得其導(dǎo)電能力以及它們與土壤的導(dǎo)電接觸能力,從而使得接地效果不理想。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型基于上述領(lǐng)域存在的不足,提供了一種迅速逐級耗損雷電流的放電接地極,為瞬間雷電流快速建立寬松泄放通道。
[0007]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]所述接地極的核心特征是,接地極的外壁上設(shè)置有多個放電電極,所述放電電極為具有尖端的凸起結(jié)構(gòu);尖端結(jié)構(gòu)的設(shè)置是為了利用尖端放電效應(yīng),有助于將接地裝置接收的電荷更好地釋放;
[0009]在本實用新型的一些實施例中,所述接地極包括罐體,所述罐體上端開口,用于盛裝導(dǎo)電介質(zhì);所述罐體的外壁上設(shè)置有多個外放電電極,所述外放電電極為具有尖端的片狀凸起結(jié)構(gòu)。
[0010]在基于上述實施例的進(jìn)一步的實施例中,所述接地極還包括罐蓋,所述罐蓋的尺寸和形狀與所述罐體的上端開口相配合;所述罐蓋包括底部向下延伸出的柱狀體,用于伸入罐體內(nèi)部;所述柱狀體直徑小于所述罐體的內(nèi)徑,使得罐蓋和罐體配合時所述柱狀體和罐體內(nèi)壁之間還有富余空間;所述柱狀體的外壁上設(shè)置有多個內(nèi)放電電極;所述內(nèi)放電電極為具有尖端的片狀凸起結(jié)構(gòu)。
[0011 ]上述內(nèi)放電電極和外放電電極均采用片狀凸起結(jié)構(gòu),是因為,片狀結(jié)構(gòu)表面積大,且體積較小,因此采用片狀凸起既能有效地增大接地極與土壤的接觸面積,又能在生產(chǎn)制造上節(jié)約材料成本。
[0012]所述凸起結(jié)構(gòu)選自下述結(jié)構(gòu)中的一種或多種:片狀凸起、柱狀凸起、塊狀凸起、錐狀凸起;凸起結(jié)構(gòu)會增大接地極的外表面積,從而增大整個接地極與土壤的接觸面積,有利于獲得更好的接地效果。
[0013]所述接地極為良導(dǎo)體材料制成,良導(dǎo)體材料能更好的接導(dǎo)電流。在一些具體的實施例中,所述良導(dǎo)體材料選自下述材料中的一種或多種:鋼、不銹鋼、紫銅、鋁、鐵。
[0014]本實用新型的接地極,其不同部件可由相同或不同的材料制成,例如,可將罐蓋做成銅,灌溉底部的柱狀體做成鋁,這樣既能節(jié)約生產(chǎn)成本,又可利用材料差異形成的導(dǎo)電率差異,從而促成雷電能量逐級耗損,實現(xiàn)接地極的降阻。
[0015]在本實用新型的一些實施例中,所述罐蓋頂部設(shè)置有連接排,用于與接地線相連接形成主泄放通道。主泄放通道的作用是減少雷電流的尖峰電流,損耗雷電的能量,更好地接地,更好地保護(hù)設(shè)備。
[0016]在本實用新型的一些實施例中,所述罐體外壁設(shè)置有連接排,用于與接地線相連接形成次泄放通道。次泄放通道的作用是輔助主泄放通道對雷電進(jìn)行分流,使雷電通過多個通道進(jìn)行泄放,使接地極的作用發(fā)揮到最大,以獲得更好的接地效果。
[0017]連接排的作用是可以固定多股接地線;上述泄放通道通過接地線將電器、建筑物、設(shè)備等需要采取接地措施的物體與接地極相連接,從而泄放電流達(dá)到保護(hù)上述物體的目的。
[0018]在一些具體的實施例中,所述接地線具體為多股紫銅導(dǎo)線或多股鋁線。接地線設(shè)置成多股的好處在于,基于趨膚效應(yīng),大量電荷聚集在金屬表面,多股金屬導(dǎo)線大大地增加了電荷聚集的表面積,從而能導(dǎo)出更多電流,更好地保護(hù)電器、設(shè)備和/或建筑物。
[0019]在本實用新型某些實施例中,所述內(nèi)放電電極均勻分布在所述柱狀體的外壁上。
[0020]在本實用新型某些實施例中,所述外放電電極均勻分布在所述罐體外壁上。
[0021]放電電極的均勻分布是本實用新型的優(yōu)選方式,這種布置方式可以求得各類土壤環(huán)境中土質(zhì)差異的平衡數(shù)值,為達(dá)到良好放電接地效果的最優(yōu)布置,使接地極在因土質(zhì)不同而具有不同導(dǎo)電率的土壤中都能獲得很好地接地效果。
[0022]接地極的形狀無特殊要求,可加工成現(xiàn)有常規(guī)的各類形狀,如長條形、柱形、立方體、溝型、井型等等。
[0023]在一些具體的實施例中,所述導(dǎo)電介質(zhì)為石墨或?qū)щ娨海?br>[0024]所述導(dǎo)電液選自下述中的一種或多種:汞、硝酸鹽,氯化鈉、氫氧化鈉;
[0025]所述石墨由不同粒徑的石墨顆?;旌隙?石墨顆粒過篩,篩網(wǎng)目數(shù)為75目-1000目)。石墨粉采用多種粗細(xì)規(guī)格的顆粒來實現(xiàn)雷電電荷在石墨顆粒表面與顆粒之間隙匯集可實現(xiàn)電熱效能互轉(zhuǎn)換而降低雷電尖端鋒質(zhì)及整體能量。
[0026]本實用新型根據(jù)雷電流泄放特性,提供了一種將雷電流從導(dǎo)入與吸收,集中儲藏與泄放為一體的接地裝置。本實用新型將接地極的導(dǎo)電能力作了個大的增加,使其的導(dǎo)電能力和它與土壤的導(dǎo)電接觸能力大大增強(qiáng)。
[0027]本實用新型采用同電位雙向泄放通道,一通道是采用多股紫銅線或多股鋁線將雷電尖鋒電流實現(xiàn)自然分流導(dǎo)入接地體罐體內(nèi)部,在接地體內(nèi)通過其它導(dǎo)體(石墨、導(dǎo)電液)匯集大部分雷電能量,通過放電接地極設(shè)計的尖端電極分能量和速度泄放給同伴接地體或大地。另一通道是采用多股紫銅線或多股鋁線將了雷電流直接導(dǎo)入罐體外沿瞬態(tài)匯集于罐體表面的尖端放電電極與周邊同伴接地體或大地泄放。本實用新型接地裝置將雷電尖鋒電流分流成內(nèi)外二個部分并自然分流經(jīng)多個通道泄放,實現(xiàn)瞬態(tài)成倍分解流散。本實用新型接地裝置可用不同材料制作接地極的不同部件,既能節(jié)約生產(chǎn)成本,又能利用材料差異而自然形成的導(dǎo)電能力(導(dǎo)電率差異)差異,促使雷電能量耗損,從而達(dá)到接地極降阻的目的。
[0028]本實用新型的高效放電接地極與普通接地極相比較,因其結(jié)構(gòu)與體量上的差別和內(nèi)外設(shè)計的尖端放電電極等等獨(dú)特優(yōu)勢,可以將導(dǎo)體,半絕緣體不同功能通過二個放電路徑全面調(diào)整和利用起來,因此具有快速接收雷電大能量,吸引雷電尖峰電流直接衰減和入地轉(zhuǎn)化,減少雷電中堅持續(xù)強(qiáng)電流的功能。
[0029]采用本實用新型的接地極對電器、設(shè)備和/或建筑物等進(jìn)行接地保護(hù),能與土壤建立很好的導(dǎo)電接觸能力,具有電流泄放快、制作成本低、接地效果好等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0030]圖1是本實用新型一些實施例提供的接地極的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖中標(biāo)記列示如下:1-罐體;11 -外放電電極;12-次泄放通道;2-罐蓋;21 -內(nèi)放電電極;22-主泄放通道;23-柱狀體
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明,但并不以此來限制本實用新型的范圍。如無特殊說明,下述實施例中使用的操作均為常規(guī)方法,所采用的部件和耗材均可以商購獲得。
[0033]在本實用新型的所有實施例中,本實用新型所述的接地極具有如下特點:所述接地極的外壁上設(shè)置有多個放電電極,所述放電電極為具有尖端的凸起結(jié)構(gòu);尖端結(jié)構(gòu)的設(shè)置是為了利用尖端放電效應(yīng),有助于將接地裝置接收的電荷更好地釋放;
[0034]所述接地極為良導(dǎo)體材料制成,良導(dǎo)體材料能更好的接導(dǎo)電流。
[0035]進(jìn)一步地,如圖1所示,所述接地極包括罐體I,所述罐體I上端開口,用于盛裝導(dǎo)電介質(zhì);所述罐體I的外壁上設(shè)置有多個外放電電極11,所述外放電電極11為具有尖端的片狀凸起結(jié)構(gòu)。
[0036]進(jìn)一步地,所述接地極還包括罐蓋2,所述罐蓋2的尺寸和形狀與所述罐體I的上端開口相配合;所述罐蓋2包括底部向下延伸出的柱狀體23,用于伸入罐體I內(nèi)部;所述柱狀體23直徑小于所述罐體I的內(nèi)徑,使得罐蓋2和罐體I配合時所述柱狀體23和罐體I內(nèi)壁之間還有富余空間;所述柱狀體23的外壁上設(shè)置有多個內(nèi)放電電極21;所述內(nèi)放電電極21為具有尖端的片狀凸起結(jié)構(gòu)。
[0037]具體地,所述凸起結(jié)構(gòu)選自下述結(jié)構(gòu)中的一種或多種:片狀凸起、柱狀凸起、塊狀凸起、錐狀凸起;凸起結(jié)構(gòu)會增大接地極的外表面積,從而增大整個接地極與土壤的接觸面積,有利于獲得更好的接地效果。
[0038]進(jìn)一步地,所述罐蓋2頂部設(shè)置有連接排,用于與接地線相連接形成主泄放通道22。主泄放通道的作用是減少雷電流的尖峰電流,損耗雷電的能量,更好地接地,更好地保護(hù)設(shè)備。
[0039]進(jìn)一步地,所述罐體I外壁設(shè)置有連接排,用于與接地線相連接形成次泄放通道
12。次泄放通道的作用是輔助主泄放通道對雷電進(jìn)行分流,使雷電通過多個通道進(jìn)行泄放,使接地極的作用發(fā)揮到最大,以獲得更好的接地效果。
[0040]連接排的作用是可以固定多股接地線;上述泄放通道通過接地線將電器、建筑物、設(shè)備等需要采取接地措施的物體與接地極相連接,從而泄放電流達(dá)到保護(hù)上述物體的目的。
[0041]進(jìn)一步地,所述內(nèi)放電電極21均勻分布在所述柱狀體23上。
[0042]進(jìn)一步地,所述外放電電極11均勾分布在所述罐體I外壁上。
[0043]放電電極的均勻分布是本實用新型的優(yōu)選方式,這種布置方式可以求得各類土壤環(huán)境中土質(zhì)差異的平衡數(shù)值,為達(dá)到良好放電接地效果的最優(yōu)布置,使接地極在因土質(zhì)不同而具有不同導(dǎo)電率的土壤中都能獲得很好地接地效果。
[0044]具體地,所述良導(dǎo)體材料選自下述材料中的一種或多種:鋼、不銹鋼、紫銅、鋁、鐵。
[0045]本實用新型的接地極,其不同部件可由相同或不同的材料制成,例如,可將罐蓋做成銅,灌溉底部的柱狀體做成鋁,這樣既能節(jié)約生產(chǎn)成本,又可利用材料差異形成的導(dǎo)電率差異,從而促成雷電能量逐級耗損,實現(xiàn)接地極的降阻。
[0046]具體地,所述接地線為多股紫銅導(dǎo)線,也可以是多股鋁線。接地線設(shè)置成多股的好處在于,基于趨膚效應(yīng),大量電荷聚集在金屬表面,多股金屬導(dǎo)線大大地增加了電荷聚集的表面積,從而能導(dǎo)出更多電流,更好地保護(hù)電器、設(shè)備和/或建筑物。
[0047]在一些具體的實施例中,所述導(dǎo)電介質(zhì)為石墨或?qū)щ娨海?br>[0048]所述導(dǎo)電液選自下述中的一種或多種:汞、硝酸鹽,氯化鈉、氫氧化鈉;
[0049]所述石墨由過75目-1000目篩的不同粒徑規(guī)格的石墨顆?;旌隙?。
[0050]本實用新型接地極的安裝布置方法很簡單,可以垂直安裝或平面安裝,如果是垂直安裝,只需要將垂直地井打好后將放電接地極安放于井內(nèi),將二路連接引下線連接好后回填土壤即可。平面安裝方法與垂直安裝方法類似。
【主權(quán)項】
1.接地極,其特征在于,所述接地極外壁上設(shè)置有多個放電電極,所述放電電極為具有尖端的凸起結(jié)構(gòu); 所述接地極為良導(dǎo)體材料制成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接地極,其特征在于,所述接地極為罐體結(jié)構(gòu);所述罐體上端開口,用于盛裝導(dǎo)電介質(zhì); 所述罐體的外壁上設(shè)置有多個外放電電極,所述外放電電極為具有尖端的凸起結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接地極,其特征在于,所述接地極還包括罐蓋,所述罐蓋的尺寸和形狀與所述罐體的上端開口相配合; 所述罐蓋包括底部向下延伸出的柱狀體,用于伸入罐體內(nèi)部; 所述柱狀體直徑小于所述罐體的內(nèi)徑,使得罐蓋和罐體配合時所述柱狀體和罐體內(nèi)壁之間還有富余空間;所述柱狀體的外壁上設(shè)置有多個內(nèi)放電電極;所述內(nèi)放電電極為具有尖端的凸起結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的接地極,其特征在于,所述凸起結(jié)構(gòu)選自下述結(jié)構(gòu)中的一種或多種:片狀凸起、柱狀凸起、塊狀凸起、錐狀凸起。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接地極,其特征在于,所述罐體外壁設(shè)置有連接排,用于與接地線相連接形成次泄放通道。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接地極,其特征在于,所述罐蓋頂部設(shè)置有連接排,用于與接地線相連接形成主泄放通道。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接地極,其特征在于,所述外放電電極均勻分布在所述罐體外壁上。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接地極,其特征在于,所述內(nèi)放電電極均勻分布在所述柱狀體的外壁上。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接地極,其特征在于,所述良導(dǎo)體材料選自下述材料中的一種:紫銅、招、鐵。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接地極,其特征在于,所述導(dǎo)電介質(zhì)為石墨顆?;?qū)щ娨海?所述導(dǎo)電液選自下述中的一種:汞、硝酸鹽,氯化鈉、氫氧化鈉。11.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的接地極,其特征在于,所述接地線為多股紫銅導(dǎo)線或多股招線O
【文檔編號】H01R4/66GK205646189SQ201620331393
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】曾華, 鄭澤玉, 曾二睦
【申請人】北京先研科技有限責(zé)任公司