特高压变电站伞型接地装置、辅助展开装置及使用方法与流程

1.本发明涉及特高压电网技术领域，具体是特高压变电站伞型接地装置、辅助展开装置及使用方法。


背景技术：

2.随着电网规模的扩大，对特高压系统的建设需求也越来越多，同时，由于特高压系统具有电能容量大、电压等极高等特性，其安全隐患很大，因此，对特高压系统的稳定性要求更高，作为特高压系统的核心，特高压变电站的接地设计显得尤为重要。
3.特高压变电站接地系统的设计需要考虑到土壤的导电性、厚度；在此情况下，通过合理的布置垂直地极，可以有效地降低特高压变电站的接地电阻，减小变电站的接触电阻，并明显地降低跨步电压和接触电压，发挥地表均压的效果。由于垂直地极的长度与特高压变电站的整体占地面积比值小，会造成降阻不均，但是，如果不断增加垂直接地极的长度，则接地极对于降低接触电阻的效果越来越不明显，原因在于随着垂直接地极的长度的增加，其对最大接触电压的降低效果趋于饱和。而通过增加深垂直接地极能够明显的降低变电站的接触电压、跨步电压，其原因在于垂直地极起到了地表均压的作用。
4.目前，特高压变电站现有的接地极多采用一端为尖端的铜包钢接地棒、铜包钢接地极、铜包扁钢等结构，使用时，将尖端朝下、保持垂直，用锤砸入大地，深度一般为80cm，但是，现有的接地极与大地的接触面积为接地极打入大地的外表面，接地极与大地的接触面积有限，影响了导电率，且现有接地极的底端为尖端，与大地接触面积较小，在一定程度上也抑制了导电率，导致现有的接地极很难满足电力系统的接地性能要求；而现有的一些异形接地极，如倒t字型接地极，虽然增加了与大地的接触面积，但是倒t字型接地极使用时，需要先挖出一定深度的安装位，然后在将倒t字型接地极埋入安装位中，施工费时费力。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供特高压变电站伞型接地装置、辅助展开装置及使用方法，能够增大接地极与大地的接触面积，增大导电率，满足电力系统的接地性能要求，且施工简便，省时省力。
6.本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：特高压变电站伞型接地装置，包括管状接地极主体，所述管状接地极主体的底端设有尖端，所述管状接地极主体上自下而上依次设有若干组扩展架组，且最下端的所述扩展架组位于管状接地极主体的底端，每组所述扩展架组均包括设置于管状接地极主体的内部的环状调节块和若干个沿着管状接地极主体的外壁均匀布置的伸展架，所述环状调节块与管状接地极主体滑动连接，若干个所述环状调节块的内径自下而上逐步变大，所述伸展架的底端与管状接地极主体铰接，另一端设有向外侧倾斜延伸的展翼，所述展翼与伸展架之间的夹角为钝角，所述伸展架的横截面呈弧状，且伸展架的内径不小于管状接地极主体的外径，使得伸展架可贴附在管状接地极主体的外壁上，所述伸展架的内壁上设有撑杆，所
述撑杆的一端与伸展架铰接，另一端与环状调节块铰接，所述管状接地极主体的外壁上竖直设有与撑杆相适应的条形孔，所述管状接地极主体的外壁的顶部设有挂孔，所述特高压变电站伞型接地装置还包括辅助扩展柱，所述辅助扩展柱上设有与环状调节块相适应的压块。
7.优选的，所述管状接地极主体的外壁上、尖端的外壁上均设有与伸展架相适应的插槽，所述插槽呈楔形。
8.优选的，所述展翼与伸展架之间设有加强筋。
9.优选的，所述展翼的宽度自下而上逐步变小。
10.优选的，所述压块为上大下小的圆台。
11.优选的，每组所述扩展架组中的伸展架的数量为两个，所述伸展架的底端通过铰接轴与管状接地极主体铰接，且两个伸展架上的铰接轴的轴心线重合，同时，铰接轴的轴心线与管状接地极主体的轴心线垂直且相交于一点。
12.一种特高压变电站伞型接地装置的辅助展开装置，包括机架，所述机架底部设有支腿，所述机架上设有双向升降机构，所述双向升降结构的底端设有与辅助扩展柱相适应的压板，所述双向升降结构的顶端设有支撑梁，所述支撑梁的底部设有两个拉臂，且两个拉臂之间的距离可调，所述拉臂的底端设有与挂孔相适应的挂钩。
13.优选的，所述支腿的底部设有扩展板。
14.优选的，所述双向升降结构为竖直布置的双向液压缸，双向液压缸的缸筒固定在机架上。
15.一种特高压变电站伞型接地装置的使用方法，包括步骤：s1、将管状接地极主体打入大地，管状接地极主体打入大地的深度不小于85cm；s2、将辅助扩展柱自上而下插入管状接地极主体中；s3、向上拉动管状接地极主体，同时下压辅助扩展柱，且向上拉动管状接地极主体的高度不超过10cm；s4、将辅助扩展柱从管状接地极主体中拔出；s5、向管状接地极主体中灌入土壤并压实，然后进行接地极的接线。
16.对比现有技术，本发明的有益效果在于：1、本发明利用伸展架来增大接地极与大地的接触面积，增大导电率，满足电力系统的接地性能要求，扩展架可贴附在管状接地极主体上，便于将管状接地极主体打入大地，将管状接地极主体打入大地后，将辅助扩展柱自上而下插入管状接地极主体中，向上拉动管状接地极主体，并向下推动辅助扩展柱，能够将贴附在管状接地极主体上的伸展架展开，施工简便，省时省力。
17.2、本发明的辅助展开装置利用双向升降机构，能够在上拉管状接地极主体的同时下压辅助扩展柱，能够减少管状接地极主体的上拉高度，方便施工。
18.3、本发明在将扩展架展开后，向管状接地极主体中灌入土壤并压实，管状接地极主体中的部分土壤经条形孔排向管状接地极主体的外部，使得管状接地极主体周围的土壤密度增加，管状接地极主体的内外壁均与土壤接触，大大增加了与大地之间的接触面积，能够有效提高接地极的导电率。
附图说明
19.图1是本发明的特高压变电站伞型接地装置的结构示意图；图2是本发明的特高压变电站伞型接地装置的展开结构示意图；图3是图2的a部放大图；图4是本发明的特高压变电站伞型接地装置的辅助展开装置的结构示意图。
20.附图中标号：1、管状接地极主体；2、尖端；3、环状调节块；4、伸展架；5、展翼；6、撑杆；7、条形孔；8、挂孔；9、辅助扩展柱；10、压块；11、插槽；12、加强筋；13、机架；14、支腿；15、双向升降机构；16、压板；17、支撑梁；18、拉臂；19、挂钩；20、扩展板。
具体实施方式
21.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所限定的范围。
22.实施例1：如附图1-3所示，本发明所述是特高压变电站伞型接地装置，包括管状接地极主体1，所述管状接地极主体1的底端设有尖端2，尖端2为实心锥形头，尖端2焊接在管状接地极主体1的底端。
23.所述管状接地极主体1上自下而上依次设有若干组扩展架组（附图中以两组扩展架组为例进行说明），且最下端的所述扩展架组位于管状接地极主体1的底端，每组所述扩展架组均包括设置于管状接地极主体1的内部的环状调节块3和若干个沿着管状接地极主体1的外壁均匀布置的伸展架4（附图中以两个伸展架4为例进行说明）。
24.所述环状调节块3与管状接地极主体1滑动连接，环状调节块3的外径略小于管状接地主体1的内径，使得环状调节块3可在管状接地极主体1内上下滑动。若干个所述环状调节块3的内径自下而上逐步变大，所述伸展架4的底端与管状接地极主体1铰接，另一端设有向外侧倾斜延伸的展翼5，展翼5与伸展架4之间可采用一体式结构，所述展翼5与伸展架4之间的夹角为钝角，所述伸展架4的横截面呈弧状，且伸展架4的内径不小于管状接地极主体1的外径，使得伸展架4可贴附在管状接地极主体1的外壁上，如附图1所示，伸展架4的内壁可与管状接地极主体1的外壁抵接，能够尽可能的减小将管状接地极主体1打入大地的阻力，便于将管状接地极主体1打入大地。
25.所述伸展架4的内壁上设有撑杆6，所述撑杆6的一端通过铰接件与伸展架4铰接，另一端通过铰接件与环状调节块3铰接，伸展架4、撑杆6、铰接件和管状接地极主体1优选为同一材质，所述管状接地极主体1的外壁上竖直设有与撑杆6相适应的条形孔7，撑杆6可在条形孔7内上下滑动，所述管状接地极主体1的外壁的顶部设有挂孔8，挂孔8的数量至少为两个，沿着管状接地极主体1的周向均匀布置，挂孔8用于上拉管状接地极主体1，也可用于接线。
26.所述特高压变电站伞型接地装置还包括辅助扩展柱9，辅助扩展柱9上设有与环状调节块3相适应的压块10，每个环状调节块3均对应一个压块10，在使用时，辅助扩展柱9插入管状接地极主体1中，压块10用于向下推动环状调节块3。
27.本发明在使用时，先将管状接地极主体1打入大地，然后将辅助扩展柱9插入管状接地极主体1中，然后在向上拉动管状接地极主体1的同时，向下按压辅助扩展柱9，向上拉
动管状接地极主体1，土壤阻力作用于展翼5，使得伸展架4绕着铰接轴转动，将伸展架4展开，与此同时，向下按压辅助扩展柱9时，环状调节块3下移，经撑杆6推动伸展架4绕着铰接轴转动，能够以较少的管状接地极主体1的上移量将伸展架4展开，能够增大接地极与大地的接触面积，增大导电率，满足电力系统的接地性能要求，施工简便，省时省力。
28.伸展架4展开图如附图2所示。
29.优选的，所述管状接地极主体1的外壁上、尖端2的外壁上均设有与伸展架4相适应的插槽11，所述插槽11呈楔形，伸展架4展开后，伸展架4的底端插入插槽11中，能够增大伸展架4与管状接地极主体1之间的接触面积，增大导电率。
30.优选的，为了减少展翼的变形量，便于伸展架的展开，所述展翼5与伸展架4之间焊接有加强筋12。
31.优选的，为了减少伸展架展开的阻力，所述展翼5的宽度自下而上逐步变小，展翼5的顶端为尖端，能够减少展翼5在土壤中移动的阻力。
32.优选的，为了便于压块与环状调节块的配合，保证压块能够准确的插入环状调节块中，所述压块10为上大下小的圆台，压块10与辅助扩展柱9之间采用一体式结构，且辅助扩展柱9的轴心线与压块10的轴心线重合。
33.优选的，每组所述扩展架组中的伸展架4的数量为两个，所述伸展架4的底端通过铰接轴与管状接地极主体1铰接，且两个伸展架4上的铰接轴的轴心线重合，同时，铰接轴的轴心线与管状接地极主体1的轴心线垂直且相交于一点，既可以降低将管状接地极主体1打入大地的阻力，又提高了伸展架4的表面积。
34.实施例2：如附图4所示，本发明所述是一种特高压变电站伞型接地装置的辅助展开装置，包括机架13，机架13可采用由方管焊接而成的矩形框架，所述机架13底部设有支腿14，支腿14的数量为四个，支腿14的顶端分别焊接在机架13的四个角处，所述机架13上设有双向升降机构15，双向升降机构15是一种双向伸缩的机构，即顶端向上移动时，底端向下移动；顶端向下移动时，底端向上移动。双向升降机构15可通过螺丝固定在机架13上，双向升降机构15可采用双向液压缸，也可采用丝杠丝母结构，采用丝杠丝母结构时，丝杠与机架13转动连接，丝杠包括中间轴、固定在中间轴顶端的上丝杠、固定在中间轴底端的下丝杠，且上丝杠和下丝杠的螺纹旋向相反，上丝杠和下丝杠上均设有丝母，上丝杠上的丝母镶嵌在上滑块上，下丝杠上的丝母镶嵌在下滑块上，上滑块、下滑块均与机架13滑动连接，在机架13上竖直设有与上滑块、下滑块相适应的滑轨，丝杠可由电机驱动，也可在丝杠的一端安装摇把，手动摇动。
35.所述双向升降结构15的底端焊接有与辅助扩展柱9相适应的压板16，所述双向升降结构15的顶端设有支撑梁17，支撑梁17可直接焊接在双向升降结构15上，也可通过螺丝固定在双向升降结构15上，所述支撑梁17的底部设有两个拉臂18，在支撑梁17的底端设有t型槽，在拉臂18的顶端焊接有与t型槽相适应的t型块，两个拉臂18之间的距离可调，所述拉臂18的底端焊接有与挂孔8相适应的挂钩19。
36.优选的，为了提高本发明使用时的稳定性，所述支腿14的底部设有扩展板20，能够增大本发明与地面间的接触面积，避免在使用时陷入土壤中。
37.优选的，所述双向升降结构15为竖直布置的双向液压缸，双向液压缸的缸筒固定在机架13上，在机架13上焊接有与双向液压缸相适应的安装座，双向液压缸通过螺丝固定
在安装座上。
38.实施例3：本发明所述是一种特高压变电站伞型接地装置的使用方法，包括步骤：s1、可直接用铁锤或采用振动锤将管状接地极主体1打入大地，在将管状接地极主体1打入大地之前可在管状接地极主体1的顶部放置一个枕木，枕木的底端为与管状接地极主体1的内径相适应的圆柱体，顶部为外径大于管状接地极主体1的外径的块状物，避免将管状接地极主体1打入大地时损伤管状接地极主体1，管状接地极主体1打入大地的深度不小于85cm，根据设计需要确定具体的打入深度，保证最终的接地极的入地深度为80cm左右；s2、将辅助扩展柱9自上而下插入管状接地极主体1中。
39.s3、向上拉动管状接地极主体1，同时下压辅助扩展柱9，且向上拉动管状接地极主体1的高度不超过10cm，可采用实施例2中的辅助展开装置完成本步骤，将两个挂钩19分别挂在管状接地极主体1上的两个挂孔8中，然后将压板16压在辅助扩展柱9的顶端，启动双向升降结构15即可，一般将管状接地极主体1的向上拉动5 cm即可将伸展架4完全展开。
40.s4、将辅助扩展柱9从管状接地极主体1中拔出，辅助扩展柱9可重复使用。
41.s5、向管状接地极主体1中灌入土壤并压实，然后进行接地极的接线，可直接利用挂孔8接线。
42.本发明在将扩展架4展开后，向管状接地极主体1中灌入土壤并压实，管状接地极主体1中的部分土壤经条形孔7排向管状接地极主体1的外部，使得管状接地极主体1周围的土壤密度增加，管状接地极主体1内外的土壤连为一体，管状接地极主体1的内外壁均与土壤接触，大大增加了与大地之间的接触面积，能够有效提高接地极的导电率。