一种电力线路杆塔防雷用非金属接地极及安装方法

技术领域

本发明涉及电力线路杆的接地连接技术领域，具体为一种电力线路杆塔防雷用非金属接地极及安装方法。

背景技术

电力线路杆塔的接地电阻是影响其实际防雷性能的重要指标，较低接地电阻值是防止塔顶出现过电压的主要措施。实际工程中的土壤往往不是均匀分布的，由于地下水及土壤的吸水性等问题土壤电阻率往往呈现水平分布，且下层土壤电阻率往往明显低于上层土壤。这就使得垂直接地极在地网改造中具有很大优势(特别是在含砂石较多的高土壤电阻率区域)。在工频电流下，采用深埋式接地体的效果主要是由于接地体下端能深入到导电性能比较好的土壤。一般来说，将接地电极的长度增加，在电阻率不均匀的粘土或者砂土中可使接地电阻明显下降，尤其是在砂土中，垂直接地极的效果显著。实际接地工程中当部分杆塔接地网受制于施工面积时，需采用垂直接地网进行接地改造，传统深井降阻价格昂贵，施工可行性较低，很多高山丘陵地带无法运输大宗机械。由于垂直接地体长度一般在2m以上，单根接地体很难直接打入到深层土壤中，因此，现场可将垂直接地体分段，采用螺纹、连接器进行分段连接，在入地时，进行分节入地。

输电线路杆塔接地网在进行接地体的敷设时，相应的电力行业标注中规定接地导体的预埋深度，其中：(1)在土壤电阻率ρ≤100Ω·m的潮湿地区，可利用铁塔和钢筋混凝土杆自然接地。发电厂和变电站的进线段，应另设雷电保护接地装置。在居民区，当自然接地电阻符合要求时，可不设人工接地装置。(2)在土壤电阻率100Ω·m＜ρ≤300Ω·m的地区，除应利用铁塔和钢筋混凝土杆的自然接地外，并应增设人工接地装置，接地极埋设深度不宜小于0.6m。(3)在土壤电阻率300Ω·m＜ρ≤2000Ω·m的地区，可采用水平敷设的接地装置，接地极埋设深度不宜小于0.5m。(4)在土壤电阻率ρ＞2000Ω·m的地区，接地电阻很难降到30Ω以下时，可采用6根～8根总长度不超过500m的放射形接地极或采用连续伸长接地极。放射形接地极可采用长短结合的方式。接地极埋设深度不宜小于0.3m。接地电阻可不受限值。

而现有的常见接地的调节方式大多为预埋插接的方式，但由于电力线路杆塔通常设置在野外环境下，对于气候多变的环境，其一年四季的环境温差、降雨量存在极大的差别，从而造成突然的电阻率多变，而现有固定安装的接地装置预埋深度固定，在环境、气候变化后，难以进行及时的调整，需要重新进行安装，且在安装过程中容易造成与接地网的摩擦，从而影响连接配合，导致接地防护效果大大降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力线路杆塔防雷用非金属接地极及安装方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电力线路杆塔防雷用非金属接地极，所述非金属接地极包括：

接地装置，所述接地装置包括预埋在安装电力线路杆塔的基座下端的接地网和位于地面上的导轨框，所述导轨框为圆环状的转动导轨，导轨框的上端转动安装有带有开口槽的圆环板，导轨框的下端设置有圆周阵列分布的四组立管，所述立管的下端固定连接在纵横导电线编织的接地网上，四组立管中分别竖直贯穿插接有预埋深度不同的导电内衬柱，所述导电内衬柱的下端通过锥头竖直插接在地下，导电内衬柱的中间设置有竖直设置的石墨芯柱，所述石墨芯柱的上端延伸至导轨框中，开口槽的上端固定安装有覆盖在圆环板上的盖板；

接地端头，所述接地端头包括升降框、固定块和上接头，所述固定块位于开口槽中，且固定块的外壁固定安装在开口槽的内壁上，升降框套接在固定块的外壁，升降框的内壁上对称设置有一对升降槽，所述固定块上设置有位于升降槽中的延伸块，所述上接头固定在升降框的下端，且上接头与石墨芯柱的上端挤压卡接，升降框的上设置有贯穿盖板并与电力线路杆塔固定连接的石墨带。

山形管，所述山形管安装在固定块的上端，山形管的两端对称设置有向上延伸的一对竖直管，山形管的中间竖直设置有中间竖管，所述中间竖管与竖直管中均滑动安装有活塞，一对竖直管中的活塞上端均竖直安装有升降连杆，所述升降连杆连接在升降框的上端外壁，中间竖管的上端端口位置固定安装有螺套，中间竖管中的活塞上端轴承转动安装有螺杆，所述螺杆螺纹转动贯穿螺套，升降框的上端与螺杆的上端均贴合在盖板的下端外壁。

优选的，所述基座的外侧浇筑有混凝土层，所述导轨框预埋浇筑在混凝土层中，圆环板的两侧圆弧外壁均设置有间隔圆环槽，导轨框的上端端口内侧设置有与间隔圆环槽配合的导向槽，导轨框设置有与立管对应的销孔，所述盖板转动安装在圆环板上，盖板上插接有与销孔一一对应的销杆。

优选的，所述锥头的下端端口设置有向上凹陷的内陷槽，所述石墨芯柱的一端裸露至内陷槽中，石墨芯柱的另一端端部设置有上接口，所述上接口与上接头竖直压合，上接口与上接头上设置有相互配合插接的错牙槽，上接头的上端通过升降框电性连接石墨带，所述石墨带的端部设置有与电力线路杆塔架固定连接的导电贴片。

优选的，所述导电内衬柱转动安装在立管中，导电内衬柱的上端设置有转盘，转盘的下端设置有转动圈，导轨框的内腔中设置有限定转盘高度的限位板，导轨框的下端内壁上设置有与转动圈配合转动连接的上转槽，导电内衬柱的下端与锥头的上端之间固定套接有延伸管。

优选的，所述立管与接地网等高的外壁上设置有阶梯台，所述阶梯台上横向贯穿设置有横槽，所述横槽中设置有一对连接组件，连接组件是由一对相互平行的延伸柱组成，上下相邻的一对延伸柱之间留有间隙，间隙中滑动插接有导电杆，所述导电杆的一端延伸至横槽的外侧并连接接地网，导电杆的另一侧设置有压合在导电内衬柱侧壁上的压块。

优选的，所述导电杆的外侧端部设置有内弧板，所述内弧板的外侧对称设置有外弧板，内弧板与外弧板之间夹持有接地网的纵横线缆，外弧板螺钉紧固在阶梯台的外壁上。

优选的，所述延伸柱的内侧设置有转环，延伸柱的外侧滑动插接有伸缩框，所述伸缩框的一侧中间滑动插接在延伸柱相邻的间隙中，且导电杆滑动插接至伸缩框的内腔中，导电杆上套接有弹簧，所述弹簧压合在伸缩框与内弧板之间，伸缩框的另一端贴合导电内衬柱的外壁。

优选的，所述伸缩框的上下两端沿延伸柱与横槽内壁之间的间隙贯穿延伸，且伸缩框靠近立管一侧上下两端端部设置有挤压槽，所述转环上横向贯穿设置有与伸缩框中间段配合插接的贯穿槽，阶梯台的内腔中设置有收纳转环转动安装的下转槽，转环上设置有压合在挤压槽上的凸起。

优选的，所述导电内衬柱的圆弧外壁设置有一对侧条，所述转环的内壁上设置有一对与侧条配合竖直插接的侧槽。

一种根据上述电力线路杆塔防雷用非金属接地极的安装方法，所述安装方法包括以下步骤：

S1：土壤检测，检测基座下端的土壤导电电阻值，计算合适的接地预埋深度；

S2：选择安装，根据计算的预埋深度，选择合适预埋深度的立管，通过圆环板在导轨框中的转动实现接地端头与立管的对应，通过螺杆的转动下压，使得升降框下降，进而实现上接头与石墨芯柱的紧密连接，在通过转动安装的盖板实现密封；

S3：深度调节，当环境改变后造成土壤电阻值产生较大的变化时，需要改变预埋深度，通过转盘实现导电内衬柱的转动，带动转环上的凸起挤压伸缩框，使得弹簧被挤压，伸缩框与导电内衬柱脱离解除，便于导电内衬柱的竖直滑动，从而便于高度的调节，避免升降摩擦造成对伸缩框的磨损，高度调节完成后，通过复位转动和弹簧的复位弹力实现重新与接地网连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置带有螺杆转动调节内压的山形管，从而实现对升降框驱动，实现接地端头与接地组件的稳定连接，通过设置圆周阵列分布的四组预埋深度不同的接地组件和转动安装的接地端头，实现对接地深度的调节，从而根据不同的预埋深度适配不同的环境变化，大大提高了对电力线路杆塔的稳定防护，配合转动的导电内衬柱的侧向挤压，实现对与接地网连接位置的弹性挤压，避免在深度调节时造成摩擦，提高连接的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A处结构放大图；

图3为本发明的圆环板立体结构示意图；

图4为图2中C处结构放大图；

图5为图1中B处结构放大图；

图6为本发明的转环立体结构示意图；

图7为本发明的阶梯台立体结构半剖示意图；

图8为本发明的内弧板连接立体结构示意图；

图9为本发明的导电内衬柱立体结构示意图；

图10为本发明的导电内衬柱侧向结构示意图；

图11为本发明的接地端头立体结构示意图。

图中：1、基座；2、接地网；3、混凝土层；4、接地端头；5、石墨带；6、导轨框；7、圆环板；8、立管；9、锥头；10、导电贴片；11、盖板；12、导向槽；13、上转槽；14、限位板；15、导电内衬柱；16、石墨芯柱；17、转盘；18、上接头；19、升降框；20、固定块；21、山形管；22、中间竖管；23、活塞；24、升降连杆；25、螺杆；26、螺套；27、侧条；28、外弧板；29、弹簧；30、内弧板；31、转环；32、延伸柱；33、阶梯台；34、导电杆；35、伸缩框；36、压块；37、凸起；38、侧槽；39、贯穿槽；40、开口槽；41、销孔；42、横槽；43、下转槽；44、挤压槽；45、上接口；46、延伸管；47、转动圈；48、升降槽；49、延伸块；50、错牙槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图11，本发明提供一种技术方案：

一种电力线路杆塔防雷用非金属接地极，非金属接地极包括接地装置、接地端头4和山形管21。

接地装置包括预埋在安装电力线路杆塔的基座1下端的接地网2和位于地面上的导轨框6，导轨框6为圆环状的转动导轨，导轨框6的上端转动安装有带有开口槽40的圆环板7，接地端头4包括升降框19、固定块20和上接头18，固定块20位于开口槽40中，且固定块20的外壁固定安装在开口槽40的内壁上。

通过设置圆环板7与接地端头4、导轨框6的配合，实现接地端头4的圆周位置调节，进而实现预埋连接深度的切换。

导轨框6的下端设置有圆周阵列分布的四组立管8，立管8的下端固定连接在纵横导电线编织的接地网2上，四组立管8中分别竖直贯穿插接有预埋深度不同的导电内衬柱15，导电内衬柱15的下端通过锥头9竖直插接在地下，导电内衬柱15的中间设置有竖直设置的石墨芯柱16，石墨芯柱16的上端延伸至导轨框6中，开口槽40的上端固定安装有覆盖在圆环板7上的盖板11。

通过设置四组立管8和预埋深度不同的导电内衬柱15，从而适配不同的预埋接地深度。

升降框19套接在固定块20的外壁，升降框19的内壁上对称设置有一对升降槽48，固定块20上设置有位于升降槽48中的延伸块49，上接头18固定在升降框19的下端，且上接头18与石墨芯柱16的上端挤压卡接，升降框19的上设置有贯穿盖板11并与电力线路杆塔固定连接的石墨带5，山形管21安装在固定块20的上端，山形管21的两端对称设置有向上延伸的一对竖直管，山形管21的中间竖直设置有中间竖管22，中间竖管22与竖直管中均滑动安装有活塞23，一对竖直管中的活塞23上端均竖直安装有升降连杆24，升降连杆24连接在升降框19的上端外壁，中间竖管22的上端端口位置固定安装有螺套26，中间竖管22中的活塞23上端轴承转动安装有螺杆25，螺杆25螺纹转动贯穿螺套26，升降框19的上端与螺杆25的上端均贴合在盖板11的下端外壁。

通过设置升降槽48与延伸块49的配合，实现升降框19在固定块20外壁上的升降套接，进而利用螺杆26在螺套26上的螺纹转动，驱动活塞23相对上升，内压减小，使得在升降连杆24的牵引下驱动升降框19下降，使得上接头18紧固连接在石墨芯柱16的上端，实现稳定的连接。

实施例2：

在实施例1的基础上，基座1的外侧浇筑有混凝土层3，导轨框6预埋浇筑在混凝土层3中，圆环板7的两侧圆弧外壁均设置有间隔圆环槽，导轨框6的上端端口内侧设置有与间隔圆环槽配合的导向槽12，导轨框6设置有与立管8对应的销孔41，盖板11转动安装在圆环板7上，盖板11上插接有与销孔41一一对应的销杆。

为了防止环境对接地端头4的连接位置造成影响，它通过设置带有销杆插接的盖板11，实现对接地端头4上端的覆盖防护，同时达到限定螺杆25和升降框19高度位置的目的，避免造成连接脱落。

锥头9的下端端口设置有向上凹陷的内陷槽，石墨芯柱16的一端裸露至内陷槽中，石墨芯柱16的另一端端部设置有上接口45，上接口45与上接头18竖直压合，上接口45与上接头18上设置有相互配合插接的错牙槽50，上接头18的上端通过升降框19电性连接石墨带5，石墨带5的端部设置有与电力线路杆塔架固定连接的导电贴片10。

通过设置错牙槽50进一步提高了上接口45与上接头18之间的连接稳定性，利用导电贴片10实现接地组件与电力线路杆塔架的稳定连接。

实施例3：

在实施例2的基础上，导电内衬柱15转动安装在立管8中，导电内衬柱15的上端设置有转盘17，转盘17的下端设置有转动圈47，导轨框6的内腔中设置有限定转盘17高度的限位板14，导轨框6的下端内壁上设置有与转动圈47配合转动连接的上转槽13，导电内衬柱15的下端与锥头9的上端之间固定套接有延伸管46。

通过设置限位板14限定转盘17的高度，进而使得转盘17在导轨框6中可转动安装，利用上转槽13与转动圈47的配合，限定转动的位置。

立管8与接地网2等高的外壁上设置有阶梯台33，阶梯台33上横向贯穿设置有横槽42，横槽42中设置有一对连接组件，连接组件是由一对相互平行的延伸柱32组成，上下相邻的一对延伸柱32之间留有间隙，间隙中滑动插接有导电杆34，导电杆34的一端延伸至横槽42的外侧并连接接地网2，导电杆34的另一侧设置有压合在导电内衬柱15侧壁上的压块36。

通过设置横槽42实现导电杆34的横向插接，进而实现接地网2与导电内衬柱15的侧向连接，通过接地网2实现接地分流，提高接地防护的安全性。

导电杆34的外侧端部设置有内弧板30，内弧板30的外侧对称设置有外弧板28，内弧板30与外弧板28之间夹持有接地网2的纵横线缆，外弧板28螺钉紧固在阶梯台33的外壁上。

通过设置内弧板30和外弧板28的配合，实现对接地网2线缆的稳定夹持连接，进而将立管8稳定固定在接地网2上。

实施例4：

在实施例3的基础上，延伸柱32的内侧设置有转环31，延伸柱32的外侧滑动插接有伸缩框35，伸缩框35的一侧中间滑动插接在延伸柱32相邻的间隙中，且导电杆34滑动插接至伸缩框35的内腔中，导电杆34上套接有弹簧29，弹簧29压合在伸缩框35与内弧板30之间，伸缩框35的另一端贴合导电内衬柱15的外壁，导电内衬柱15的圆弧外壁设置有一对侧条27，转环31的内壁上设置有一对与侧条27配合竖直插接的侧槽38。

通过设置设置侧条27与侧槽38的配合，使得转环31在转盘17的驱动下，跟随导电内衬柱15转动，通过设置弹簧29实现伸缩框35的弹性挤压安装。

伸缩框35的上下两端沿延伸柱32与横槽42内壁之间的间隙贯穿延伸，且伸缩框35靠近立管8一侧上下两端端部设置有挤压槽44，转环31上横向贯穿设置有与伸缩框35中间段配合插接的贯穿槽39，阶梯台33的内腔中设置有收纳转环31转动安装的下转槽43，转环31上设置有压合在挤压槽44上的凸起37。

通过设置凸起37与挤压槽44的配合，实现在转环31转动时对伸缩框35的挤压，使得弹簧29被压缩，伸缩框35侧向向外侧滑动，此时压块36与导电内衬柱15脱离解除，进而在外力的作用下，使得导电内衬柱15、锥头9向下运动，达到便捷调节预埋深度的目的，同时避免在向下挤压滑动时造成连接位置的摩擦，深度调节完成后，通过反向转动，使得转环31复位，在弹簧29的复位弹力下，使得压块36重新贴合导电内衬柱15，实现稳定的接地导电连接。

一种根据上述电力线路杆塔防雷用非金属接地极的安装方法，安装方法包括以下步骤：

S1：土壤检测，检测基座1下端的土壤导电电阻值，计算合适的接地预埋深度；

S2：选择安装，根据计算的预埋深度，选择合适预埋深度的立管8，通过圆环板7在导轨框6中的转动实现接地端头4与立管8的对应，通过螺杆25的转动下压，使得升降框19下降，进而实现上接头18与石墨芯柱16的紧密连接，在通过转动安装的盖板11实现密封；

S3：深度调节，当环境改变后造成土壤电阻值产生较大的变化时，需要改变预埋深度，通过转盘17实现导电内衬柱15的转动，带动转环31上的凸起37挤压伸缩框35，使得弹簧29被挤压，伸缩框35与导电内衬柱15脱离解除，便于导电内衬柱15的竖直滑动，从而便于高度的调节，避免升降摩擦造成对伸缩框35的磨损，高度调节完成后，通过复位转动和弹簧29的复位弹力实现重新与接地网2连接。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。