一种复合接地网、具有接地网的电气系统和建筑的制作方法

本实用新型涉及领域变电站领域，尤其是一种复合接地网、具有接地网的电气系统和建筑。

背景技术：

随着社会经济的飞速发展，城市发展越来越快，变电站也深入城市及负荷中心，城市中心地下变电站源源不断的涌现，但接地问题一直困扰着城市中心变电站，城市中心地下变电站都是全地下户内布置，影响接地电阻的主要因数就是土壤电阻率和接地网面积，土壤电阻率是由变电站站址地下岩土种类确定，人工很难更改，也就是说，要降低接地电阻最重要且最有效的措施就是增大接地网面积。

由于土地资源紧缺，变电站占地面积都很小，一般也无外引的条件，只能通过接地深井以及采用新材料的方式降低接地电阻，但由于变电站接地网面积很小，采用接地深井和离子接地体的数量也是有限的，且很多城市中心地下变电站的土壤电阻率很高，通过常规变电站接地技术处理已无法满足现有设计规范的要求。因此需要提出一种能够在现有变电站占地规模不改变的情况下，更可靠安全的降低接地电阻的接地网以满足接地标准。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的目的是提供一种更可靠安全的降低接地电阻的复合接地网。

本实用新型所采用的技术方案是：

第一方面，本实用新型提供一种复合接地网，包括：

上下两层分布的上层水平接地网和下层水平接地网，所述上层水平接地网和所述下层水平接地网之间设置有连接上层水平接地网和下层水平接地网的侧边接地网，所述上层水平接地网、下层水平接地网和侧边接地网中间形成用于放置电气设备的包围空间；

所述上层水平接地网和所述下层水平接地网均由纵横交错的网格组成。

进一步地，所述电气设备为变电站。

进一步地，还包括垂直接地体，所述垂直接地体沿着所述下层水平接地网的外沿四周分布。

进一步地，所述水平接地网的网孔面积不小于5mx5m，所述侧边接地网采用等间距分布的导体线组成，所述导体线两端分别与所述上层水平接地网和所述下层水平接地网连接，所述导体线的分布间距不小于5m。

进一步地，所述垂直接地体的长度为2.5m，之间的间距不小于5m。

进一步地，所述上层水平接地网、所述下层水平接地网、所述垂直接地体和所述侧边接地网均采用铜材料制成。

进一步地，所述复合接地网是由所述上层水平接地网、所述下层水平接地网和侧边接地网组成的长方体，所述长方体的边角为圆弧状。

第二方面，本实用新型还提供一种具有接地网的电气系统，包括如第一方面任一项所述的复合接地网和放置在所述复合接地网中的电气设备。

第三方面，本实用新型还提供一种具有接地网的建筑，包括如第二方面所述的一种具有接地网的电气系统、基坑和覆土层，所述电气设备位于所述建筑内部，所述上层水平接地网设置在覆土层中，所述下层水平接地网设置在基坑下方，所述侧边接地网设置在所述基坑的侧边。

进一步地，所述上层水平接地网的埋设深度不小于0.8m。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过上下两层分布的上层水平接地网和下层水平接地网，之间设置有连接上层水平接地网和下层水平接地网的侧边接地网，上层水平接地网、下层水平接地网和侧边接地网中间形成用于放置电气设备的包围空间，上层水平接地网和下层水平接地网均由纵横交错的网格组成，整体构成复合的立体接地网，可以充分利用地下变电站的布置特点，如变电站上面为覆土，下层为变电站基坑的特点，因地制宜，充分提高接地网有效面积，从而降低变电站接地电阻，减少新材料的使用，降低接地网造价，通过有效降低城市中心地下变电站的接地电阻，使得变电站接地电阻符合现有设计规范的要求，并提高了变电站的运行可靠性及安全性。

附图说明

图1是现有技术中以水平接地体为主的接地网示意图；

图2是本实用新型一种实施方式的一种复合接地网示意图；

图3是本实用新型一种实施方式的一种使用复合接地网的建筑剖面示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

实施例一：

一般城市中心地下变电站都是全地下布置，由于土地资源紧缺，变电站占地面积都很小，现有技术方案主要是采用水平接地体为主的人工接地网，在接地电阻不满足接地规范的前提下，再辅以接地深井、外引及现有新材料(离子接地体)等方式进行辅助接地，而根据现有设计规范gbt50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》附录a3要求，可以得出接地电阻的计算公式：

rn＝α1re

其中，rn表示任意形状边缘闭合接地网的接地电阻，单位是ω，re表示等值(即等面积、等水平接地体总长度)方形接地网的接地电阻，单位是ω，s表示接地网的总面积，单位是m²，d表示水平接地体的直径或等效直径，单位是m，h表示水平接地网的埋设深度，单位是m，l0表示接地网外缘边线的总长度，单位是m，l表示水平接地体的总长度，单位是m，ρ表示土壤电阻率。

由上述公式可以得出影响接地电阻的主要因数就是土壤电阻率和接地网面积，而实际中土壤电阻率是由变电站站址地下岩土种类确定，人工很难更改，因此，要降低接地电阻最重要且最有效的措施就是增大接地网面积。一般情况下也无外引的条件，只能通过接地深井以及采用新材料的方式降低接地电阻，但由于变电站接地网面积很小，采用接地深井和离子接地体的数量也是有限的，且很多城市中心地下变电站的土壤电阻率很高，一般接地深井和离子接地体的布置间距大于等于布置深度的2倍时，屏蔽较小，否则，屏蔽较大，对降低接地电阻无益。采取以上措施，往往不能解决变电站内接地电阻满足设计规范的要求。

因此本实施例要通过增大接地网面积的方式来降低接地电阻。

本实用新型实施例一提供一种使用复合接地网的建筑，本实施例选取的建筑为城市中心地下变电站，使用本实用新型的复合接地网能够有效降低城市中心地下变电站的接地电阻，解决了变电站接地电阻符合现有设计规范的要求，其可以应用在各种类型建筑上。

下面以城市变电站为例说明本实用新型的具体结构，其中变电站的建筑中放置电气设备，变电站下方为基坑，上方有覆土层。

如图1所示，是现有的以水平接地体为主的接地网示意图，采用单层的水平接地网，其接地网面积为s，在接地电阻不满足接地规范的前提下，再辅以接地深井及现有新材料，如离子接地体等方式处理，其接地网面积s一般小于变电站围墙内面积。

如图2所示，为本实施例的一种复合接地网示意图，上下两层分布的上层水平接地网和下层水平接地网，上层水平接地网和下层水平接地网之间设置有连接上层水平接地网和下层水平接地网的侧边接地网，其中上层水平接地网、下层水平接地网和侧边接地网中间形成用于放置电气设备的包围空间，上层水平接地网和下层水平接地网均由纵横交错的网格组成，本实施例中，电气设备为城市地下变电站。

上下两层水平接地网的网孔面积不小于5mx5m，为均压网孔，侧边接地网采用等间距分布的导体线组成，导体线两端分别与上层水平接地网和下层水平接地网连接，导体线的分布间距不小于5m，这种设计用到的导电金属材料数量较少，节省材料不浪费，且等距分布能够满足均压的条件且其可靠性更高。

另外，还包括垂直接地体，垂直接地体沿着下层水平接地网的外沿四周分布。垂直接地体的长度为2.5m，之间的间距不小于5m，四周分布方式能够全方位的实现接地功能，提高本实施例接地网的覆盖效果。

本实施例中上下两层水平接地网、垂直接地体和侧边接地网均采用铜材料制成，本实施例中铜材料优选为紫铜，由于紫铜的电导率和热导率仅次于银，被广泛用于制作导电材料，紫铜在大气中有良好的耐蚀性，能够显著延长使用时间，另外紫铜有良好的焊接性，可经冷、热塑性加工，降低了制造难度，提高了制作工艺。显然，铝或者其他金属材料也可以用在本实施例中。

本实施例的复合接地网是由上层水平接地网、下层水平接地网和侧边地接地网组成的长方体，在另一种实施例方式中，该长方体的边角可以设置称圆弧状，即构成一种边角弧形的立体复合接地网结构。

另外，还能组成具有接地网的电气系统，该电气系统由复合接地网和放置在复合接地网中的电气设备组成。

如图3所示，为本实施例中使用复合接地网的建筑剖面示意图，图中可见，建筑物为城市中心地下变电站，建筑上层为覆土层，下层为基坑，其中电气设备位于建筑内部，本实施例的复合接地网的上层水平接地网1设置在覆土层中，下层水平接地网3设置在基坑下方，侧边接地网2设置在所述基坑的侧边，其中，经过工程实践得知，上层水平接地网1在覆土层中的埋设深度不低于0.8m时，具有良好的接地效果。

本实施例中复合接地网的使用，将水平接地网面积将由原接地网面积的s增大到至少2倍以上，即上层接地网面积s+下层接地网面积s+4个侧面接地网面积，根据实际工程的经验，接地电阻可降低约30％，因此本实施例的接地方法，能够有效降低城市中心地下变电站的接地电阻，使得变电站接地电阻符合现有设计规范的要求，同时提高了变电站的运行可靠性及安全性。

本实用新型通过布置复合立体的接地网的方式，可以充分利用地下变电站的布置特点，如变电站上面为覆土，下层为变电站基坑，因地制宜，充分提高接地网有效面积，大大降低变电站接地电阻，减少新材料的使用，降低接地网造价，通过有效降低城市中心地下变电站的接地电阻，使得变电站接地电阻符合现有设计规范的要求，并提高了变电站的运行可靠性及安全性。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。