[实用新型]超高压直流输电线路的接地极保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及输电领域，更具体地涉及一种用于超高压直流输电线路接地极保护装置。 

背景技术

目前直流输电通常可采用三种接线方式：单极线路、同极线路、和双极线路。 

采用单极和同极接线时，线路的传输电流将全部由接地电极进入大地。单极接线时长期通过接地电极的电流即为传输电流，同极接线时则为两条线路传输电流的总和。 

采用双极接线时，长期通过接地极的电流是线路的不平衡电流，它一般为线路传输电流的1％～3％。然而，当一极发生故障退出运行而转为单极接线的工作方式时，通过接地极的电流会上升为健全极线路的传输电流，其持续时间一般达数十天。如果为了要在故障情况下保持必要的传输功率，健全相有时还需在短期过负荷下运行，此时通过接地极的电流还会进一步增大。 

在直流输电中，由于杂散电流和小回路的因素，要求对接地极做绝缘处理的目的是根据直流输电运行特性，避免由于直流电流通过基桩之间或基桩与直流接地极之间形成回路，从而影响直流输电运行和钢筋的电解腐蚀，进而提高其使用寿命。 

根据DL/T 5224-2005《高压直流输电大地返回运行系统设计技术规范》中9.1之规定，对一定距离内，某些参数范围内的地下金属构筑物，要采取保护措施，例如分段绝缘、阴极保护、更换材料、搬迁等。 

在电解质中直流输电与交流输电的一个主要区别是：直流会导致电子(或离子)单向移动，金属失去电子而生成离子，从而产生电解腐蚀现象；而交流(如50Hz)是电流波形成正弦波，电流的流向非单向进行，故金属电解腐蚀较弱。因此，当采用直流输电运行时，不但在接地极址周围形成强的电场产生腐蚀，而且在整个回路中也会形成回路系统，从而对流出电流方产生腐蚀。 

DL/T 5224-2005《高压直流输电大地返回运行系统设计技术规定》对直流接地装置的材料、布置方式作了一些说明，例如对材料列举了以下一些种类：铁、高硅铸铁、高硅铬铁、石墨等。 

目前世界上已投运的直流接地极可以分为两类：一类是陆地电极，另一类是海洋电极。由于面对的极址条件不同，因而两者的布置方式是不同的。从我国建设的直流工程接地极来看，大多数为陆地接地极。 

目前，直流输电接地极可以设置成不同的结构。在选择直流接地电极的形状时，应尽量选用那些电流能沿导体均匀流散的形状，这也是为了满足土壤发热时间常数和电极热稳定性的要求，例如，已投入运行的直流输电接地极的形式是多种多样的。一种常用的直流输电接地极(如±500kV直流输电)是采用直线形接地极，另一种常用方式是采用圆环形接地极。或者，在整个输电线路的某一侧采用直线形接地极，而另一侧采用圆环形接地极。 

许多工程都是根据实际地质情况，将接地极设计成不规则的形状，如可将直流工程的两侧接地极设计成周长为1200m的封闭环形。 

此外，与交流输电的接地电极相比，直流接地电极的尺寸一般都比较大，而且不采用交流接地所用的网状地网。目前，直流接地电极主要采用增大接地极截面方式，只是为了降低电极表面的最大流散电流密度，减小接地极的腐蚀，但是随之而来带来的问题就是工程造价巨大。 

然而，目前直流接地电极由于深埋地下的缘故，没有办法进行随时监控，具有不可控性。 

此外，即使采用诸如直流接地极选用碳钢材质、或增大金属截面积等手段，直流接地极的腐蚀现象仍很明显。统计数据表明，一般每年以数毫米的速度腐蚀(作为阳极运行的接地极)，且腐蚀主因是电解腐蚀。例如，某一直流输电工程的接地极在1990年6月至1991年9月的3次开挖中发现，原直径30mm的接地钢棒最厉害处只有11mm了，所以如何增加接地极的使用寿命以及如何对接地极的腐蚀状况进行测量便成了工程当务之急。 

如上所述的，目前直流输电(尤其是超高压直流输电)的现有技术存在以下缺陷：采用普通钢质接地材料，抗腐蚀性能差，尤其是直流电解腐蚀，使用寿命短；加大接地装置的接地极的截面，造成工程投资巨大；接地装置的接地网的腐蚀情况不可监控。 

因此，本领域迫切需要开发新的、抗腐蚀性能强、使用寿命长、成本低廉、 且可监控接地装置腐蚀程度的直流输电的接地装置。 

发明内容

本实用新型的目的是提供了一种抗腐蚀性能强、使用寿命长、成本低廉、且可监控接地装置腐蚀程度的直流输电的接地装置。 

在本实用新型的第一个方面，提供了一种超高压直流输电线路接地极保护装置，它包括： 

直流输电线路接地极；