降低管道站場(chǎng)接地電阻及延長(zhǎng)接地體壽命的裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種降低管道站場(chǎng)接地電阻及延長(zhǎng)接地體壽命的裝置，屬于油氣管道站場(chǎng)接地【技術(shù)領(lǐng)域】。所述裝置包括金屬槽盒、降阻劑和水平接地體；金屬槽盒是由金屬側(cè)板、金屬頂板和金屬底板構(gòu)成的方形結(jié)構(gòu)；水平接地體設(shè)置于金屬槽盒內(nèi)；降阻劑充填在水平接地體的周?chē)?，并且降阻劑和水平接地體共同封閉在金屬槽盒內(nèi)；金屬頂板和金屬側(cè)板上均設(shè)置有孔；水平接地體通過(guò)孔與外部接地引線(xiàn)連接。本發(fā)明還提供了上述裝置的構(gòu)建方法。本發(fā)明通過(guò)將水平接地體和降阻劑封閉在金屬槽盒內(nèi)，提高了油氣管道站場(chǎng)接地系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了油氣管道站場(chǎng)的接地系統(tǒng)的使用壽命，降低了油氣管道站場(chǎng)的運(yùn)行成本以及對(duì)環(huán)境的破壞和污染。
【專(zhuān)利說(shuō)明】降低管道站場(chǎng)接地電阻及延長(zhǎng)接地體壽命的裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油氣管道站場(chǎng)接地【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種降低管道站場(chǎng)接地電阻及延長(zhǎng)接地體壽命的裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于油氣管道站場(chǎng)的接地系統(tǒng)，以往工程多采用熱鍍鋅扁鋼作為水平接地體、熱鍍鋅角鋼作為垂直接地體。在高土壤電阻率、砂石地質(zhì)或氣候干燥地區(qū)，這種接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案通常需要增加水平接地體的長(zhǎng)度，以及增加垂直接地體的數(shù)量。在地形和站場(chǎng)面區(qū)域受限的情況下，需要通過(guò)增加降阻劑的方法滿(mǎn)足接地電阻要求。
[0003]在高土壤電阻率、砂石地質(zhì)或氣候干燥地區(qū)，如果油氣管道站場(chǎng)采用增加水平接地體的長(zhǎng)度，以及增加垂直接地體的數(shù)量的方法，來(lái)滿(mǎn)足接地電阻要求時(shí)，需要油氣管道站場(chǎng)有足夠的區(qū)域滿(mǎn)足接地系統(tǒng)占地面積的要求。接地系統(tǒng)面積增大，不同接地點(diǎn)的土壤電阻率存在差別，造成不同區(qū)域接地的電氣、儀表和通信設(shè)備存在電位差。當(dāng)接地系統(tǒng)泄放雷電流或油氣管道站場(chǎng)電力故障電流時(shí)，勢(shì)必會(huì)造成電氣、儀表和通信設(shè)備的故障和損壞。
[0004]當(dāng)油氣管道站場(chǎng)的接地系統(tǒng)面積受到限制時(shí)，如果采用增加水平接地體的長(zhǎng)度，以及增加垂直接地體的數(shù)量的方法就不能滿(mǎn)足接地電阻的要求，需要通過(guò)在接地體周?chē)黾咏底鑴┑姆椒▉?lái)滿(mǎn)足接地電阻要求。在增加降阻劑初期降低接地電阻效果明顯，但隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，由于降阻劑固化和沙化，以及因降水造成降阻劑被雨水沖走、流失，因此會(huì)使降低接地電阻的效果逐漸失效，導(dǎo)致接地電阻隨之增加，接地電阻不能滿(mǎn)足油氣管道站場(chǎng)的接地要求，這樣在接地系統(tǒng)泄放雷電流或油氣管道站場(chǎng)電力故障電流時(shí)，將造成接地系統(tǒng)釋放雷電流或電力故障電流的時(shí)間延長(zhǎng)，接地系統(tǒng)電壓升高，造成電氣、儀表和通信設(shè)備的故障和損壞，影響油氣管道站場(chǎng)的安全運(yùn)行。另外，隨著降阻劑的流失，金屬接地體暴露在土壤中，大大加快了金屬接地體的腐蝕，造成金屬接地體的破壞和斷裂，這會(huì)對(duì)油氣管道站場(chǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)巨大隱患，以及增加油氣管道站場(chǎng)改造的運(yùn)行成本；同時(shí)，流失的降阻劑會(huì)對(duì)地區(qū)環(huán)境和地下水產(chǎn)生污染和破壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有高土壤電阻率、砂石地質(zhì)或氣候干燥地區(qū)使用的油氣管道站場(chǎng)接地系統(tǒng)存在的安全性、可靠性和穩(wěn)定性差，以及降阻劑易固化、流失，金屬接地體易腐蝕等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種降低管道站場(chǎng)接地電阻及延長(zhǎng)接地體壽命的裝置，包括金屬槽盒、降阻劑和水平接地體；所述金屬槽盒是由金屬側(cè)板、金屬頂板和金屬底板構(gòu)成的方形結(jié)構(gòu)；所述水平接地體設(shè)置于所述金屬槽盒內(nèi)；所述降阻劑充填在所述水平接地體的周?chē)?，并且所述降阻劑和水平接地體共同封閉在所述金屬槽盒內(nèi)；所述金屬頂板和金屬側(cè)板上均設(shè)置有孔；所述水平接地體通過(guò)所述孔與外部接地引線(xiàn)連接。
[0006]所述金屬側(cè)板上的孔位于所述金屬側(cè)板的上部。
[0007]所述水平接地體為熱鍍鋅扁鋼。
[0008]所述方形結(jié)構(gòu)為正方形或長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)。
[0009]所述降阻劑為由膨潤(rùn)土、固化劑、潤(rùn)滑劑和外加膠凝物組成的物理降阻劑。
[0010]本發(fā)明還提供了一種上述裝置的構(gòu)建方法，建筑物鋼柱與第一防雷引下線(xiàn)的一端采用焊接方式連接，所述第一防雷引下線(xiàn)的另一端與斷接卡子箱連接；所述斷接卡子箱固定安裝在所述建筑物鋼柱上；所述第一防雷引下線(xiàn)套在第一 PVC套管內(nèi)；第二防雷引下線(xiàn)的一端與所述斷接卡子箱連接，另一端與地下金屬槽盒內(nèi)的水平接地體采用焊接方式連接；所述第二防雷引下線(xiàn)從地下到地上段套在第二PVC套管內(nèi)；電儀設(shè)備接地引出線(xiàn)的一端與電儀設(shè)備連接，另一端與所述地下金屬槽盒內(nèi)的水平接地體采用焊接方式連接。
[0011 ] 所述第一防雷引下線(xiàn)和第二防雷引下線(xiàn)均為熱鍍鋅扁鋼。
[0012]所述電儀設(shè)備接地引出線(xiàn)為熱鍍鋅扁鋼。
[0013]所述第一防雷引下線(xiàn)、第二防雷引下線(xiàn)與電儀設(shè)備接地引出線(xiàn)之間的水平距離均大于15m0
[0014]本發(fā)明提供的降低管道站場(chǎng)接地電阻及延長(zhǎng)接地體壽命的裝置及方法，通過(guò)將水平接地體和降阻劑封閉在金屬槽盒內(nèi)，從而保障了油氣管道站場(chǎng)接地系統(tǒng)的安全運(yùn)行，有效地提高了油氣管道站場(chǎng)接地系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，同時(shí)還延長(zhǎng)了油氣管道站場(chǎng)的接地系統(tǒng)的使用壽命，降低了油氣管道站場(chǎng)的運(yùn)行成本和對(duì)環(huán)境的破壞和污染，尤其適用于所有位于高土壤電阻率、砂石地質(zhì)或氣候干燥地區(qū)的油氣管道站場(chǎng)的接地系統(tǒng)，對(duì)于長(zhǎng)輸油氣管線(xiàn)工程、油氣田地面工程、油庫(kù)工程的接地系統(tǒng)都有著廣闊的應(yīng)用空間和較好的經(jīng)濟(jì)效益。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置的平面示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的金屬槽盒的立體示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的金屬頂板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的金屬側(cè)板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的金屬底板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置的典型應(yīng)用實(shí)例示意圖；
[0021]圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置的構(gòu)建方法原理示意圖；
[0022]圖8是本發(fā)明實(shí)施例防雷引下線(xiàn)與電儀設(shè)備接地引出線(xiàn)的水平距離要求示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
[0024]參見(jiàn)圖1至圖5，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種降低管道站場(chǎng)接地電阻及延長(zhǎng)接地體壽命的裝置，包括金屬槽盒1、降阻劑2和水平接地體3。其中，金屬槽盒1是由金屬側(cè)板
11、金屬頂板12和金屬底板13構(gòu)成的方形結(jié)構(gòu)；水平接地體3設(shè)置于所述金屬槽盒1內(nèi)；降阻劑2充填在水平接地體3的周?chē)⑶医底鑴?和水平接地體3共同封閉在金屬槽盒1內(nèi)；金屬頂板12和金屬側(cè)板11上均設(shè)置有孔；水平接地體3通過(guò)孔與外部接地引線(xiàn)連接。
[0025]在具體生產(chǎn)實(shí)踐中，金屬側(cè)板11、金屬頂板12和金屬底板13的材質(zhì)均采用熱鍍鋅鋼板，金屬側(cè)板11、金屬頂板12和金屬底板13通過(guò)焊接實(shí)現(xiàn)相互固定連接，從而保證金屬槽盒1具有可靠的牢固性，同時(shí)還要對(duì)金屬槽盒進(jìn)行防銹和防腐處理，以便延長(zhǎng)金屬槽盒的使用壽命。金屬槽盒1所使用的熱鍍鋅鋼板的厚度及尺寸應(yīng)根據(jù)接地電阻計(jì)算確定；根據(jù)設(shè)計(jì)方案的技術(shù)要求，可將金屬槽盒1的方形結(jié)構(gòu)設(shè)定為長(zhǎng)方形或正方形結(jié)構(gòu)。水平接地體3可采用熱鍍鋅扁鋼，熱鍍鋅扁鋼與外部接地引線(xiàn)(主要包括防雷引下線(xiàn)和電儀設(shè)備接地引出線(xiàn))焊接。
[0026]如圖3和圖4所示，金屬頂板12上的孔121和金屬側(cè)板11上的孔111均呈均布分布，并且孔111位于金屬側(cè)板11的上部。通常情況下，僅選擇在兩個(gè)相對(duì)的金屬側(cè)板11上設(shè)置孔111 ;孔121和孔111的尺寸應(yīng)根據(jù)降阻劑2的使用量來(lái)確定。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例不具體限定孔的排列方式，只要能夠方便防雷引下線(xiàn)和電儀設(shè)備接地引出線(xiàn)與水平接地體的焊接，各種分布形式的孔均可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例。
[0027]圖6和圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例的裝置在西氣東輸二線(xiàn)輪南-吐魯番支干線(xiàn)增輸工程中的構(gòu)建方法:金屬槽盒1通過(guò)回填土 23埋藏在地面21以下，金屬槽盒1的尺寸為400 X 400mm,金屬槽盒1所用的熱鍍鋅鋼板的厚度為2_，鍍鋅層的厚度大于70 μ m ;水平接地體3采用一 50 X 5mm的熱鍍鋅扁鋼，鍍鋅層的厚度大于70 μ m，熱鍍鋅扁鋼應(yīng)埋藏在凍土層以下，埋深為一 1.3m ;金屬側(cè)板上的孔和金屬頂板上的孔均為OlOmm的孔，所有孔呈均勻分布，金屬側(cè)板上的孔的最下沿距離側(cè)板上邊沿不大于50mm ;降阻劑2為由膨潤(rùn)土、固化劑、潤(rùn)滑劑和外加膠凝物組成的物理降阻劑，確保物理降阻劑中的導(dǎo)電體經(jīng)過(guò)金屬槽盒上的孔適當(dāng)?shù)叵蛑車(chē)寥览餄B透，同時(shí)又防止物理降阻劑流失。建筑物鋼柱9與防雷引下線(xiàn)8的一端采用放熱焊接方式連接，防雷引下線(xiàn)8的另一端與斷接卡子箱6連接；斷接卡子箱6固定安裝在建筑物鋼柱9上；防雷引下線(xiàn)8套在PVC套管7內(nèi)；防雷引下線(xiàn)4的一端與斷接卡子箱6連接，另一端與地下金屬槽盒1內(nèi)的水平接地體3 (熱鍍鋅扁鋼)采用放熱焊接方式連接，并做防腐和防銹處理；防雷引下線(xiàn)4從地下到地上段套在PVC套管5內(nèi)；電儀設(shè)備接地引出線(xiàn)22的一端與電儀設(shè)備10連接，另一端與地下金屬槽盒1內(nèi)的水平接地體3 (熱鍍鋅扁鋼)采用放熱焊接方式連接，并做防腐和防銹處理。在本實(shí)施例中，防雷引下線(xiàn)4、防雷引下線(xiàn)8和電儀設(shè)備接地引出線(xiàn)22均采用一 50X5_的熱鍍鋅扁鋼，鍍鋅層的厚度大于70^111屮￥(:套管7和？￥(:套管5均采用Φ70的套管。為了防止不同接地系統(tǒng)之間的干擾，應(yīng)設(shè)置防雷引下線(xiàn)4、防雷引下線(xiàn)8與電儀設(shè)備接地引出線(xiàn)22之間的水平距離均大于15m，如圖8所示。
[0028]通過(guò)上述實(shí)例的應(yīng)用，顯著降低了在高土壤電阻率、砂石地質(zhì)或氣候干燥地區(qū)的油氣管道站場(chǎng)的接地電阻，并且延長(zhǎng)了水平接地體的使用壽命，極大地節(jié)約了油氣管道站場(chǎng)接地改造的費(fèi)用，同時(shí)防止了降阻劑的大量流失，降低了對(duì)地區(qū)環(huán)境和地下水產(chǎn)生的污染和破壞。本實(shí)施例可使今后油氣管道站場(chǎng)接地系統(tǒng)的建設(shè)更趨于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，提高了油氣管道站場(chǎng)接地系統(tǒng)的安全性、可靠性、穩(wěn)定性，減少了施工工序和材料，方便運(yùn)行維護(hù)，降低了設(shè)備的投資和施工費(fèi)用，尤其適用于所有位于高土壤電阻率、砂石地質(zhì)或氣候干燥地區(qū)的油氣管道站場(chǎng)的接地系統(tǒng)，對(duì)于長(zhǎng)輸油氣管線(xiàn)工程、油氣田地面工程、油庫(kù)工程的接地系統(tǒng)都有著廣闊的應(yīng)用空間和較好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用于油氣管道站場(chǎng)的接地系統(tǒng)后，可實(shí)現(xiàn)如下優(yōu)點(diǎn):
[0030]1)接地系統(tǒng)采用金屬槽盒后，金屬槽盒將降阻劑緊緊地包裹在水平接地體的周?chē)?，并與土壤層緊密連接，形成了一個(gè)較大直徑的導(dǎo)電體，有效地降低了接地電阻值，減少了水平接地體的長(zhǎng)度，減少了由于水平接地體過(guò)長(zhǎng)造成的電氣、儀表和通信設(shè)備的接地電位差，提高了站場(chǎng)接地系統(tǒng)的安全性和可靠性。
[0031]2)降阻劑設(shè)置于金屬槽盒內(nèi)，有效地發(fā)揮了降阻劑的保水功能，通過(guò)金屬頂板和金屬側(cè)板上的孔吸收土壤的水分，防止了降阻劑被雨水沖掉或流失，降低了降阻劑對(duì)地區(qū)環(huán)境和地下水產(chǎn)生的污染和破壞。同時(shí)，降阻劑中的導(dǎo)電體通過(guò)金屬頂板和金屬側(cè)板上的孔適當(dāng)?shù)叵蛑車(chē)寥览餄B透，在大地中出現(xiàn)樹(shù)枝狀的延伸體，產(chǎn)生樹(shù)枝效應(yīng)，其內(nèi)層與水平接地體緊密相連，而其外層又與土壤緊密相連，從而大大地降低了水平接地體與土壤的接觸電阻。
[0032]3)降阻劑設(shè)置于金屬槽盒內(nèi)，在防止降阻劑流失的同時(shí)，最大效果地發(fā)揮了降阻劑的防腐功能，使得水平接地體(熱鍍鋅扁鋼)與具有腐蝕性的土壤隔絕，延長(zhǎng)了水平接地體的使用壽命，降低了油氣管道站場(chǎng)運(yùn)行的成本。
[0033]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種降低管道站場(chǎng)接地電阻及延長(zhǎng)接地體壽命的裝置，其特征在于，包括金屬槽盒、降阻劑和水平接地體；所述金屬槽盒是由金屬側(cè)板、金屬頂板和金屬底板構(gòu)成的方形結(jié)構(gòu)；所述水平接地體設(shè)置于所述金屬槽盒內(nèi)；所述降阻劑充填在所述水平接地體的周?chē)⑶宜鼋底鑴┖退浇拥伢w共同封閉在所述金屬槽盒內(nèi)；所述金屬頂板和金屬側(cè)板上均設(shè)置有孔；所述水平接地體通過(guò)所述孔與外部接地引線(xiàn)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的降低管道站場(chǎng)接地電阻及延長(zhǎng)接地體壽命的裝置，其特征在于，所述金屬側(cè)板上的孔位于所述金屬側(cè)板的上部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的降低管道站場(chǎng)接地電阻及延長(zhǎng)接地體壽命的裝置，其特征在于，所述水平接地體為熱鍍鋅扁鋼。
4.如權(quán)利要求1或2所述的降低管道站場(chǎng)接地電阻及延長(zhǎng)接地體壽命的裝置，其特征在于，所述方形結(jié)構(gòu)為正方形或長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的降低管道站場(chǎng)接地電阻及延長(zhǎng)接地體壽命的裝置，其特征在于，所述降阻劑為由膨潤(rùn)土、固化劑、潤(rùn)滑劑和外加膠凝物組成的物理降阻劑。
6.—種如權(quán)利要求1所述裝置的構(gòu)建方法，其特征在于，建筑物鋼柱與第一防雷引下線(xiàn)的一端采用焊接方式連接，所述第一防雷引下線(xiàn)的另一端與斷接卡子箱連接；所述斷接卡子箱固定安裝在所述建筑物鋼柱上；所述第一防雷引下線(xiàn)套在第一 PVC套管內(nèi)；第二防雷引下線(xiàn)的一端與所述斷接卡子箱連接，另一端與地下金屬槽盒內(nèi)的水平接地體采用焊接方式連接；所述第二防雷引下線(xiàn)從地下到地上段套在第二 PVC套管內(nèi)；電儀設(shè)備接地引出線(xiàn)的一端與電儀設(shè)備連接，另一端與所述地下金屬槽盒內(nèi)的水平接地體采用焊接方式連接。
7.如權(quán)利要求6所述的構(gòu)建方法，其特征在于，所述第一防雷引下線(xiàn)和第二防雷引下線(xiàn)均為熱鍍鋅扁鋼。
8.如權(quán)利要求6所述的構(gòu)建方法，其特征在于，所述電儀設(shè)備接地引出線(xiàn)為熱鍍鋅扁鋼。
9.如權(quán)利要求6所述的構(gòu)建方法，其特征在于，所述第一防雷引下線(xiàn)、第二防雷引下線(xiàn)與電儀設(shè)備接地引出線(xiàn)之間的水平距離均大于15m。
【文檔編號(hào)】H01R4/66GK104505605SQ201410692861
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】彭晶, 林森, 付偉, 杜慶山, 張文偉, 李國(guó)輝, 董昭旸, 王林玉, 甄景君 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油天然氣管道局, 中國(guó)石油天然氣管道工程有限公司