專利名稱：用于通信局站防直擊雷的獨立式避雷針裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所屬領(lǐng)域本實用新型涉及一種獨立式避雷針裝置，確切地說，涉及一種用于通信局站防直擊雷的、與通信局站建筑物高度絕緣的獨立式避雷針裝置。該裝置適用于高層通信局站防止其樓頂或塔頂因遭受直擊雷打擊，而造成樓內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備損害的事故災(zāi)害；屬于通信設(shè)施防止雷擊的技術(shù)領(lǐng)域。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種用于通信局站防直擊雷的獨立式避雷針裝置，包括有避雷針接閃器、基座、基座頂端部件和基座下方的引下線電纜；其特征在于所述的基座是由基座主體和位于基座主體中下方的金屬底座所組成，其中基座主體是在高密度環(huán)氧樹脂絕緣管內(nèi)壁嵌鑄不銹鋼鋼管而構(gòu)成的雙層復(fù)合絕緣管，由水平金屬安裝底盤、鍍鋅鋼管、定位卡環(huán)及四個方向的鍍鋅加強筋板組成金屬底座位于該雙層復(fù)合絕緣管的外圍，該金屬底盤通過其下側(cè)的水平金屬安裝底盤及多個螺栓緊固在通信局站建筑物房頂?shù)蔫F塔平臺上。
所述的雙層復(fù)合絕緣管中的高密度環(huán)氧樹脂管的外徑在110～160mm之間、管壁厚度在15～35mm之間，長度應(yīng)不小于2m，該高密度絕緣管的內(nèi)外壁之間應(yīng)可至少承受120萬伏的雷電瞬態(tài)脈沖電壓而不損害絕緣；在絕緣管內(nèi)壁嵌鑄有一根不銹鋼管，其外徑等于絕緣管的內(nèi)徑，管壁厚度不小于5mm，長度不小于2m，以增強該雙層絕緣管的機械強度，使之能夠抗御12級以上臺風(fēng)的沖擊；該不銹鋼管的一端應(yīng)凸出于高密度絕緣管，以便與避雷針接閃器的鋼管緊密連接，形成一體化的電的良導(dǎo)體。
所述的金屬底座的鍍鋅鋼管位于該雙層復(fù)合絕緣管外圍，該鍍鋅鋼管的內(nèi)徑等于或略微大于環(huán)氧樹脂絕緣管的外徑，藉由該鍍鋅鋼管上下兩端的兩個定位卡環(huán)和螺栓使之與絕緣管緊密結(jié)合成為一體；所述的鍍鋅加強筋板分別設(shè)置在該鍍鋅鋼管的四個方位。
所述的金屬底座上方的雙層復(fù)合絕緣管高度應(yīng)大于70cm，底座以下的絕緣管長度應(yīng)大于60cm，以保證在雷擊發(fā)生時絕緣管頂端的不銹鋼管不會對其下面的金屬底座放電。
所述的基座頂端是由連接上面避雷針接閃器不銹鋼圓管的不銹鋼法蘭盤、與四條引下線電纜連接的引流銅排和紫銅螺套、以及不銹鋼防雨罩所組成。
所述的四條引下線用電纜的每根導(dǎo)線截面積應(yīng)不小于95mm2，在不銹鋼圓管內(nèi)的用于連接引下線電纜的引流銅板的端部設(shè)有四個紫銅螺套接頭，該螺套接頭與引下線電纜緊密螺接成為一體，以保證其導(dǎo)電的通暢性。
所述的不銹鋼防雨罩是一個直徑大于40cm的的平板狀圓形罩體，緊貼地安裝在不銹鋼大法蘭盤的下側(cè)，用以阻檔下落的雨水，使環(huán)氧樹脂絕緣管上不產(chǎn)生大的水流而影響絕緣效果。
所述的避雷針接閃器是由三支分別伸向不同方向的不銹鋼細(xì)針、錐臺狀針座和具有一定高度的不銹鋼鋼管所組成，其中錐臺狀針座位于不銹鋼鋼管的頂端，該不銹鋼鋼管則是由多個呈直徑漸減的不銹鋼鋼管，通過焊接在各個鋼管端口的法蘭盤和螺栓而順序緊固連接在一起。
所述的基座下方的銅質(zhì)引下線電纜是套入在由PVC或橡膠或其它高絕緣材料做成的多層絕緣防護管內(nèi)被連接到地網(wǎng)的，該多層絕緣防護管至少設(shè)有三層絕緣材料，且各絕緣層之間設(shè)有空隙，以提高該引下線電纜對周圍金屬物體的絕緣度。
所述的基座下方的銅質(zhì)引下線電纜共有四條，該四條防雷引下線電纜先是集束在一起裝在一個多層絕緣防護管內(nèi)，在距離鐵塔頂部平臺4米以下之處用分頭將這四條電纜分別套入直徑較細(xì)的多層絕緣防護管內(nèi)，并分成東西南北四個方向沿鐵塔延伸到樓頂天面，再沿天面延伸到該建筑物的四個角落，又繼續(xù)沿建筑物的墻壁下地面，最后接入地網(wǎng)，保證該建筑物中央的電磁場強度最低。
本實用新型是一種獨立式避雷針裝置，將雷電流排除在建筑物鋼筋(或其它金屬物)之外是本實用新型專利的根本要求。為此，本實用新型的最大創(chuàng)新是采用了獨特的避雷針基座，該基座主體是在高密度環(huán)氧樹脂絕緣管內(nèi)壁嵌鑄不銹鋼管而構(gòu)成的雙層復(fù)合絕緣管，再用緊固在該雙層復(fù)合絕緣管外圍的金屬底座，將本實用新型基座主體緊固在通信局站建筑物房頂?shù)蔫F塔平臺上。這種結(jié)構(gòu)既可以確保本實用新型中的避雷針接閃器、不銹鋼圓管和雷電流的通流導(dǎo)體對鐵塔頂部金屬平臺的完全絕緣，又能夠大大提高避雷針基座主體的機械強度，使之足以抗御東部沿海地區(qū)頻繁的、最高達(dá)到12級以上的臺風(fēng)沖擊，以確保其安全工作。本實用新型的防雷引下線電纜也在其防護結(jié)構(gòu)和如何引入地網(wǎng)的走線布局上采取多種特殊措施，使之與鐵塔金屬架、建筑物內(nèi)的鋼筋嚴(yán)格地完全絕緣，即使在直擊雷這種大電流、高電壓沖擊下，也能確保整個避雷針裝置與鐵塔和建筑鋼筋有足夠的絕緣度，保證雷電流沿著本實用新型避雷針限定的通道下到地面，使通信局站內(nèi)的各種電信設(shè)備遭受雷電沖擊而損壞的嚴(yán)重故障不再發(fā)生。
本實用新型是基于通常雷電首先打在建筑物房頂或鐵塔上的實際情況而采取了相關(guān)改進措施，其設(shè)計思路是對雷電流另辟新徑，引導(dǎo)入地，并綜合采取多種有效防范措施。特別是在我國普遍地將機房設(shè)備、走線架與建筑鋼筋連在一起的現(xiàn)實情況下，本實用新型較好地解決了以前傳統(tǒng)避雷針不能克服的難題，確實能夠?qū)⒗纂娏魍耆?、徹底地從建筑鋼筋?nèi)排除出去，保證了通信設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)的安全，是一個十分有效的防止雷擊的裝置。
圖2是本實用新型獨立式避雷針裝置的基座部分結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實用新型獨立式避雷針裝置的基座頂端部分結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實用新型獨立式避雷針裝置的接閃器接閃針部分結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實用新型獨立式避雷針裝置安裝在鐵塔和建筑物上時其引下線電纜的布線安裝示意圖。
參見圖2，位于該雙層復(fù)合絕緣管1中下方外圍的金屬底座是由水平金屬安裝底盤2、鍍鋅鋼管3、定位卡環(huán)4及四個方向的鍍鋅加強筋板5組成，該金屬底盤通過其下側(cè)的水平金屬安裝底盤2及多個螺栓緊固在通信局站建筑物房頂?shù)蔫F塔平臺上(參見圖5)。金屬底座的鍍鋅鋼管3位于該雙層復(fù)合絕緣管1外圍，該鍍鋅鋼管3的內(nèi)徑等于或略微大于環(huán)氧樹脂絕緣管1的外徑，藉由該鍍鋅鋼管3上下兩端的兩個定位卡環(huán)4和螺栓使之與絕緣管1牢牢地緊密結(jié)合成為一體。鍍鋅加強筋板4分別設(shè)置在該鍍鋅鋼管3的東南西北四個方位上，使其既不會左右傾斜，也不會向下滑動。其中水平金屬安裝底盤2和兩個定位卡環(huán)4也應(yīng)進行鍍鋅防銹的表面處理，以延長其使用壽命。
該雙層復(fù)合絕緣管1伸出金屬底座上方的高度應(yīng)大于70cm，金屬底座本身高度為60cm，金屬底座下側(cè)的復(fù)合絕緣管1的高度也應(yīng)大于60cm。因為復(fù)合絕緣管1頂端的不銹鋼管1’與金屬底座的絕緣距離至少有70cm，可以保證在雷擊發(fā)生時，該不銹鋼管1’不會對其下面的金屬底座放電。而金屬底座下側(cè)的導(dǎo)流引下線電纜15因為其外側(cè)套有多層防護絕緣管17、16(參見圖5)，更不會對金屬底座放電。
參見圖3，本實用新型的基座頂端部件是由連接上面避雷針接閃器不銹鋼圓管10的不銹鋼連接法蘭盤8、與四條引下線電纜連接的引流銅排7和紫銅螺套6、以及不銹鋼防雨罩9所組成。其中不銹鋼連接法蘭盤8共有兩個部件一個小法蘭盤8”焊接在基座主體的復(fù)合絕緣管中伸出的不銹鋼1’端口，另一個大法蘭盤8’則焊接在接閃器不銹鋼圓管10底端的端口，兩者通過周向均布的螺栓固接成為一體。一個直徑大于40cm的平板狀圓形罩體的不銹鋼防雨罩9，藉由法蘭盤8安裝在避雷針接閃器不銹鋼鋼管10底端與雙層復(fù)合絕緣管1中的不銹鋼管1’頂端之間，用以阻檔下落的雨水，使環(huán)氧樹脂復(fù)合絕緣管1上不致產(chǎn)生過大的水流而影響絕緣效果。在避雷針接閃器不銹鋼圓管10的底端設(shè)有引流銅板7和四個紫銅螺套接頭6，藉由該兩個部件使四條引下線電纜15與不銹鋼圓管10緊密螺接成一體，以保證其導(dǎo)電的通暢性。
參見圖4，本實用新型的避雷針接閃器是由多支分別伸向不同方向的接閃細(xì)針13(圖示為三支)、錐臺狀針座12和具有一定高度的多個不銹鋼鋼管10所組成。其中多支接閃細(xì)針13可以加強對多個方向空中雷電的吸引，有利將雷電引導(dǎo)到該避雷針的接閃器上。接閃細(xì)針13藉由螺母14緊固在錐臺狀針座12上，錐臺狀針座12則安裝在不銹鋼鋼管10的頂端。錐臺狀針座12、接閃細(xì)針13和螺母14都是用不銹鋼制成。不銹鋼鋼管10則是由多個呈直徑漸減的不銹鋼鋼管，通過焊接在各不鋼管10端口的不銹鋼法蘭盤11和螺栓順序地緊固連接在一起(參見

圖1)，既牢固，又可長時間不生銹，不變質(zhì)。
本實用新型的避雷針裝置應(yīng)該安裝在通信鐵塔最高平臺上，整個裝置高度超過9m。要吸引天空中的雷電，讓雷電打在接閃器上，而不打在別處，接閃器必須比樓頂和鐵塔上的任何物體還要高。根據(jù)避雷理論，避雷針高度必須保證其它被保護物體在其45°范圍內(nèi)，考慮塔上移動通信天線高度為6米，按照其間距位置，本實用新型避雷針最低高度為9米，可根據(jù)需要將其高度調(diào)整至更高，以符合將雷電吸引到獨立式避雷針上，然后引入地下的避雷要求。
參見圖5，本實用新型避雷針裝置的基座下方是四條銅質(zhì)引下線電纜15向下延伸的通道，每條引下線電纜15的導(dǎo)線截面積應(yīng)不小于90mm2。該引下線電纜15是套入在由PVC或橡膠或其它高絕緣材料做成的多層絕緣防護管17、16內(nèi)被連接到地網(wǎng)的，該多層絕緣防護管17、16至少設(shè)有三層絕緣材料，且各個絕緣層之間設(shè)有空隙，以提高該引下線電纜對周圍金屬物體的絕緣度。該四條防雷引下線電纜15是先集束在一起穿入一個多層絕緣防護管17內(nèi)，在離開通信鐵塔18頂部平臺19的距離4米以下之處，再用分頭將這四條電纜15分別套入直徑較細(xì)的多層絕緣防護管16內(nèi)，并分成東西南北四個方向沿鐵塔延伸到樓頂天面，再沿天面延伸到該通信局站建筑物21的四個角落，又繼續(xù)沿建筑物21的墻壁下地面，最后接入地網(wǎng)。圖中20是將多層絕緣防護管16緊固在鐵塔18上的卡環(huán)。
本實用新型這種將引下線電纜15沿機房大樓建筑四角分散路徑下地的布線結(jié)構(gòu)，可以在巨大的雷電流沿引下線電纜15下地時，保證該建筑物中央的機房內(nèi)雷電磁脈沖強度最小和電磁場強度最低，對通信設(shè)備的破壞力也最小。對于固定電話網(wǎng)絡(luò)來講，通信局站房頂上的移動通信鐵塔是引雷的根源，將鐵塔上雷電流排除在外，才能徹底解決固定電話網(wǎng)絡(luò)的防雷問題；而對無線通信網(wǎng)絡(luò)來講，鐵塔及天線已經(jīng)成為通信系統(tǒng)的一個組成部分，從鐵塔和天線引入的雷電會將無線通信系統(tǒng)嚴(yán)重?fù)p壞。本實用新型的獨立避雷針裝置可以徹底隔離或顯著降低鐵塔及天線上的雷電流，能夠有效地解決無線系統(tǒng)吸引雷電進機房的難題。本實用新型也可適用于安裝其它通信系統(tǒng)(例如數(shù)據(jù)通信、管理調(diào)度通信系統(tǒng)等)的電信局站機房的防雷要求，具有廣泛的應(yīng)用場合。
本實用新型已經(jīng)在廣東省若干通信局站(例如湛江麻章電信局、陽江江城電信局、茂名化州新局)的房頂上或鐵塔上進行實施試驗，試驗時對集束在一起的四條引下線電纜外面套上的三層PVC絕緣管外徑分別為Φ75mm、Φ110mm和Φ160mm，以保證這四條引下線電纜對附近金屬構(gòu)件的絕緣水平。四條引下線電纜分開后，每根引下線電纜外面都套上外徑分別為Φ50mm、Φ75mm和Φ110mm的三層PVC絕緣管，以保證其對外面金屬架的絕緣強度達(dá)到80萬伏雷電壓。經(jīng)過一段時間的試驗，沒有發(fā)生一起雷擊損壞局站機房內(nèi)通信設(shè)備的事件。而在未安裝本實用新型裝置以前，這些通信局站每年都會至少發(fā)生一、二次遭直擊雷損壞設(shè)備的事故，每次都使整個局的通信癱瘓，損失巨大。因此，本實用新型實現(xiàn)了發(fā)明目的，具有很好的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求1.一種用于通信局站防直擊雷的獨立式避雷針裝置，包括有避雷針接閃器、基座、基座頂端部件和基座下方的引下線電纜；其特征在于所述的基座是由基座主體和位于基座主體中下方的金屬底座所組成，其中基座主體是在高密度環(huán)氧樹脂絕緣管內(nèi)壁嵌鑄不銹鋼管而構(gòu)成的雙層復(fù)合絕緣管，由水平金屬安裝底盤、鍍鋅鋼管、定位卡環(huán)及四個方向的鍍鋅加強筋板組成金屬底座位于該雙層復(fù)合絕緣管的外圍，該金屬底盤通過其下側(cè)的水平金屬安裝底盤及多個螺栓緊固在通信局站建筑物房頂?shù)蔫F塔平臺上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于通信局站防直擊雷的獨立式避雷針裝置，其特征在于所述的雙層復(fù)合絕緣管中的高密度環(huán)氧樹脂管的外徑在110～160mm之間、管壁厚度在15～35mm之間，長度應(yīng)不小于2m，該高密度絕緣管的內(nèi)外壁之間應(yīng)可至少承受120萬伏的雷電瞬態(tài)脈沖電壓而不損害絕緣；在絕緣管內(nèi)壁嵌鑄有一根不銹鋼管，其外徑等于絕緣管的內(nèi)徑，管壁厚度不小于5mm，長度不小于2m，該不銹鋼管的一端應(yīng)凸出于高密度絕緣管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于通信局站防直擊雷的獨立式避雷針裝置，其特征在于所述的金屬底座的鍍鋅鋼管位于該雙層復(fù)合絕緣管外圍，該鍍鋅鋼管的內(nèi)徑等于或略微大于環(huán)氧樹脂絕緣管的外徑，藉由該鍍鋅鋼管上下兩端的兩個定位卡環(huán)和螺栓使之與絕緣管緊密結(jié)合成為一體；所述的鍍鋅加強筋板分別設(shè)置在該鍍鋅鋼管的四個方位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于通信局站防直擊雷的獨立式避雷針裝置，其特征在于所述的金屬底座上方的雙層復(fù)合絕緣管高度應(yīng)大于70cm，底座以下的絕緣管長度應(yīng)大于60cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于通信局站防直擊雷的獨立式避雷針裝置，其特征在于所述的基座頂端是由連接上面避雷針接閃器不銹鋼圓管的不銹鋼法蘭盤、與四條引下線電纜連接的引流銅排和紫銅螺套、以及不銹鋼防雨罩所組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于通信局站防直擊雷的獨立式避雷針裝置，其特征在于所述的四條引下線用電纜的每根導(dǎo)線截面積應(yīng)不小于95mm2，在不銹鋼圓管內(nèi)的用于連接引下線電纜的引流銅板的端部設(shè)有四個紫銅螺套接頭，該螺套接頭與引下線電纜緊密螺接成為一體。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于通信局站防直擊雷的獨立式避雷針裝置，其特征在于所述的不銹鋼防雨罩是一個直徑大于40cm的平板狀圓形罩體，藉由法蘭盤安裝在避雷針接閃器不銹鋼鋼管底端與雙層復(fù)合絕緣管中的不銹鋼管頂端之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于通信局站防直擊雷的獨立式避雷針裝置，其特征在于所述的避雷針接閃器是由三支分別伸向不同方向的不銹鋼細(xì)針、錐臺狀針座和具有一定高度的不銹鋼鋼管所組成，其中錐臺狀針座位于不銹鋼鋼管的頂端，該不銹鋼鋼管則是由多個呈直徑漸減的不銹鋼鋼管，通過焊接在各個鋼管端口的法蘭盤和螺栓而順序緊固連接在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于通信局站防直擊雷的獨立式避雷針裝置，其特征在于所述的基座下方的銅質(zhì)引下線電纜是套入在由PVC或橡膠或其它高絕緣材料做成的多層絕緣防護管內(nèi)被連接到地網(wǎng)的，該多層絕緣防護管至少設(shè)有三層絕緣材料，且各絕緣層之間設(shè)有空隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的用于通信局站防直擊雷的獨立式避雷針裝置，其特征在于所述的基座下方的銅質(zhì)引下線電纜共有四條，該四條防雷引下線電纜先是集束在一起裝在一個多層絕緣防護管內(nèi)，在距離鐵塔頂部平臺4米以下之處用分頭將這四條電纜分別套入直徑較細(xì)的多層絕緣防護管內(nèi)，并分成東南西北四個方向沿鐵塔延伸到樓頂天面，再沿天面延伸到該建筑物的四個角落，又繼續(xù)沿建筑物的墻壁下地面，最后接入地網(wǎng)。
專利摘要一種用于通信局站防直擊雷的獨立式避雷針裝置，包括有避雷針接閃器、基座、基座頂端部件和基座下方的引下線電纜；其中基座由基座主體和金屬底座所組成，基座主體是在高密度環(huán)氧樹脂絕緣管內(nèi)壁嵌鑄不銹鋼管而構(gòu)成的雙層復(fù)合絕緣管，金屬底座位于雙層復(fù)合絕緣管的外圍，藉其將基座緊固在通信局站建筑物房頂?shù)蔫F塔平臺上。防雷引下線電纜在防護結(jié)構(gòu)和走線布局上采取多種特殊措施，使之與鐵塔金屬架、建筑物內(nèi)的鋼筋嚴(yán)格地完全絕緣。該結(jié)構(gòu)可確保避雷針的通流導(dǎo)體對鐵塔頂部金屬平臺和建筑物鋼筋的完全絕緣，又能大大提高基座主體的機械強度，使雷電流沿著限定通道下到地面，保證通信局站內(nèi)的各種電信設(shè)備不再遭受直擊雷沖擊而損壞。
文檔編號H01T19/00GK2552215SQ0223541
公開日2003年5月21日 申請日期2002年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月8日
發(fā)明者賴世能, 羅森文, 梁家勁 申請人:廣東省電信科學(xué)技術(shù)研究院