專利名稱：多功能避雷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于建筑物，高壓輸變電基塔及其他用電設(shè)施防雷的避雷器，具體來(lái)說(shuō)是集避雷針、限流線圈以及高壓避雷器于一體的多功能避雷裝置。
背景技術(shù)：
雷電雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點(diǎn)令人生畏的放電現(xiàn)象。雷云由于空氣對(duì)流等過(guò)程，使云中產(chǎn)生電荷。雷云中電荷的分布較復(fù)雜，但總體而言，云的上部以正電荷為主，下部以負(fù)電荷為主。因此，雷云的上、下部之間形成一個(gè)電位差。當(dāng)電位差達(dá)到一定程度后，就會(huì)產(chǎn)生放電即閃電。帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時(shí)，它們之間也會(huì)發(fā)生激烈的放電——雷擊。避雷針，又名防雷針，是用來(lái)保護(hù)建筑物等避免雷擊的裝置。在高大建筑物頂端安裝一個(gè)金屬棒，用金屬線與埋在地下的一塊金屬板連接起來(lái)，利用金屬棒的尖端放電，使云層所帶的電和地上的電逐漸中和從而因雷入地，保護(hù)其他設(shè)施。其工作原理為在雷雨天氣，高樓上空出現(xiàn)帶電云層時(shí)，迅雷針和高樓頂部都被感應(yīng)上大量電荷，由于避雷針針頭是尖的，而靜電感應(yīng)時(shí)，導(dǎo)體尖端總是聚集了最多的電荷. 這樣，避雷針就聚集了大部分電荷.避雷針又與這些帶電云層形成了一個(gè)電容器，由于它較尖，即這個(gè)電容器的兩極板正對(duì)面積很小，電容也就很小，也就是說(shuō)它所能容納的電荷很少 .而它又聚集了大部分電荷，所以，當(dāng)云層上電荷較多時(shí)，避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿，成為導(dǎo)體.這樣，帶電云層與避雷針形成通路，而避雷針又是接地的.避雷針就可以把云層上的電荷導(dǎo)人大地，使其不對(duì)高層建筑構(gòu)成危險(xiǎn)，保證了它的安全。長(zhǎng)期以來(lái)，各種建筑物、高壓輸變電基塔及其他用電設(shè)施防雷主要采用的安裝避雷針、接閃器的方法，傳統(tǒng)的避雷針是一種引雷入地的裝置，避雷針的普及應(yīng)用，大大的減少了雷電對(duì)人、畜、物的傷害和破壞，但是避雷針在200多年的應(yīng)用中顯露出它的一些局限性，即雖有一定效果，但是在實(shí)際應(yīng)用卻存在以下問(wèn)題1、由于避雷針、接閃器而導(dǎo)致雷擊概率增大；2、保護(hù)范圍小；3、繞擊雷、反擊雷的危害；4、電磁感應(yīng)問(wèn)題；5、在高地阻地區(qū)避雷針的防護(hù)效果也難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種保護(hù)范圍大，防雷效果更好的一種多功能避雷裝置。本新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種多功能避雷裝置，包括高壓避雷器，高壓避雷器安裝在金屬基座上，放電極固定在金屬基座頂部，放電極為空心密閉殼體，放電極的形狀由一圓盤(pán)面頂部加裝一個(gè)小圓球面組成；聚能環(huán)通過(guò)多根徑向桿焊接固定在金屬基座中部，高壓避雷器位于放電極下方以及聚能環(huán)上方，高壓避雷器的上端與放電極電連接，高壓避雷器的下端與聚能環(huán)電連接，限流線圈設(shè)置在金屬基座上，且位于聚能環(huán)下方。上述限流線圈上圈套有限流筒。上述位于限流筒下方的金屬基座上還設(shè)有相同結(jié)構(gòu)的另一個(gè)聚能環(huán)。本實(shí)用新型是針對(duì)傳統(tǒng)避雷針、接閃器在實(shí)際應(yīng)用中的上述問(wèn)題而做出的技術(shù)更新。其基本原理為將傳統(tǒng)避雷針、接閃器和高壓避雷器相結(jié)合，在避雷針基礎(chǔ)上增加限流線圈和高壓避雷器，得到一種多功能避雷裝置，并將其應(yīng)用到建筑物及用電設(shè)施的防雷工作中。該裝置充分利用了氧化物高壓避雷器的良好的非線性伏安特性——即在正常工作電壓時(shí)流過(guò)避雷器的電流極小(毫安或微安級(jí))，而過(guò)電壓作用時(shí)，電阻急劇下降，泄放過(guò)電壓的能量，到達(dá)保護(hù)的效果。(避雷器通常接于帶電導(dǎo)線與地之間，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)一般用于配電系統(tǒng)、線路和變電所進(jìn)線段保護(hù))因此當(dāng)該多功能避雷裝置感應(yīng)的電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，高壓避雷器開(kāi)始工作；低于額定電壓值時(shí)電阻非常大，高壓避雷器處于關(guān)閉狀態(tài)。 多功能避雷裝置兩端被感應(yīng)電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，高壓避雷器開(kāi)始工作后將大地被雷云感應(yīng)的電荷裝載到本裝置的電荷放電極上，當(dāng)電荷發(fā)射極上電荷聚集到一定程度后，發(fā)射極上的電荷在雷云電場(chǎng)的作用下脫離放電極而破壞雷電的形成條件。當(dāng)電荷脫離放電極后，高壓避雷器上的電壓失去，高壓避雷器關(guān)閉，本裝置回復(fù)到初始狀態(tài)，繼續(xù)下一個(gè)工作循環(huán)。通過(guò)反復(fù)地破壞雷電的形成條件，可以使多功能避雷裝置保護(hù)范圍內(nèi)的雷云電場(chǎng)降低而不形成雷閃，杜絕或減少在保護(hù)區(qū)內(nèi)直擊雷、繞擊雷、反擊雷的產(chǎn)生。若雷云電荷未能被完全破壞，此時(shí)多功能避雷裝置通過(guò)具有限流功能的裝置，剩余電荷由該裝置接閃入地，但入地電流已大大減小，電流的峰值和陡度都得到有效抑制。因此該新型避雷裝置用于建筑物及用電設(shè)施防雷，可大大減少直擊雷、繞擊雷的產(chǎn)生。與傳統(tǒng)避雷針相比，本多功能避雷裝置具有如下特點(diǎn)1、保護(hù)角大由于雷云下行先導(dǎo)的不是“密集”分布，下行先導(dǎo)被破壞以后就近出現(xiàn)新的下行先導(dǎo)可能性極低，故其保護(hù)角較傳統(tǒng)避雷針、接閃器大得多，其保護(hù)角大于65°。2、減少了電磁感應(yīng)帶來(lái)的危害由于該多功能避雷裝置將雷電對(duì)地面的閃擊次數(shù)大幅度減少，從而減少了輸變電線路上的電磁感應(yīng)。3、避免反擊雷、繞擊雷和跨步電壓的產(chǎn)生由于其強(qiáng)大的雷電破壞能力，該裝置與地面及其他設(shè)施間的電場(chǎng)已大為減小，避免了反擊雷的產(chǎn)生。4、由于該裝置的主導(dǎo)思想是破壞雷擊的發(fā)生條件，即使發(fā)生接閃時(shí)其電流電壓也大幅度減小，因此對(duì)接地電阻的要求不高，低于30歐即可。5、該裝置的電流通流能力大，大于200KA。6、該多功能避雷裝置體積小、重量輕、隱蔽性好，無(wú)需電源，可替代傳統(tǒng)避雷針和其它接閃裝置在建筑物和用電設(shè)施上應(yīng)用，具有良好的防雷效果。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
[0026]放電極其形狀為圓盤(pán)面上加裝一個(gè)小圓球面(形狀如草帽形狀)，這樣在增大發(fā)射極表面積產(chǎn)生更多電荷的基礎(chǔ)上，更有利于放電極表面電荷集中分布于小圓球面上，從而就會(huì)使小圓球面上方的電力線分布更加密集，更容易使空氣電離。電荷相應(yīng)就更容易脫離放電極。高壓避雷器氧化物高壓避雷器具有良好的非線性伏安特性，其工作原理為在正常工作電壓時(shí)流過(guò)避雷器的電流極小(毫安或微安級(jí))，處于斷開(kāi)狀態(tài)；而過(guò)電壓作用時(shí)， 電阻急劇下降，處于完全導(dǎo)通狀態(tài)。聚能環(huán)實(shí)質(zhì)是一儲(chǔ)能裝置，作用是能充分保證被裝載到發(fā)射極上的電荷量。限流筒安裝限流線圈，根據(jù)耦合線圈的電磁感應(yīng)耦合原理，起抑制電流的峰值和陡度的作用。圖1示出本多功能避雷裝置結(jié)構(gòu)如下高壓避雷器4安裝在金屬基座1上，放電極 5固定在金屬基座1頂部，放電極為空心密閉殼體，放電極的形狀由一圓盤(pán)面頂部加裝一個(gè)小圓球面組成；聚能環(huán)3通過(guò)多根徑向桿焊接固定在金屬基座1中部，高壓避雷器4位于放電極5下方以及聚能環(huán)3上方，高壓避雷器的上端與放電極電連接，高壓避雷器的下端與聚能環(huán)3電連接，限流線圈設(shè)置在金屬基座上，且位于聚能環(huán)3下方(即限流線圈位于限流筒內(nèi)，限流筒主要起保護(hù)作用)。使用時(shí)，金屬基座應(yīng)保證接地良好。上述限流線圈上圈套有限流筒2。上述位于限流筒下方的金屬基座1上還設(shè)有相同結(jié)構(gòu)的另一個(gè)聚能環(huán)3a。限流筒上、下方各一個(gè)聚能環(huán)(形狀結(jié)構(gòu)相同)效果更好。本多功能避雷裝置根據(jù)其使用位置和保護(hù)對(duì)象，可配置1個(gè)或1個(gè)以上的高壓避雷器及1個(gè)或1個(gè)以上的限流裝置。
權(quán)利要求1.一種多功能避雷裝置，包括，高壓避雷器(4)，其特征是所述高壓避雷器(4)安裝在金屬基座(1)上，放電極(5)固定在金屬基座(1)頂部，放電極為空心密閉殼體，放電極的形狀由一圓盤(pán)面頂部加裝一個(gè)小圓球面組成；聚能環(huán)(3)通過(guò)多根徑向桿焊接固定在金屬基座(1)中部，高壓避雷器(4)位于放電極(5)下方以及聚能環(huán)(3)上方，高壓避雷器的上端與放電極電連接，高壓避雷器的下端與聚能環(huán)(3)電連接，限流線圈設(shè)置在金屬基座上，且位于聚能環(huán)(3)下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能避雷裝置，其特征是所述限流線圈上圈套有限流筒⑵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能避雷裝置，其特征是所述位于限流筒(2)下方的金屬基座(1)上還設(shè)有相同結(jié)構(gòu)的另一個(gè)聚能環(huán)(3a)。
專利摘要一種多功能避雷裝置，高壓避雷器安裝在金屬基座上，放電極固定在金屬基座頂部，放電極為空心密閉殼體，放電極的形狀由一圓盤(pán)面頂部加裝一個(gè)小圓球面組成；聚能環(huán)通過(guò)多根徑向桿焊接固定在金屬基座中部，高壓避雷器位于放電極下方以及聚能環(huán)上方，高壓避雷器的上端與放電極電連接，高壓避雷器的下端與聚能環(huán)電連接，限流線圈設(shè)置在金屬基座上，且位于聚能環(huán)下方。本實(shí)用新型具有體積小、重量輕、保護(hù)范圍大、可替代現(xiàn)有避雷針和其它接閃器，具有良好的防雷效果。
文檔編號(hào)H01C7/12GK202034676SQ20112015812
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者劉澤安, 趙雪梅, 馬文華 申請(qǐng)人:四川省迅弛工程技術(shù)有限公司