具有提前放電及限制雷電流功能的直擊雷防護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有提前放電及限制雷電流功能的直擊雷防護(hù)裝置，涉及防雷技術(shù)中的直擊雷防護(hù)領(lǐng)域。本裝置包括從上到下依次連接的接閃器（1）、先導(dǎo)激勵(lì)球（2）、限流本體（3）和安裝基座（4）；所述的先導(dǎo)激勵(lì)球（2）由保護(hù)球殼（21）、先導(dǎo)激勵(lì)元件（22）和絕緣環(huán)（23）組成；所述的限流本體（3）由連接金具（31）、傘盤（32）、支撐管（33）和灌封膠（34）組成。本發(fā)明具有激勵(lì)迎面先導(dǎo)提前放電的功能，提高了保護(hù)范圍，克服普通避雷針保護(hù)范圍的不確定性；具有降低雷電流陡度和限制雷擊電流幅值功能；能有效阻止上行雷的形成與發(fā)生；耐受雷電能力強(qiáng)，具有自恢復(fù)功能。
【專利說明】具有提前放電及限制雷電流功能的直擊雷防護(hù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及防雷技術(shù)中的直擊雷防護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有提前放電及限制雷電流功能的直擊雷防護(hù)裝置，可廣泛應(yīng)用于電力、通信、石油石化和建筑等各行業(yè)的直擊雷防護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，世界上的直擊雷防護(hù)方法主要是在固定的建/構(gòu)筑物上安裝富蘭克林避雷針，其特點(diǎn)是利用自身的高度使雷云電場(chǎng)發(fā)生畸變，將雷電吸引于自身，代替被保護(hù)物受雷擊。
[0003]避雷針在吸引雷電的同時(shí)有以下缺陷:避雷針的保護(hù)范圍小且存在不確定性；當(dāng)上升陡度極大，幅值為幾十至幾百千安的雷電流流過避雷針時(shí)，會(huì)引起針體、引下線和接地體的電位急驟升高，造成對(duì)保護(hù)物的反擊；雷擊時(shí)人及動(dòng)物在雷擊點(diǎn)附近地面或接觸引下線，會(huì)受到很高的跨步電壓或接觸電壓作用而危及生命；同時(shí)流過避雷針的強(qiáng)大雷電流在其四周空間形成的感應(yīng)電磁場(chǎng)會(huì)引設(shè)備的誤動(dòng)及損壞，特別是對(duì)弱電設(shè)備、易燃、易爆品，采用傳統(tǒng)避雷針進(jìn)行防護(hù)時(shí)，極易引起巨大損失；在承受雷擊時(shí)，傳統(tǒng)避雷針及其它避雷針難免存在上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服普通直擊雷防護(hù)技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種具有提前放電及限制雷電流功能的直擊雷防護(hù)裝置。
[0005]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
本裝置包括從上到下依次連接的接閃器、先導(dǎo)激勵(lì)球、限流本體和安裝基座。
[0006]工作原理:
在雷云電場(chǎng)作用下，本裝置中的先導(dǎo)激勵(lì)球和具有一定電阻的限流本體參加并影響雷電的發(fā)展從而達(dá)到提前放電及限制雷電流的目的。
[0007]①當(dāng)雷云產(chǎn)生下行先導(dǎo)時(shí)，在雷云電場(chǎng)的作用下，激勵(lì)球內(nèi)先導(dǎo)激勵(lì)元件啟動(dòng)，接閃器頂部產(chǎn)生強(qiáng)烈的電游離，形成迎面先導(dǎo)，并向上迅速發(fā)展，與下行先導(dǎo)匯合，將云中電荷按上述確定的先導(dǎo)通道軌跡，并經(jīng)過限流本體和安裝基座等泄放到大地。由于本發(fā)明有上述激勵(lì)迎面先導(dǎo)產(chǎn)生的功能，與同等高度的避雷針相比具有提前放電功能，具有更大的保護(hù)范圍。
[0008]②由于雷電流經(jīng)過由半導(dǎo)電高分子材料制成的、具有一定電阻和耐壓水平的限流本體，雷電主放電過程被大大削弱，雷電流的幅值與陡度被限制到極低的水平。
[0009]③在雷電活動(dòng)的初始階段，限流本體的作用能有效阻止上行雷的產(chǎn)生，對(duì)于高層建構(gòu)筑物而言，上行雷占總雷擊次數(shù)的50%。
[0010]本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果
①具有激勵(lì)迎面先導(dǎo)提前放電的功能，提高了保護(hù)范圍，克服普通避雷針保護(hù)范圍的不確定性；
②具有降低雷電流陡度和限制雷擊電流幅值功能；
③能有效阻止上行雷的形成與發(fā)生；
④耐受雷電能力強(qiáng)，具有自恢復(fù)功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(簡(jiǎn)圖)；
圖2是本裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(詳圖)；
圖3是圖2的局部放大圖；
圖4是先導(dǎo)激勵(lì)元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:
I一接閃器；
2—先導(dǎo)激勵(lì)球，
21—保護(hù)球殼，22—先導(dǎo)激勵(lì)元件，23—絕緣環(huán)；
3—限流本體，
31—連接金具，32—半導(dǎo)電高分子材料傘盤，33—支撐管，34—灌封膠；
4 一安裝基座。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明:
一、直擊雷防護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)
1、總體
如圖1，本裝置包括從上到下依次連接的接閃器1、先導(dǎo)激勵(lì)球2、限流本體3和安裝基座4 ;
頂端設(shè)置有接閃器1，接閃器I與先導(dǎo)激勵(lì)球2采用螺紋連接，先導(dǎo)激勵(lì)球2與限流本體3采用螺栓連接，限流本體3與安裝基座4采用螺栓連接，安裝基座4與鐵塔采用螺栓連接。
[0014]2、功能部件
1)接閃器I
如圖1，接閃器I是一種金屬管，其上端為圓錐狀，下端帶有螺紋以利于連接，由不銹鋼制成，有上市產(chǎn)品。
[0015]其功能是接閃雷電流，
2)先導(dǎo)激勵(lì)球2
如圖2，先導(dǎo)激勵(lì)球2由保護(hù)球殼21、先導(dǎo)激勵(lì)元件22和絕緣環(huán)23組成；
其位置和連接關(guān)系是:在保護(hù)球殼21內(nèi)設(shè)置有先導(dǎo)激勵(lì)元件22和絕緣環(huán)23，接閃器1、先導(dǎo)激勵(lì)元件22和絕緣環(huán)23依次連接。
[0016]①保護(hù)球殼21
保護(hù)球殼21是一種不銹鋼空心球；其功能是保護(hù)先導(dǎo)激勵(lì)元件22。
[0017]②先導(dǎo)激勵(lì)元件22 如圖4，先導(dǎo)激勵(lì)元件22是一種由若干個(gè)石墨片221和聚四氟乙烯片222交替疊放形成3?6個(gè)氣體間隙及絕緣支撐件223、上金屬連接部件224、下金屬連接部件225和鎖緊螺釘226組成的機(jī)構(gòu)；
其功能是提前放電。
[0018]③絕緣環(huán)23
絕緣環(huán)23是一種絕緣環(huán)狀體，由絕緣材料制成；其功能是將保護(hù)球殼22與限流本體3進(jìn)行電氣絕緣并將二者連接起來。
[0019]3)限流本體3
如圖3，限流本體3由連接金具31、傘盤32、支撐管33和灌封膠34組成；
連接金具31處于上下兩端，支撐管33在內(nèi)部，外部套上傘盤32，在支撐管33與傘盤32的間隙中充填灌封膠34 ;連接金具31和支撐管33及外部灌封膠34、傘盤32構(gòu)成的整體用銷釘和環(huán)氧膠粘劑連接。
[0020]①連接金具31
連接金具31其形狀是端部為法蘭盤，其余部分為中空柱狀，由金屬制成；其功能是起連接作用。
[0021]②傘盤32
傘盤32其形狀是帶有傘裙的中空結(jié)構(gòu)，由半導(dǎo)電高分子材料模壓而成，形 成3?100 kQ的電阻層；
其功能是限制雷電流。
[0022]③支撐管33
支撐管33其形狀是圓柱管，由玻璃鋼制成；
其功能是起支撐作用。
[0023]④灌封膠34
灌封膠34選用硫化硅橡膠，灌入傘盤32和支撐管33的間縫隙之中；其功 能是起隔離空氣及防潮作用。
[0024]4)安裝基座4
如圖1，安裝基座4是一種常用的基座，由金屬制成。
[0025]其功能是起支撐作用并與鐵塔連接。
[0026]二、直擊雷防護(hù)裝置的制造工藝 ①限流本體3的制造:
采用模壓方法生產(chǎn)傘盤32，根據(jù)生產(chǎn)條件可一次成型硫化至設(shè)定的長(zhǎng)度，也可先成型硫化單個(gè)的傘群再組裝成設(shè)定的長(zhǎng)度；支撐管33穿入半導(dǎo)電高分子材料傘盤32中，灌入灌封膠34 ;待灌封膠34硫化后安裝上下連接金具31即形成限流本體3。
[0027]②先導(dǎo)激勵(lì)球2與限流本體3的組裝:
第一步將先導(dǎo)激勵(lì)元件22與限流本體3的連接金具31用螺栓進(jìn)行連接；第二步把絕緣環(huán)23從先導(dǎo)激勵(lì)元件22上部套入并與限流本體3接觸，然后將保護(hù)球殼21套入并將下部嵌入絕緣環(huán)23中；第三步用墊片和螺母固定先導(dǎo)激勵(lì)元件22和保護(hù)球殼21。
[0028]③整體組裝:
限流本體3與安裝基座4用螺栓進(jìn)行連接，接閃器I與先導(dǎo)激勵(lì)球2螺紋連接，安裝基座4與被保護(hù)物的鐵塔采用螺栓連接。
[0029]三、試驗(yàn)結(jié)果
1、提前放電時(shí)間
通過高壓實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)，相對(duì)于相同高度的普通避雷針，具有提前放電及限制雷電流功能的直擊雷防護(hù)裝置的提前放電時(shí)間為20 μ S。
[0030]2、限流比
通過高壓實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)，在相同試驗(yàn)條件下，具有提前放電及限制雷電流功能的直擊雷防護(hù)裝置與普通避雷針相比，限流比為1000倍以上。
【權(quán)利要求】
1.一種具有提前放電及限制雷電流功能的直擊雷防護(hù)裝置，其特征在于: 包括從上到下依次連接的接閃器(I)、先導(dǎo)激勵(lì)球(2)、限流本體(3)和安裝基座(4)。
2.按權(quán)利要求1所述的直擊雷防護(hù)裝置，其特征在于: 所述的先導(dǎo)激勵(lì)球(2)由保護(hù)球殼(21)、先導(dǎo)激勵(lì)元件(22)和絕緣環(huán)(23)組成；在保護(hù)球殼(21)內(nèi)設(shè)置有先導(dǎo)激勵(lì)元件(22)和絕緣環(huán)(23)，接閃器(I)、先導(dǎo)激勵(lì)元件(22)和絕緣環(huán)(23)依次連接； 保護(hù)球殼(21)是一種不銹鋼空心球； 先導(dǎo)激勵(lì)元件(22)是一種由若干個(gè)石墨片(221)和聚四氟乙烯片(222)交替疊放形成3?6個(gè)氣體間隙及絕緣支撐件(223)、上金屬連接部件(224)、下金屬連接部件(225)和鎖緊螺釘(226)組成的機(jī)構(gòu)； 絕緣環(huán)(23)是一種絕緣環(huán)狀體。
3.按權(quán)利要求1所述的直擊雷防護(hù)裝置，其特征在于: 所述的限流本體(3 )由連接金具(31)、傘盤(32 )、支撐管(33 )和灌封 膠(34)組成； 連接金具(31)處于上下兩端，支撐管(33)在內(nèi)部，外部套上傘盤(32)，在支撐管(33)與傘盤(32)的間隙中充填灌封膠(34);連接金具(31)和支撐管(33)及外部灌封膠(34)、傘盤(32)構(gòu)成的整體用銷釘和環(huán)氧膠粘劑連接； 連接金具(31)其形狀是端部為法蘭盤，其余部分為中空柱狀； 傘盤(32)其形狀是帶有傘裙的中空結(jié)構(gòu)； 支撐管(33)其形狀是圓柱管。
【文檔編號(hào)】H01T1/16GK103560399SQ201310576291
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】劉旭, 解子燕, 蔡細(xì)楚, 羅家明 申請(qǐng)人:武漢愛勞高科技有限責(zé)任公司