非接入式桿塔防雷電接閃器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種非接入式桿塔防雷電接閃器,由支撐桿、接閃器基體和針頭組成。接閃器基體包括耐高壓沖擊絕緣封密套管,在套管腔體內(nèi)裝有耐高壓沖擊電感線圈,在線圈外圍表面、上下間隔的套裝固定多塊納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán),組成由多級(jí)電路單元R1L1C1、R2L2C2、…RnLnCn串聯(lián)的RLC電路,在套管腔體下部,R1L1C1單元電路下端的納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)底部,接裝固定一根絕緣支撐桿,支撐桿上部一段密封在套管腔體內(nèi)，其余部分裸露于套管外,成為安裝在桿塔上的絕緣支撐；無需接入輸電線路,與桿塔絕緣,可帶電安裝,能削減雷電波峰幅值及降低波前陡度30%以上。具有免維護(hù),免檢測，運(yùn)行成本及使用壽命長的特點(diǎn)。
【專利說明】非接入式桿塔防雷電接閃器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種防雷電接閃器，具體說是用于高壓輸電線路防雷電系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部件，名稱為非接入式桿塔防雷電接閃器。所述非接入式接閃器是指:它是安裝在桿塔的頂部與桿塔絕緣，而無須接入輸電線路。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的富蘭克林避雷針，由于具有較好的防直擊雷的效果，也因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單建造成本低，而廣泛的應(yīng)用在較高層的建筑物上。但是，在雷電的多發(fā)地區(qū)，針對(duì)一些特殊的場所、區(qū)域，例如物資貯備庫、變電站、通訊及雷達(dá)站、化工廠、高壓輸電線路等等，靠傳統(tǒng)的富蘭克林避雷針來防雷避雷已不能解決問題，遭受雷電襲擊而損失慘重的事件每年都有發(fā)生。
[0003]為避免大氣放電引發(fā)雷擊所造成的危害，已出現(xiàn)不少的接閃器發(fā)明創(chuàng)造，不過絕大多數(shù)都是安裝在高層建筑物上，欲意保護(hù)高層建筑下面區(qū)域的安全，也有少數(shù)是想要解決高壓輸電線路的安全，例如專利號(hào)為2011205403585名稱為“高壓輸電線路避雷接閃器”的實(shí)用新型專利就是其一。
[0004]按照該專利說明書的記載，這種接閃器，包括:先導(dǎo)接閃針頭、絕緣防閃器、導(dǎo)體支撐桿和避雷計(jì)數(shù)器各組成構(gòu)件。說明書圖1給出了這種接閃器的具體結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中不難看出:這種接閃器自頂尖的接閃針到桿塔底座均為導(dǎo)體連通，其防雷電的基本原理依然是通過針尖放電，并把雷電流通過連通的導(dǎo)體經(jīng)由鋼塔泄流進(jìn)入大地，這與傳統(tǒng)的富蘭克林避雷針的避雷原理并無區(qū)別。盡管頂端的接閃針下端連通所謂高壓脈沖放電器，但從文字記載這種所謂高壓脈沖放電器，只不過是直徑為150_、中心厚至邊緣逐漸變薄的金屬體，很難令人信服:這種結(jié)構(gòu)的接閃針頭I與其下部的絕緣防閃器2，如何能相互配合實(shí)現(xiàn)提前放電，文中既無記載實(shí)現(xiàn)提前放電的理機(jī)也無實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，能夠看到的還是一架富蘭克林避雷針，只不過裝有避雷計(jì)數(shù)器。這種技術(shù)方案仍然解決不了瞬間到來的強(qiáng)大的高壓脈沖雷電流的繞擊和反擊所造成的危害。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于:為用戶提供一種非接入式桿塔防雷電接閃器。這種接閃器是高壓輸電線路綜合防雷電系統(tǒng)中的重要器件，是安裝在高壓輸電線桿塔的頂部與桿塔絕緣，并不接入輸電線路，它能有效降低雷電波的前沿陡度和幅值，對(duì)沖擊雷電流進(jìn)行分流，有效降低塔頂?shù)碾娢?，?shí)現(xiàn)對(duì)桿塔附近雷擊危險(xiǎn)區(qū)的繞擊防護(hù)和反擊防護(hù)的雙重功效。
[0006]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的發(fā)明目的，采用下述技術(shù)方案:
[0007]非接入式桿塔防雷電接閃器，自下而上依序由絕緣支撐桿、接閃器基體和接閃器針頭連接組成，其特征在于:接閃器基體包括有耐高壓沖擊絕緣密封套管，以及在耐高壓沖擊絕緣密封套管腔體內(nèi)裝有耐高壓沖擊電感線圈，在該耐高壓沖擊電感線圈的外圍表面、上下間隔的套裝固定有多塊納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)，如此自下而上組成了由多級(jí)電路單元R1L1CpR2L2Cy…RnLnCn串聯(lián)組成的RLC電路，在所述耐高壓沖擊絕緣密封套管腔體下部，R1L1C1單元電路下端的納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)的底部，接裝并固定有一根絕緣支撐桿，該絕緣支撐桿上部的一段密封在所述耐高壓沖擊絕緣密封套管腔體內(nèi)，而其余部分裸露于耐高壓沖擊絕緣密封套管外，成為安裝在桿塔上的絕緣支撐；
[0008]所述接閃器針頭與接閃器基體連接，是接閃器針頭底部與耐高壓沖擊絕緣密封套管內(nèi)頂端納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)頂面的連接；這種防雷電接閃器，具有的等效電感為37—80 ii H，等效電容為18 —42pF ;具有的耐沖擊電壓為450— 850 kV ;耐最大沖擊電流為100— 290 KA。其中所采用的納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)，是由納米粉體制成的以Fe元素為主體，摻雜少量N1、Sn、S1、Nb元素所組成的10-20 nm微晶態(tài)強(qiáng)感應(yīng)納米軟磁體。
[0009]所述非接入式桿塔防雷電接閃器:在接閃器基體的耐高壓沖擊絕緣密封套管內(nèi)，在每塊納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)的頂面上，都接裝固定有一個(gè)感應(yīng)沖擊銅環(huán)。
[0010]所述非接入式桿塔防雷電接閃器:接閃器針頭與接閃器基體連接，是接閃器針頭底部與裝在所述耐高壓沖擊絕緣密封套管頂端納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)頂面上的感應(yīng)沖擊銅環(huán)相連接。
[0011]按照產(chǎn)品適用的高壓輸電線路，分別輸送的電壓為35kV、110kV、220kV、330kV和500kV五個(gè)等級(jí)，將防雷電接閃器產(chǎn)品分為五個(gè)規(guī)格等級(jí):XHGX-35、XHGX-110, XHGX-220、XHGX-330、XHGX-500，對(duì)應(yīng)具有承受的最大沖擊電流，分別為100 kA、180 kA、230 kA、260kA、290 kA。
[0012]本實(shí)用新型能有效保護(hù)高壓輸電線路免遭雷電危害的原理是:
[0013]依據(jù)研究影響雷電波的時(shí)域和頻域特性，結(jié)合獲取的重要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，依特定的材料和科學(xué)的比例設(shè)計(jì)而成的這種非接入式桿塔防雷電接閃器，是通過改變雷電波傳輸?shù)耐ǖ绤?shù)，而有效降低雷電波的前沿陡度和幅值，達(dá)到對(duì)雷電波削峰降陡的目的；同時(shí)，這種接閃器與桿塔絕緣，能分擔(dān)部分雷電過電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)桿塔附近雷擊危險(xiǎn)區(qū)的繞擊防護(hù)和反擊防護(hù)的雙重功效。
[0014]本實(shí)用新型突出優(yōu)點(diǎn)在于:
[0015]①這種接閃器對(duì)雷電波具有良好的削峰降徒、對(duì)沖擊雷電流分流和有效降低塔頂電位，能實(shí)現(xiàn)對(duì)桿塔附近雷擊危險(xiǎn)區(qū)的繞擊防護(hù)和反擊防護(hù)雙重功效。
[0016]②這種接閃器是安裝在高壓輸電線路的桿塔頂部，無需接入輸電線路，與桿塔絕緣，可帶電安裝。
[0017]③這種接閃器安裝簡單，只須在桿塔上安裝抱箍并將接閃器的主體絕緣支撐插入緊固即可。
[0018④這種接閃器能實(shí)現(xiàn)免維護(hù)，免檢測，具有運(yùn)行成本低，使用壽命長的特點(diǎn)。
[0019]【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型接閃器縱剖內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖
[0021]圖2為本實(shí)用新型接閃器的等效RLC電路示意圖
[0022]圖3為本實(shí)用新型接閃器在桿塔上的安裝位置示意圖
[0023]圖中標(biāo)記:I為接閃器針頭，2為與感應(yīng)沖擊銅環(huán)連接的接閃器針頭底線，3為感應(yīng)沖擊銅環(huán),4為納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)，5為耐高壓沖擊電感線圈，6為耐高壓沖擊絕緣密封套管，7為絕緣支撐桿，8為在耐高壓沖擊絕緣密封套管下端與套管內(nèi)的納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)相連接的接地引下線，9為接閃器安裝位置。
[0024]【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型接閃器作詳細(xì)描述:
[0026]一種非接入式桿塔防雷電接閃器，自下而上依序由絕緣支撐桿7、接閃器基體和接閃器針頭I連接組成。
[0027]接閃器基體包括有:耐高壓沖擊絕緣密封套管6，以及在耐高壓沖擊絕緣密封套管6腔體內(nèi)裝有的耐高壓沖擊電感線圈5，并在該耐高壓沖擊電感線圈5的外圍表面、上下間隔的套裝固定有多塊納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)4，如此自下而上組成了由多級(jí)電路單元R1L1C1, R2L2C2,…RnLnCn串聯(lián)組成的RLC電路，在所述耐高壓沖擊絕緣密封套管6腔體下部，R1L1C1單元電路下端的納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)的底部，接裝并固定有一根絕緣支撐桿7，該絕緣支撐桿7上部的一段密封在所述耐高壓沖擊絕緣密封套管6的腔體內(nèi)，而其余部分裸露于耐高壓沖擊絕緣密封套管6外面，成為安裝在桿塔上的絕緣支撐；
[0028]所述接閃器針頭I與接閃器基體連接，是接閃器針頭I底部與耐高壓沖擊絕緣密封套管6內(nèi)頂端納米強(qiáng)感 應(yīng)軟磁體環(huán)4頂面的連接；
[0029]這種防雷電接閃器，具有的等效電感為37— 80 ii H，等效電容為18 — 42pF ;具有的耐沖擊電壓為450— 850 kV ;耐最大沖擊電流為100 —290 kA。
[0030]作為最佳接閃器:接閃器除具有上述結(jié)構(gòu)外，在接閃器基體的耐高壓沖擊絕緣密封套管6腔體內(nèi)，在每塊納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)4的頂面上，都接裝固定有一個(gè)感應(yīng)沖擊銅環(huán)3。
[0031]所述接閃器針頭I與接閃器基體連接，是接閃器針頭I底部與所述耐高壓沖擊絕緣封密6內(nèi)頂端納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)4頂面上的感應(yīng)沖擊銅環(huán)3相連接。
[0032]所述在接閃器耐高壓沖擊電感線圈5外表面上套裝采用的納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)
4,是由納米粉體制成的以Fe元素為主體、摻雜少量N1、Sn、S1、Nb元素組成的10-20nm微晶態(tài)強(qiáng)感應(yīng)納米軟磁體。
[0033]作為最佳接閃器，開發(fā)了五種規(guī)格型號(hào)產(chǎn)品:XHGX-35、XHGX-110、XHGX-220、XHGX-330、XHGX-500非接入式桿塔防雷電接閃器，分別適用于高壓輸電線路輸送電壓為35kV、110kV、220kV、330kV 和 500kV 五個(gè)等級(jí)。
[0034][0022經(jīng)有關(guān)部權(quán)威門測試，這種接閃器可削減雷電波峰幅值30%以上，使雷電波的波前陡度降低30%以上。
[0035]實(shí)例1:XHGX_35非接入式桿塔防雷電接閃器基體(不包括針頭)
[0036]長度:1500mm，
[0037]直徑:75mm,
[0038]重量:8kg，
[0039]等效電感:37 ii H
[0040]等效電容:18 pF
[0041]耐壓水平:450KV，
[0042]耐雷電水平:100kA，
[0043]適于高壓輸電線路輸送電壓的等級(jí)參數(shù):35kV以下。[0044]實(shí)例2 =XHGX-1lO非接入式桿塔防雷電接閃器基體
[0045]長度:2000mm，
[0046]直徑:75mm，
[0047]重量:10kg，
[0048]等效電感:50 ii H
[0049]等效電容:20 pF
[0050]耐壓水平:550kV，
[0051]耐雷電流水平:180kA，
[0052]適于高壓輸電線路輸送電壓的等級(jí)參數(shù):110kV。
[0053]實(shí)例3:XHGX-220非接入式桿塔防雷電接閃器基體
[0054]長度:2400mm，
[0055]直徑:75mm，
[0056]重量:11kg，
[0057]等效電感:62 ii H
[0058]等效電容:24 pF
[0059]耐壓水平:650kV，
[0060]耐雷電流水平:230kA，
[0061]適于高壓輸電線路輸送電壓的等級(jí)參數(shù):220kV。
[0062]實(shí)例4:XHGX-330非接入式桿塔防雷電接閃器基體
[0063]長度:2800mm，
[0064]直徑:75mm，
[0065]重量:13kg，
[0066]等效電感:78 ii H
[0067]等效電容:33 pF
[0068]耐壓水平:750kV，
[0069]耐雷電流水平:260 kA，
[0070]適于高壓輸電線路輸送電壓的等級(jí)參數(shù):330kV。
[0071]實(shí)例5:XHGX-500非接入式桿塔防雷電接閃器基體
[0072]長度:3800mm，
[0073]直徑:75mm,
[0074]重量:22kg，
[0075]等效電感:80 ii H
[0076]等效電容:42 pF
[0077]耐壓水平:850kV，
[0078]耐雷電流水平:290 kA
[0079]適于高壓輸電線路輸送電壓的等級(jí)參數(shù):500kV。
【權(quán)利要求】
1.非接入式桿塔防雷電接閃器，自下而上依序由絕緣支撐桿(7)、接閃器基體和接閃器針頭(I)連接組成，其特征在于: 接閃器基體包括有耐高壓沖擊絕緣密封套管出)，以及在耐高壓沖擊絕緣密封套管(6)腔體內(nèi)裝有的耐高壓沖擊電感線圈(5)，在該耐高壓沖擊電感線圈(5)的外圍表面、上下間隔的套裝固定有多塊納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)(4)，如此自下而上組成了由多級(jí)電路單元R1L1CpR2L2C2、…RnLnCn串聯(lián)組成的RLC電路，在所述耐高壓沖擊絕緣密封套管(6)腔體下部，R1L1C1單元電路下端的納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)的底部，接裝固定有一根絕緣支撐桿(J)，該絕緣支撐桿(7)上部的一段密封在所述耐高壓沖擊絕緣密封套管(6)腔體內(nèi)，而其余部分裸露于耐高壓沖擊絕緣密封套管(6)外，成為安裝在桿塔上的絕緣支撐； 所述接閃器針頭(I)與接閃器基體連接，是接閃器針頭(I)底部與耐高壓沖擊絕緣密封套管(6)內(nèi)頂端納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)(4)頂面的連接； 這種防雷電接閃器，具有的等效電感為37— 80 ii H，等效電容為18 — 42pF;耐沖擊電壓為450— 850 kV ;耐最大沖擊電流為100 —290 kA。
2.按照權(quán)利要求1所述的非接入式桿塔防雷電接閃器，其特征在于:在接閃器基體的耐高壓沖擊絕緣密封套管(6)內(nèi)，在每塊納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)(4)的頂面上，都接裝固定有一個(gè)感應(yīng)沖擊銅環(huán)(3)。
3.按照權(quán)利要求2所述的非接入式桿塔防雷電接閃器，其特征在于:所述接閃器針頭(I)與接閃器基體連接，是接閃器針頭(I)底部與耐高壓沖擊絕緣密封套管(6)腔體內(nèi)頂端的納米強(qiáng)感應(yīng)軟磁體環(huán)(4)頂面上的感應(yīng)沖擊銅環(huán)(3)相連接。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的非接入式桿塔防雷電接閃器，其特征在于: 適于高壓輸電線路輸送電壓35kV以下的接閃器基體，不包括針頭，具有下述應(yīng)用參數(shù): 長度:1500mm, 直徑:75mm, 重量:8kg, 等效電感:37iiH 等效電容:18 pF 耐壓水平:450kV， 耐雷電水平:100kA。
5.按照權(quán)利要求2或3所述的非接入式桿塔防雷電接閃器，其特征在于: 適于高壓輸電線路輸送電壓為IlOkV的接閃器基體，不包括針頭，具有下述應(yīng)用參數(shù): 長度:2000mm, 直徑:75mm, 重量:10kg, 等效電感:50 V- H 等效電容:20 pF 耐壓水平:550kV， 耐雷電流水平:180kA。
6.按照權(quán)利要求2或3所述的非接入式桿塔防雷電接閃器，其特征在于: 適于高壓輸電線路輸送電壓為220kV的接閃器基體，不包括針頭，具有下述應(yīng)用參數(shù): 長度:2400mm, 直徑:75mm, 重量:11kg, 等效電感:62iiH 等效電容:24 pF 耐壓水平:650kV， 耐雷電流水平:230kA。
7.按照權(quán)利要求2或3所述的非接入式桿塔防雷電接閃器，其特征在于: 適于高壓輸電線路輸送電壓為330kV的接閃器基體，不包括針頭，具有下述應(yīng)用參數(shù):
長度:2800mm, 直徑:75mm, 重量:13kg, 等效電感:78iiH 等效電容:33 pF 耐壓水平:750kV， 耐雷電流水平:260 kA
8.按照權(quán)利要求2或3所述的非接入式桿塔防雷電接閃器，其特征在于: 適于高壓輸電線路輸送電壓為500kV的接閃器基體，不包括針頭，具有下述應(yīng)用參數(shù): 長度:3800mm, 直徑:75mm, 重量:22kg, 等效電感:80 V- H 等效電容:42 pF 耐壓水平:850kV， 耐雷電流水平:290 kA。
【文檔編號(hào)】H01T19/04GK203491507SQ201320602373
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月28日
【發(fā)明者】郭玉章, 張強(qiáng) 申請(qǐng)人:成都星河科技產(chǎn)業(yè)有限公司