本發(fā)明涉及一種防雷、避雷裝置，尤其涉及一種避雷針。

背景技術(shù)：

雷電是自然界一種自然現(xiàn)象。雷電在發(fā)生的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生超強(qiáng)電流電壓容易對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成損害。特別是隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，大量家用電器進(jìn)入普通老百姓的家庭，這就對(duì)現(xiàn)在家庭及工業(yè)等環(huán)境的用電環(huán)境提出了更高的要求。傳統(tǒng)避雷針工作原理主要是，直接對(duì)雷電進(jìn)行接閃、并迅速將雷電能量通過(guò)引下線導(dǎo)體引導(dǎo)泄放到大地，較強(qiáng)的瞬態(tài)電流在引下線周圍為產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場(chǎng)，從而對(duì)周圍電子電器設(shè)備造成強(qiáng)烈的干擾甚至損毀，同時(shí)強(qiáng)大的電流瞬間泄放到大地，會(huì)引起瞬間地電位的抬升，產(chǎn)生較大的跨步電壓，有可能對(duì)附近的人或者設(shè)備造成生命安全事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種適應(yīng)各種場(chǎng)合、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)老化免維修、便于安裝維護(hù)、抗風(fēng)能力強(qiáng)、有效抑制雷電流的變能限流型避雷針。

解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種變能限流型避雷針，包括接閃針尖1，雷電能量轉(zhuǎn)化裝置和安裝支撐部件；其中雷電能量轉(zhuǎn)化裝置包括雷電引導(dǎo)內(nèi)芯4、外殼3和電介質(zhì)材料5；雷電引導(dǎo)內(nèi)芯4設(shè)置在外殼3內(nèi)的中心位置，接閃針尖1的底部插入到雷電引導(dǎo)內(nèi)芯4的內(nèi)部，雷電引導(dǎo)內(nèi)芯4和外殼3之間的空間里填充有電介質(zhì)材料5。

進(jìn)一步地，電介質(zhì)材料5以重量份計(jì)，由以下組份組成：

組份A：

組份B：

硝酸銀：3-5份 硝酸鈉：25-35份

硝酸鉀：10-18份 硫酸鎂：10-12份

重鉻酸鉀：1.5-3份 硫酸鋅：10-25份

組份A與組份B以重量比(68-81)：(32-19)進(jìn)行復(fù)配。

進(jìn)一步地，電介質(zhì)材料5以重量份計(jì)，由以下組份組成：

組份A：

組份B：

硝酸銀：3.5份 硝酸鈉：27-30份

硝酸鉀：12-17份 硫酸鎂：10-12份

重鉻酸鉀：1.5-3份 硫酸鋅：11-18份。

進(jìn)一步地，外殼3的頂部設(shè)有密封層2，密封層2中間設(shè)有貫穿孔，供接閃針尖1穿過(guò)；所述密封層2為環(huán)氧密封層。

進(jìn)一步地，外殼3的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有絕緣屏蔽層9。

進(jìn)一步地，外殼3的底部設(shè)有底部基板6；安裝支撐部件包括支撐桿7，支撐桿7的一端與外殼3連接，另一端連接有過(guò)渡接頭8。

進(jìn)一步地，所述密封層2上表面設(shè)有一凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)置有水平儀10。

進(jìn)一步地，支撐桿7上還設(shè)置有電流傳感器，并與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接。

進(jìn)一步地，電介質(zhì)材料5的制備方法如下：

1)將氧化鋅、水滑石粉和鉻鐵礦石粉放入行星式球磨機(jī)的球磨罐中，加入去離子水，去離子水與粉料的重量比為1:2，混合球磨9-12小時(shí)，使所有混合原料分散均勻?yàn)橹梗?/p>

2)將組份A中的其他物料加入到步驟1)得到的漿料中，再加入去離子水，去離子水與漿料的重量比為1.3:1，混合球磨，球磨12小時(shí)，使所有混合原料分散均勻?yàn)橹埂?/p>

3)將步驟2)得到的漿料干燥，制成粉料。

4)加入組份B的全部原料，混合球磨8-10小時(shí)，使所有混合原料分散均勻?yàn)橹埂?/p>

5)將步驟4)中得到的粉料進(jìn)行噴霧、含水后，使用液壓壓片機(jī)將顆粒料壓片成型，成型壓力為150MPa，保壓時(shí)間20分鐘。

6)將上述步驟5)中壓成的坯體在封閉的氣氛條件下，以30-50℃/每小時(shí)的升溫速度升溫至400℃左右保溫3小時(shí)，再以20-30℃/每小時(shí)的升溫速度升溫至700℃保溫2小時(shí)，最后直接升溫到950℃保溫4小時(shí)，冷卻至室溫得到電介質(zhì)材料5。

與現(xiàn)有避雷針技術(shù)相比，本發(fā)明的變能限流型避雷針采用特定組成的電介質(zhì)材料作為雷電能量轉(zhuǎn)化功能部件，接閃后能迅速將雷電轉(zhuǎn)化為化學(xué)能、電場(chǎng)能、磁場(chǎng)能等能量，能夠承受200kA以上的雷電流沖擊，雷電流幅值抑制率大于40％，減少了引下線裝置產(chǎn)生的電磁場(chǎng)對(duì)周圍設(shè)備的影響，同時(shí)減少了雷電反擊和跨步電壓對(duì)人員和設(shè)備的影響。此外，該避雷針特定的結(jié)構(gòu)能夠確保其抗風(fēng)能力大于50m/s，無(wú)老化、免維護(hù)，各種功能部件能綜合提高防雷效果，并提高了產(chǎn)品的安全穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-接閃針尖，2-密封層，3-外殼，4-雷電引導(dǎo)內(nèi)芯，5-電介質(zhì)材料，6-底部基板，7-支撐桿，8-過(guò)渡接頭，9-絕緣屏蔽層，10-水平儀。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種變能限流型避雷針，包括接閃針尖1，雷電能量轉(zhuǎn)化裝置和安裝支撐部件；其中雷電能量轉(zhuǎn)化裝置包括雷電引導(dǎo)內(nèi)芯4、外殼3和電介質(zhì)材料5；雷電引導(dǎo)內(nèi)芯4設(shè)置在外殼3內(nèi)的中心位置，接閃針尖1的底部插入到雷電引導(dǎo)內(nèi)芯4的內(nèi)部，雷電引導(dǎo)內(nèi)芯4和外殼3之間的空間里填充有電介質(zhì)材料5。外殼3的頂部設(shè)有環(huán)氧密封層2，環(huán)氧密封層2中間設(shè)有貫穿孔，供接閃針尖1穿過(guò)；外殼3的底部設(shè)有底部基板6。安裝支撐部件包括支撐桿7，支撐桿7的一端與外殼3連接，另一端連接有過(guò)渡接頭8。

電介質(zhì)材料5以重量份計(jì)，由以下組份組成：

組份A：

組份B：

硝酸銀：4.5份 硝酸鈉：28份

硝酸鉀：12份 硫酸鎂：10份

重鉻酸鉀：1.8份 硫酸鋅：16份

電介質(zhì)材料5的制備方法如下：

1)將氧化鋅、水滑石粉和鉻鐵礦石粉放入行星式球磨機(jī)的球磨罐中，加入去離子水，去離子水與粉料的重量比為1:2，混合球磨11小時(shí)，使所有混合原料分散均勻?yàn)橹梗?/p>

2)將組份A中的其他物料加入到步驟1)得到的漿料中，再加入去離子水，去離子水與漿料的重量比為1.3:1，混合球磨，球磨12小時(shí)，使所有混合原料分散均勻?yàn)橹埂?/p>

3)將步驟2)得到的漿料干燥，制成粉料。

4)加入組份B的全部原料，混合球磨10小時(shí)，使所有混合原料分散均勻?yàn)橹埂?/p>

5)將步驟4)中得到的粉料進(jìn)行噴霧、含水后，使用液壓壓片機(jī)將顆粒料壓片成型，成型壓力為150MPa，保壓時(shí)間20分鐘。

6)將上述步驟5)中壓成的坯體在封閉的氣氛條件下，以35℃/每小時(shí)的升溫速度升溫至400℃左右保溫3小時(shí)，再以25℃/每小時(shí)的升溫速度升溫至700℃保溫2小時(shí)，最后直接升溫到950℃保溫4小時(shí)，冷卻至室溫得到電介質(zhì)材料5。

該避雷針總高度為589mm，其中外殼3的高度為242mm。外殼3可以為圓柱體或球體，其最大直徑可以為60-75mm。

采用直流疊加沖擊電壓試驗(yàn)成套設(shè)備對(duì)該避雷針進(jìn)行測(cè)試，能夠承受200kA的雷電流沖擊，雷電流幅值抑制率為42％。

該變能限流型避雷針安裝時(shí)，將支撐桿7放置于安裝平面基座上，使法蘭盤(pán)的固定孔與安裝平面的固定孔對(duì)正，用螺栓穿入法蘭固定孔，在螺栓上放置平墊圈及彈性墊圈后，用螺母擰緊。最后確保避雷針處于水平位置，以確保避雷針使用安全。

實(shí)施例2

如圖2所示，該避雷針除實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)外，還在外殼3的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有絕緣屏蔽層9。絕緣屏蔽層9能有效屏蔽放電帶來(lái)的巨大磁場(chǎng)變化，防止強(qiáng)大磁場(chǎng)對(duì)周圍設(shè)施帶來(lái)破壞作用。同時(shí)，絕緣屏蔽層9還有效防止漏電現(xiàn)象發(fā)生，保證使用安全。

電介質(zhì)材料5以重量份計(jì)，由以下組份組成：

組份A：

組份B：

硝酸銀：3.5份 硝酸鈉：28份

硝酸鉀：14份 硫酸鎂：11份

重鉻酸鉀：1.8份 硫酸鋅：16份。

該電介質(zhì)材料5的制備方法同實(shí)施例1。

采用直流疊加沖擊電壓試驗(yàn)成套設(shè)備對(duì)該避雷針進(jìn)行測(cè)試，能夠承受220kA的雷電流沖擊，雷電流幅值抑制率為55％。

該變能限流型避雷針安裝時(shí)，將避雷針的過(guò)渡接頭8插入加長(zhǎng)鍍鋅鋼管中，然后用白鋼焊條滿焊處理固定。

實(shí)施例3

如圖3所示，該避雷針除實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)外，還在密封層2上表面設(shè)有一凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)置有水平儀10。在安裝避雷針時(shí)，通常采用水平尺確保安裝平面的水平，安裝后通過(guò)水平尺測(cè)量避雷針的四個(gè)方向上的垂直度。該避雷針考慮到實(shí)際安裝過(guò)程中的需要，在避雷針上集成水平儀10，能夠快速檢測(cè)避雷針的垂直度和水平度，保證避雷針安裝合格，最大程度上確保避雷針在安全范圍內(nèi)工作。

電介質(zhì)材料5以重量份計(jì)，由以下組份組成：

組份A：

組份B：

硝酸銀：3.5份 硝酸鈉：29份

硝酸鉀：16份 硫酸鎂：11份

重鉻酸鉀：2.5份 硫酸鋅：17份。

該電介質(zhì)材料5的制備方法同實(shí)施例1。

采用直流疊加沖擊電壓試驗(yàn)成套設(shè)備對(duì)該避雷針進(jìn)行測(cè)試，能夠承受230kA的雷電流沖擊，雷電流幅值抑制率為60％。

此外，該避雷針還可以加裝電流傳感器(定位器、溫度傳感器等)，并與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接。能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)避雷針的工作狀態(tài)，確保避雷針的工作安全。