專利名稱：一種消閃限流滅雷設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種消閃限流滅雷設(shè)備。
傳統(tǒng)的防雷方法是使用避雷針、避雷器、避雷帶、避雷網(wǎng)等，這些防雷方式是吸引雷電閃擊其本身，代替被保護(hù)物遭受雷擊。七十年代末以來世界各地包括我國很多地方都研究了怎樣消除雷電荷，防止雷電對地閃擊的消雷器。這些消雷器的代表有美國消雷器公司(LEA公司)的“消散陣列感應(yīng)電離消雷裝置”;武漢水電學(xué)院的“半導(dǎo)體少長針消雷裝置”;能源部武漢高壓研究所的“導(dǎo)體傘板型消雷器”;保定供電局的“塔型消雷器”等。這些消雷器能消除部分雷電荷，但因上述消雷器都未能有效地抑制突變的先導(dǎo)通道，在雷電急速發(fā)展時，消雷器來不及消減雷云電場強(qiáng)度，就可能遭受雷擊。而且體積龐大(一般直徑都在6米以上)，如果用于通信轉(zhuǎn)播臺上，則容易產(chǎn)生干擾和反射。此外，傳統(tǒng)的避雷針對接地電阻的要求很高，給設(shè)計(jì)和施工增加了難度。
本發(fā)明的目的是提供一種既能消滅突然而來的雷電閃擊，又能將一定區(qū)域內(nèi)緩慢積聚起來的雷云電荷提前消散的設(shè)備，這種設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單，兼?zhèn)洮F(xiàn)有避雷針和消雷器的雙重功能，并且可放棄傳統(tǒng)避雷方式對接地電阻的苛刻要求。
本發(fā)明是在本發(fā)明人已申請的《一種具有消雷和收貯雷電能的設(shè)備》(CN91108036.8)和《一種具有消滅雷電閃擊的設(shè)備》(CN92104536.0)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改造和完善起來的。這兩種消雷設(shè)備與傳統(tǒng)避雷針及以往消雷器相比，最重要的結(jié)構(gòu)是在雷電感應(yīng)器的下面增設(shè)了限流濾波器或阻容濾波器，即使急速發(fā)展的雷云電場也無法在該設(shè)備的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生閃擊，進(jìn)而逐漸削減了雷電場強(qiáng)度，這兩種設(shè)備均經(jīng)過有關(guān)單位現(xiàn)場試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室的模擬試驗(yàn)，證明避雷和消雷功能比以往避雷、消雷設(shè)備有了很大的提高，但仍存在一些不足之處，如前一種(CN91108036.8)的限流濾波器制作工藝復(fù)雜，電極針與金屬板之間要求較精確，后一種消雷設(shè)備的直徑和高度過大，安裝難度較大。
本發(fā)明的不同之處是電阻和電感的連接方式不同，結(jié)構(gòu)更簡單，其特點(diǎn)是單根、多根金屬針、避雷線及金屬架構(gòu)成的引雷器安裝在主支撐桿上，引雷器的下方并聯(lián)接有電感線圈和電阻，電感線圈和電阻的另一端接到鐵塔或建筑物上，并接入大地。
以下結(jié)合


本發(fā)明的原理和實(shí)施結(jié)構(gòu);
圖1是單根金屬針消閃限流滅雷設(shè)備剖面圖;
圖2是多根金屬針消閃限流滅雷設(shè)備剖面圖;
圖3是高壓輸電線路與本發(fā)明的消閃限流滅雷設(shè)備連接和安裝的結(jié)構(gòu)圖。
圖中各部件名稱1、金屬針2、金屬架3、絕緣子4、導(dǎo)線5、電阻6、主支撐桿7、電感線圈絕緣外殼8、電感線圈9、引下線10、鐵塔11、大地 12、放電針13、固定連接環(huán)14、避雷線 15、電線塔16、高壓輸電線路17、絕緣了附圖中，金屬架2上裝有單根或多根指向空中的金屬針1或避雷線14組成的引雷器，其下部用絕緣子3隔開固定在主支撐桿6上，主支撐桿6連接或固定在鐵塔10或建筑物上，引雷器下方用導(dǎo)線4并聯(lián)接于電感線圈8和電阻5的一端，另一端用引下線9連接于鐵塔10或建筑物并接入大地11。
本發(fā)明的設(shè)備能夠消滅雷電閃擊及提前將雷云電荷消散的原理在于它既能抑制突變的先導(dǎo)通道，又能將雷電流分流后抑制到幾十安培以下。當(dāng)雷電閃擊時，波頭長度平均2.6微秒，幅值為幾十千安培至數(shù)百千安培，瞬間電流變化值極大，這樣，如果該電流流過電感線圈8時，電感線圈上將產(chǎn)生極大的反電動勢和阻抗(如電感量1亨利以上，可使阻抗達(dá)100千歐姆以上)，在此條件下，設(shè)電感線圈8產(chǎn)生的阻抗為Z1(Z1在100千歐姆以上)，電阻5產(chǎn)生的阻抗為Z2(Z2為幾千歐姆以上)，只要滿足Z1＞＞Z2，當(dāng)金屬針1上空的雷云電場欲將閃擊金屬針1時，電感線圈8將產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電阻5的阻抗，這樣大部分的雷電流就分流到電阻5上。因?yàn)殡娮?的阻抗在千歐姆以上，所以雷云電場就不可能對地閃擊放電，因此，原來上百千安培的雷電閃擊，就被限制到幾十安培以下。上述過程完成后，由于對地釋放的雷電流并未發(fā)生大的突變，這時電感線圈8又會出現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電阻5的阻抗，雷云電場又欲將對金屬針1發(fā)生閃擊，此時電感線圈8的阻抗又出現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電阻5的阻抗，這樣大部分的雷電流又分流到電阻5上。上面所述過程的不斷重復(fù)進(jìn)行，使得雷云電場只能以幾十安培以下的電流釋放完雷云電荷。這就消除了傳統(tǒng)防雷方法(如避雷針)受雷電閃擊后幾十千安培以上的雷電流所造成的幾十千伏至幾千千伏的反擊地電位和感應(yīng)電場。
又因?yàn)殡姼芯€圈8的直流阻抗和雷電閃擊前的阻抗都很小(一般電感線圈8的直流阻抗可設(shè)計(jì)到10歐姆以下)，所以，連接在其上的金屬針1或避雷線14在雷電閃擊前是與大地11直接連通的，這樣對單根金屬針1來說，它的尖端引雷作用與傳統(tǒng)的避雷針一樣(但防雷功能已無傳統(tǒng)避雷針強(qiáng)烈放電的缺點(diǎn));對多根金屬針1來說，由于其能在雷云電荷生成后感應(yīng)到比單根金屬針1更多的異性電荷，因此，就能吸引更大范圍內(nèi)的雷云電場，使防雷保護(hù)范圍增大;本發(fā)明設(shè)備可用于改造現(xiàn)行高壓輸電線路16上的架空避雷線14，可使雷電無法強(qiáng)烈對避雷線14放電，從而消除了雷擊避雷線14時對高壓輸電線路16的感應(yīng)與反擊，這樣就不必再為每一根電線塔15的接地電阻進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)。
圖中的金屬針1可組成各種形狀(如傘形、球形或單針)，金屬針1可用不銹鋼、鍍銀鋼針等，電阻5可用絕緣管內(nèi)裝電阻砂(如石棉和石墨的混合體或其它電阻材料)制成。對于多根金屬針1的消閃限流滅雷設(shè)備來說，電阻5可制成金屬架2的支撐桿并用固定連接環(huán)13固定在主支撐桿6上，可伸出到高于金屬針1的空間作為放電針12。電感線圈8可用鐵芯繞制，整個設(shè)備安裝在主支撐桿6上(電感線圈可安裝在鐵塔或建筑物上)。金屬架2和主支撐桿6之間用絕緣子3隔開。主支撐桿6可焊接于鐵塔或建筑物上。接地電阻只要求鐵塔或建筑物的自然接地即可。
本發(fā)明的設(shè)備比起以往的任何防雷設(shè)施(包括消雷器)有著體積小，重量輕，防雷、消雷迅速、可靠的效果，可廣泛應(yīng)用于一切需要防雷的場合。
權(quán)利要求
1.一種消閃限流滅雷設(shè)備，由金屬針、避雷線和金屬架及電感線圈、電阻等部件組成，其特征在于金屬架2上裝有單根或多根指向空中的金屬針1或避雷線14組成的引雷器，其下部用絕緣子3隔開固定在主支撐桿6上，主支撐桿6連接或固定在鐵塔10或建筑物上，引雷器下方用導(dǎo)線4并聯(lián)接于電感線圈8和電阻5的一端，另一端用引下線9連接于鐵塔10或建筑物并接入大地11。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消閃限流滅雷設(shè)備，其特征在于電阻5可制成金屬架2的支撐桿并用固定連接環(huán)13固定在主支撐桿6上，可伸出到高于金屬針1的空間作為放電針12。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消閃限流滅雷設(shè)備，其特征在于金屬架2和主支撐桿6之間用絕緣子3隔開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消閃限流滅雷設(shè)備，其特征在于電感線圈8可用鐵芯繞制，電阻5可用絕緣管內(nèi)裝電阻砂或其它電阻材料制成。
全文摘要
本發(fā)明闡述了一種既能消滅突然而來的雷電閃擊，又能將一定區(qū)域內(nèi)緩慢積聚起來的雷云電荷提前消散的設(shè)備。這種設(shè)備是在單根、多根金屬針或避雷線及金屬架構(gòu)成的引雷器的下方并聯(lián)接有電感線圈和電阻，電感線圈和電阻的另一端接到鐵塔或建筑物上，并通過鐵塔或建筑物接地，接地電阻只要求鐵塔或建筑物自然接地即可。這種設(shè)備比起以往的任何防雷設(shè)施(包括消雷器)有著體積小、重量輕、防雷、消雷迅速、可靠的效果，可廣泛應(yīng)用于一切需要防雷的場合。
文檔編號H01T19/04GK1074312SQ9211052
公開日1993年7月14日 申請日期1992年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月8日
發(fā)明者王東生 申請人:王東生