CN102035140A - 双重屏蔽避雷针与接地装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防雷接地装置，尤其是一种双重屏蔽避雷针与接地装置，具体地说是一种适用于通讯、电力或交通等领域内的防雷接地装置，属于防雷接地的技术领域。所述双重屏蔽避雷针与接地装置，包括避雷针管体，所述避雷针管体的一端端部设有固定连接的绝缘柱，所述绝缘柱上设有葫芦球，所述葫芦球上设有导电球尖；所述导电球尖上设有防雷屏蔽电缆；所述防雷屏蔽电缆的一端与导电球尖电连接，另一端穿过葫芦球及绝缘柱后穿入避雷针管体内；防雷屏蔽电缆沿避雷针管体的长度分布，防雷屏蔽电缆对应于与导电球尖相连的另一端接地电极相连。本发明结构简单紧凑，防雷效果好，能够有效衰减雷电电磁脉冲，安装使用方便，安全可靠。

Description

双重屏蔽避雷针与接地装置

技术领域

 本发明涉及一种防雷接地装置，尤其是一种双重屏蔽避雷针与接地装置，具体地说是一种适用于通讯、电力或交通等领域内的防雷接地装置，属于防雷接地的技术领域。

背景技术

现有的普遍采用的针状避雷针是通过避雷针尖、杆和建（构）筑物本身金属建材接地，或经过避雷针针杆接建（构）筑物主钢筋地网接地。而且均用常规的接地装置，材料为热镀锌钢棒、角钢、铜棒或不锈钢钢棒等；上述接地装置的缺点是不能增加与土壤的接触面积和不具有瞬间对大地电容、瞬间吸收雷击脉冲电流及储能的作用。在雷击瞬间发生的接地脉冲大电流、高电压下避雷针杆、建（构）筑物本身金属建材就同天线一样产生雷电电磁脉冲，危害建（构）筑物内外的电子设备。同时雷击瞬间发生的接地脉冲大电流在通过建（构）筑物本身金属建材或通过避雷针针杆引下线在主钢筋共用接地网接地时（接地阻抗不可能为零）接地点上雷击瞬间电位急剧升高（几千到上万伏），使连接在该共用接地点上的用电设备由于瞬间电压高而击穿损坏。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种双重屏蔽避雷针与接地装置，其结构简单紧凑，防雷效果好，能够有效衰减雷电电磁脉冲，安装使用方便，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述双重屏蔽避雷针与接地装置，包括避雷针管体，所述避雷针管体的一端端部设有固定连接的绝缘柱，所述绝缘柱上设有葫芦球，所述葫芦球上设有导电球尖；所述导电球尖上设有防雷屏蔽电缆；所述防雷屏蔽电缆的一端与导电球尖电连接，另一端穿过葫芦球及绝缘柱后穿入避雷针管体内；防雷屏蔽电缆沿避雷针管体的长度分布，防雷屏蔽电缆对应于与导电球尖相连的另一端接地电极相连。

避雷针管体对应于设置绝缘柱的另一端设有电缆接线箱，所述电缆接线箱内设有防雷屏蔽电缆接点；防雷屏蔽电缆通过电缆接线箱与接地电极相连。所述防雷屏蔽电缆通过连接管与接地电极相连。

所述防雷屏蔽电缆包括内导体，所述内导体包括多股绝缘的铜芯线；内导体的外周面包裹有第一半导电层，所述第一半导电层的外周面上包裹有高绝缘层，所述高绝缘层的外周面上包裹有铜网屏蔽层，所述铜网屏蔽层的外周面包裹有保护层，所述保护层的外周面上包裹有第二半导电层。所述保护层采用聚氯乙烯材料制成。

所述接地电极包括球导体，所述球导体上设有离子棒体及集水屏，所述集水屏连接在球导体上；球导体内装有离子溶液，所述球导体内设有用于测定离子溶液液位的浮球，所述浮球上设有液位测定杆，所述液位测定杆通过端盖、漏盘及下导片安装在离子棒体内，所述下导片紧固安装于离子棒体上，端盖及漏盘紧固与离子棒体内的一端。

所述球导体的外周面上分别均布设置若干个溢流孔及集水孔，所述溢流孔及集水孔与球导体相连通。所述离子棒体上设有引出桩头。

所述防雷屏蔽电缆通过定位块安装固定于避雷针管体内，防雷屏蔽电缆位于避雷针管体的中心区。所述连接管为镀锌铁管。

本发明的优点：避雷针管体上设有绝缘柱，所述绝缘柱上设有葫芦球，葫芦球上设有导电球尖，导电球尖与防雷屏蔽电缆相连，防雷屏蔽电缆位于避雷针管体内，并沿避雷针管体的长度分布；防雷屏蔽电缆通过连接管与接地电极相连；通过避雷针管与防雷屏蔽电缆的相互配合，能够对雷电电磁脉冲有双重屏蔽作用，能极大衰减雷电电磁脉冲，保护了建筑物内的电子设备；接地电极增加了与土壤的接触面积，减少了避雷针的接地电阻，同时具有瞬间对地大电容，能够快速吸收雷击脉冲电流及储能；结构简单紧凑，防雷效果好，能够有效衰减雷电电磁脉冲，安装使用方便，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明防雷屏蔽电缆的结构示意图。

图3为本发明接地电极的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1~图3所示：本发明包括导电球尖1、葫芦球2、防雷屏蔽电缆3、绝缘柱4、避雷针管体5、屏蔽层接点6、电缆接线箱7、电缆芯线接点8、避雷针管座9、接地电极10、电缆屏蔽层及芯线接地点11、定位块12、外屏蔽电缆13、连接管14、内导体15、第一半导电层16、高绝缘层17、铜网屏蔽层18、保护层19、第二半导电层20、溢流孔21、集水孔22、下导片23、离子棒体24、空心紧固螺栓25、垫圈26、蝶形螺母27、液位测定杆28、端盖29、密封圈30、漏盘31、引出桩头32、紧固螺栓33、连接法兰34、集水屏35、浮球36及球导体37。

如图1所示：所述避雷针管体5的一端设有绝缘柱4，所述绝缘柱4上设有葫芦球2，所述葫芦球2上设有导电球尖1。避雷针管体5采用铁管制成，避雷针管体5、绝缘柱4及葫芦球2均为空心结构。导电球尖1上设有防雷屏蔽电缆3，所述防雷屏蔽电缆3的一端与导电球尖1相电连接，防雷屏蔽电缆3的另一端穿过葫芦球2及绝缘柱4后穿入避雷针管体5内；防雷屏蔽电缆3沿避雷针管体5的长度分布。为了达到较好的屏蔽效果，防雷屏蔽电缆3通过定位块12安装固定在避雷针管体5内，且防雷屏蔽电缆3沿避雷针管体5的中心线分布设置。避雷针管体5对应于设置葫芦球2的另一端设有固定连接的避雷针管座9，避雷针管体5通过避雷针管座9固定安装于所需连接的建筑物上。为了便于防雷屏蔽电缆3的连接，在避雷针管体5对应于与避雷针管座9相连的一端设有电缆接线箱7，所述电缆接线箱7内设有屏蔽层接点6和电缆芯线接点8；防雷屏蔽电缆3内的屏蔽层与屏蔽层接点6相连，防雷屏蔽电缆3内的内导体15与电缆芯线接点8相连。同时，为了外屏蔽电缆13通过屏蔽层接点6及电缆芯线接点8与防雷屏蔽电缆3相连，从而将导电球尖1向外接出。外屏蔽电缆13的通过连接管14及电缆屏蔽层及芯线接地点11与接地电极10相连，所述连接管14采用镀锌铁管制成。所述接地电极10埋置于土壤中，能够将导电球尖1上产生的电能传导到大地上。通过避雷针管体5及位于所述避雷针管体5内的防雷屏蔽电缆3的相互配合，能够两次衰减雷电电磁脉冲，能够保护建筑物内外的电子设备。防雷屏蔽电缆3与外屏蔽电缆13为同种结构。

如图2所示：为本发明防雷屏蔽电缆3和外屏蔽电缆13的结构示意图。屏蔽电缆包括内导体15，所述内导体15包括多股绝缘的铜芯线，内导体15的截面大，多股绝缘铜芯线增大了雷电高频脉冲的导电率，减小了引入接地线的线路阻抗，能最大地减小雷电脉冲大电流下的接地电压。内导体15的外周面包裹有第一半导电层16，所述第一半导电层16的外周面上包裹有高绝缘层17，所述高绝缘层17的外周面上包裹有铜网屏蔽层18，所述铜网屏蔽层18的外周面包裹有保护层19，所述保护层19的外周面上包裹有第二半导电层20；保护层19采用聚氯乙烯材料制成。第一半导电层16含有硅烷交联聚烯烃YPG-10；第一半导电层16与高绝缘层17间的结合部电位近似为零；能极大的衰减内导体15产生的接地脉冲大电流，高压下向外发射的电磁干扰。防雷屏蔽电缆3通过内导体15与导电球尖1相连，同时内导体15的另一端与电缆芯线接点8相连；防雷屏蔽电缆3与外屏蔽电缆13相应的部位相连，从而将导电球尖1与接地电极10相连，将雷电产生的高压传导到大地内。

如图3所示：所述接地电极10包括球导体37，所述球导体37上设有离子棒体24及集水屏35，所述集水屏35连接在球导体37上；球导体17内装有离子溶液，所述球导体17内设有用于测定离子溶液液位的浮球36，所述浮球36上设有液位测定杆28，所述液位测定杆28通过端盖29、漏盘31及下导片23安装在离子棒体24内，所述下导片23紧固安装于离子棒体24上，端盖29及漏盘31紧固与离子棒体24内的一端。下导片23通过M8紧固螺栓33、连接法兰34紧固在离子棒体24上，端盖29及漏盘31由空心紧固螺栓25、垫圈26、O型密封圈30及蝶形螺母27紧固在离子棒体24上。端盖29采用尼龙606材料制成，漏盘31采用T3铜材料制成。在球导体37的圆周上分别均布设置若干个溢流孔21和集水孔22。在离子棒体24上设置引出桩头32，引出桩头32为95平方毫米的电缆。

球导体17内的离子溶液为环保型无污染的中心液体电解质和高分子材料；浮球36、离子棒体24及空心紧固螺栓25组成向球导体37内添加离子溶液的通道。集水屏35和集水孔22组成集周围土壤的水分子进入球导体37；所述液位测定杆28配合空心紧固螺栓25能测定球导体37内的离子溶液液位，以便观察液位补充离子溶液。球导体37配合热熔焊接技术引出桩头32，导电性强，使接地电阻达到最低值，接地电阻稳定、可靠，热稳定强，耐流大，散流快。

所述接地电极10的工作原理是：大直径不锈钢球导体37内有多个呼吸溢流孔21，能够不断主动呼吸周围土壤环境中存在的水分子并与之相结合；在潮解作用下，产生电解液。通过球导体37内的出液孔，缓慢释放出活性电解离子，在与之配套的畅销防腐填充剂的双重释放、吸收作用下，均匀流入土壤中，并向四周不断持续扩散，增加了接地极周围土壤的电解离子含量，降低了土壤电阻率，增大了接地极与土壤的接触面积，降低了接地极与土壤的接触电阻。大直径不锈钢球导体37增加了瞬间对大地电容，同时对地呈电容能瞬间吸收雷击脉冲电流，储能，从而近十倍的降低雷击峰值电流，使雷击浪涌电磁脉冲对电子和通讯设备危害减到最小。

如图1~图3所示：使用时，避雷针管体5通过避雷针管座9安装固定于相应的建（构）筑物上。在避雷针管体5内通过定位块12安装防雷屏蔽电缆3，防雷屏蔽电缆3的一端与导电球尖1相连，另一端与电缆接线箱7内相应的接点相连。防雷屏蔽电缆3通过外屏蔽电缆13及连接管14与接地电极10相连，接地电极10埋置于土壤中。工作时，当有雷电时，雷电产生的高电压作用在导电球尖1上，由于导电球尖1与防雷屏蔽电缆3相电连接，且导电球尖1通过绝缘柱4与避雷针管体5相连，因此导电球尖1上的电压及电磁脉冲只能通过位于避雷针管体5内的防雷屏蔽电缆3向大地释放。防雷屏蔽电缆3的第一半导电层16、高绝缘层17、铜网屏蔽层18、保护层19及第二半导电层20间的相互作用，能够有效衰减流过内导体15的电磁脉冲，避免向外产生电磁干扰；同时防雷屏蔽电缆3产生的电磁干扰通过避雷针管体5能够进行第二次衰减，使穿出避雷针管体5外的电磁干扰能够减到最小，确保建（构）筑物内外电子设备的使用安全。防雷屏蔽电缆3通过外屏蔽电缆13与接地电极10相连，球导体37以不锈钢球为接地极，增加与土壤的接触面积，减小了避雷针的接地电阻。 具有瞬间对大地电容，快速吸收雷击脉冲电流及储能的功能。接地电极10用作避雷针独立接地点接地，使雷击瞬间反压不会影响建（构）筑物本身金属建材及用电设备接地点的电位，保护了用电设备。结构简单紧凑，防雷效果好，能够有效衰减雷电电磁脉冲，安装使用方便，安全可靠。

本发明主要技术性能和使用条件:（防雷屏蔽电缆3）

1、工作电压20KV；

2、工频1分钟耐受电压 30KV；

3、雷电冲击电压耐受电压峰值 75KV（8/20μs）；

4、屏蔽衰减 85 db。

Claims (10)

1. 一种双重屏蔽避雷针与接地装置，其特征是：包括避雷针管体（5），所述避雷针管体（5）的一端端部设有固定连接的绝缘柱（4），所述绝缘柱（4）上设有葫芦球（2），所述葫芦球（2）上设有导电球尖（1）；所述导电球尖（1）上设有防雷屏蔽电缆（3）；所述防雷屏蔽电缆（3）的一端与导电球尖（1）电连接，另一端穿过葫芦球（2）及绝缘柱（4）后穿入避雷针管体（5）内；防雷屏蔽电缆（3）沿避雷针管体（5）的长度分布，防雷屏蔽电缆（3）对应于与导电球尖（1）相连的另一端接地电极（10）相连。

2.根据权利要求1所述的双重屏蔽避雷针与接地装置，其特征是：避雷针管体（5）对应于设置绝缘柱（4）的另一端设有电缆接线箱（7），所述电缆接线箱（7）内设有防雷屏蔽电缆（3）接点；防雷屏蔽电缆（3）通过电缆接线箱（7）与接地电极（10）相连。

3.根据权利要求1或2所述的双重屏蔽避雷针与接地装置，其特征是：所述防雷屏蔽电缆（3）通过连接管（14）与接地电极（10）相连。

4.根据权利要求1所述的双重屏蔽避雷针与接地装置，其特征是：所述防雷屏蔽电缆（3）包括内导体（15），所述内导体（15）包括多股绝缘的铜芯线；内导体（15）的外周面包裹有第一半导电层（16），所述第一半导电层（16）的外周面上包裹有高绝缘层（17），所述高绝缘层（17）的外周面上包裹有铜网屏蔽层（18），所述铜网屏蔽层（18）的外周面包裹有保护层（19），所述保护层（19）的外周面上包裹有第二半导电层（20）。

5.根据权利要求4所述的双重屏蔽避雷针与接地装置，其特征是：所述保护层（19）采用聚氯乙烯材料制成。

6.根据权利要求1所述的双重屏蔽避雷针与接地装置，其特征是：所述接地电极（10）包括球导体（37），所述球导体（37）上设有离子棒体（24）及集水屏（35），所述集水屏（35）连接在球导体（37）上；球导体（17）内装有离子溶液，所述球导体（17）内设有用于测定离子溶液液位的浮球（36），所述浮球（36）上设有液位测定杆（28），所述液位测定杆（28）通过端盖（29）、漏盘（31）及下导片（23）安装在离子棒体（24）内，所述下导片（23）紧固安装于离子棒体（24）上，端盖（29）及漏盘（31）紧固与离子棒体（24）内的一端。

7.根据权利要求6所述的双重屏蔽避雷针与接地装置，其特征是：所述球导体（37）的外周面上分别均布设置若干个溢流孔（21）及集水孔（22），所述溢流孔（21）及集水孔（22）与球导体（37）相连通。

8.根据权利要求6所述的双重屏蔽避雷针与接地装置，其特征是：所述离子棒体（24）上设有引出桩头（12）。

9.根据权利要求1所述的双重屏蔽避雷针与接地装置，其特征是：所述防雷屏蔽电缆（3）通过定位块（12）安装固定于避雷针管体（5）内，防雷屏蔽电缆（3）位于避雷针管体（5）的中心区。

10.根据权利要求3所述的双重屏蔽避雷针与接地装置，其特征是：所述连接管（14）为镀锌铁管。

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