CN110165560A - 一种变电站屋顶的防雷避雷装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站屋顶的防雷避雷装置，包括沿铺设在屋顶上的避雷带、固定安装在避雷带上且位于屋顶中心的接闪器、固定安装在避雷带上且位于屋顶四角的短针、连接避雷带的接地引下线以及埋设在地下且与接地引下线相接的接地体。接闪器采用上部竖直镀锌管形成尖端，而下部螺旋盘绕的镀锌金属管进行雷电流引导，不仅电流引导覆盖面积大，避免落雷，而且下部螺旋盘绕的镀锌金属管具有防风左右，风从盘绕的横向间隙穿过，不易发生侧倾，横向风穿过螺旋盘绕的镀锌金属管时，风向盘绕镀锌金属管上部旋流，对盘绕镀锌金属管以及设置在盘绕镀锌金属管上端的竖直镀锌金属管进行自清洗，延长维护间隔，避免镀锌管外部粘附污泥鸟粪等杂物。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备避雷技术领域，具体涉及一种变电站屋顶的防雷避雷装置。
背景技术
作为保护建筑物或电气设备免受雷击伤害的装置，避雷针广泛运用于发电厂、变电站等场所。避雷针是防护电气设备、建筑物不受直接雷 击的雷电接收器，避雷针的原理是在高大建筑物(或杆塔)顶端安装一根金属棒，用金属线与埋在地下的一块金属连接起来，利用金属棒的尖端放电，其作用是把雷电吸引到避雷针身上并安全地将雷电流引入大地中，从而起到保护设备效果。变电站装设避雷针时应使所有设备都处于避雷针保护范围之内。但是这种方式，防雷区域面积较小，对于较大的变电站来说，如果设置过多的避雷塔，浪费成本，尤其是对于高压大型的变电站来说，这种方式的缺点尤为显。使云层所带的电和地上的电逐渐中和，从而不会引发事故。
我国西北、华北、东北等强风频度较高地区的变电站避雷针，避雷针接闪器高长，易受大风强度、频度影响，避雷针长期处于摆动状态。高频率的往复应力易使避雷针法兰处的螺栓疲劳破坏，进而导致避雷针的倾倒坠落，不仅影响引雷接闪效果，也容易造成坠落事故；高大的避雷针清洁维护和更换也极为不便。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种清洁维护方便、能够防风不倾倒的变电站屋顶的防雷避雷装置。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种变电站屋顶的防雷避雷装置，包括沿铺设在屋顶上的避雷带、固定安装在避雷带上且位于屋顶中心的接闪器、固定安装在避雷带上且位于屋顶四角的短针、连接避雷带的接地引下线以及埋设在地下且与接地引下线相接的接地体；
所述接地引下线设置在变电站外侧墙体上；
所述接闪器包括固定连接避雷带的连接座、下端固定连接在连接座上的盘绕镀锌金属管以及设置在盘绕镀锌金属管上端的竖直镀锌金属管；
所述盘绕镀锌金属管自下而上螺旋盘绕直径依次递减，每层所述盘绕镀锌金属管的圆周最外端连线在同一圆锥形锥面上；
所述连接座为镀锌金属板。
作为本发明的进一步改进，所述避雷带、接闪器及短针均为镀锌圆管制作，所述镀锌圆钢直径为20mm以上且管壁厚度为3mm以上；避雷带与屋顶的间距大于5厘米。
作为本发明的进一步改进，所述接地引下线包括分别连接在避雷带与接地体之间的第一引下线和第二引下线。
作为本发明的进一步改进，所述接地引下线与接地体之间还埋设有地网，所述地网为金属网。
作为本发明的进一步改进，所述第一引下线上连接有第一电流互感器，所述第二引下线上连接有第二电流互感器。
作为本发明的进一步改进，所述第一电流互感器包括串联在第一引下线上的第一电流互感器一次线圈、位于第一电流互感器一次线圈侧部的第一电流互感器二次线圈以及串联在第一电流互感器二次线圈两端的第一电容器。
作为本发明的进一步改进，所述第二电流互感器包括串联在第二引下线上的第二电流互感器一次线圈、位于第二电流互感器一次线圈侧部的第二电流互感器二次线圈以及串联在第二电流互感器二次线圈两端的第二电容器。
与现有技术相比，本发明所取得的有益效果如下：
本发明具备结构简单、操作方便及可靠的特点；本装置的接闪器采用上部竖直镀锌管形成尖端，而下部螺旋盘绕的镀锌金属管进行雷电流引导，不仅电流引导覆盖面积大，避免落雷，而且下部螺旋盘绕的镀锌金属管相较于传统的直长杆具有防风左右，风从盘绕的横向间隙穿过，不易发生侧倾，盘绕镀锌金属管自下而上螺旋盘绕直径依次递减，横向风穿过螺旋盘绕的镀锌金属管时，风向盘绕镀锌金属管上部旋流，对盘绕镀锌金属管以及设置在盘绕镀锌金属管上端的竖直镀锌金属管进行自清洗，延长维护间隔，避免镀锌管外部粘附污泥鸟粪等杂物，保证引雷效果。
本装置通过电流互感器对雷电流进行互感产生电能，电能储存在电容器中以备使用，对大自然的绿色能源进行有效合理利用。
附图说明
附图1为本发明安装结构示意图；
附图2为本发明接闪器的结构示意图。
附图中，1避雷带、2短针、3接闪器、4第一引下线、5第二引下线、6第一线圈、7第二电流互感器、8地网、9接地体、31连接座、32盘绕镀锌金属管、33竖直镀锌金属管、61第一电流互感器一次线圈、62第一电流互感器二次线圈、63第一电容器、71第二电流互感器一次线圈、72第二电流互感器二次线圈、73第二电容器。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
实施例一
如附图1和2示，一种变电站屋顶的防雷避雷装置，包括沿铺设在屋顶上的避雷带1、固定安装在避雷带1上且位于屋顶中心的接闪器3、固定安装在避雷带1上且位于屋顶四角的短针2、连接避雷带1的接地引下线以及埋设在地下且与接地引下线相接的接地体9；
所述接地引下线设置在变电站外侧墙体上；
所述接闪器3包括固定连接避雷带1的连接座31、下端固定连接在连接座31上的盘绕镀锌金属管32以及设置在盘绕镀锌金属管32上端的竖直镀锌金属管33；
所述盘绕镀锌金属管32自下而上螺旋盘绕直径依次递减，每层所述盘绕镀锌金属管32的圆周最外端连线在同一圆锥形锥面上；
所述竖直镀锌金属管33长度为1m以上，盘绕镀锌金属管32的竖直高度为3m以上；
所述连接座31为镀锌金属板。
本装置的接闪器3采用上部竖直镀锌管形成尖端，而下部螺旋盘绕的镀锌金属管进行雷电流引导，不仅电流引导覆盖面积大，避免落雷，而且下部螺旋盘绕的镀锌金属管相较于传统的直长杆具有防风左右，风从盘绕的横向间隙穿过，不易发生侧倾，盘绕镀锌金属管32自下而上螺旋盘绕直径依次递减，横向风穿过螺旋盘绕的镀锌金属管时，风向盘绕镀锌金属管32上部旋流，对盘绕镀锌金属管32以及设置在盘绕镀锌金属管32上端的竖直镀锌金属管33进行自清洗，延长维护间隔，保证引雷效果。
当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变。在避雷针的顶端，形成局部电场集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，竖直镀锌金属管33顶端接闪引导电流后通过竖直镀锌金属管33引导电流到避雷带1，在雷雨天气，变电站空出现带电云层时，避雷针和屋顶都被感应上大量电荷，由于竖直镀锌金属管33以及短针2针头是尖的，所以静电感应时，导体尖端总是聚集了最多的电荷。这样，竖直镀锌金属管33以及短针2就聚集了大部分电荷。避雷带又与这些带电云层形成了一个电容器，由于它较尖，即这个电容器的两极板正对面积很小，电容也就很小，也就是说它所能容纳的电荷很少。而它又聚集了大部分电荷，所以，当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿，成为导体。
这样，带电云层与避雷带形成通路，而避雷带又是接地的，避雷针就可以把云层上的电荷导入大地，使其不对高层建筑构成危险，保证了它的安全。将雷电流引入地下，从而起到保护建筑物的作用。
所述避雷带1、接闪器3及短针2均为镀锌圆管制作，所述镀锌圆钢直径为20mm以上且管壁厚度为3mm以上；避雷带1与屋顶的间距大于5厘米。所述接地引下线包括分别连接在避雷带1与接地体9之间的第一引下线4和第二引下线5。所述接地引下线与接地体9之间还埋设有地网8，所述地网8为金属网。
实施例二
如附图1和2示，一种变电站屋顶的防雷避雷装置，包括沿铺设在屋顶上的避雷带1、固定安装在避雷带1上且位于屋顶中心的接闪器3、固定安装在避雷带1上且位于屋顶四角的短针2、连接避雷带1的接地引下线以及埋设在地下且与接地引下线相接的接地体9；
所述接地引下线设置在变电站外侧墙体上；
所述接闪器3包括固定连接避雷带1的连接座31、下端固定连接在连接座31上的盘绕镀锌金属管32以及设置在盘绕镀锌金属管32上端的竖直镀锌金属管33；
所述连接座31为镀锌金属板。
所述盘绕镀锌金属管32自下而上螺旋盘绕直径依次递减，每层所述盘绕镀锌金属管32的圆周最外端连线在同一圆锥形锥面上。
所述避雷带1、接闪器3及短针2均为镀锌圆管制作。
所述镀锌圆钢直径为20mm以上且管壁厚度为3mm以上。
所述避雷带1与屋顶的间距大于5厘米。
所述接地引下线包括分别连接在避雷带1与接地体9之间的第一引下线4和第二引下线5。
所述接地引下线与接地体9之间还埋设有地网8，所述地网8为金属网。
所述第一引下线4上连接有第一电流互感器6，所述第二引下线4上连接有第二电流互感器7。所述第一电流互感器6包括串联在第一引下线4上的第一电流互感器一次线圈61、位于第一电流互感器一次线圈61侧部的第一电流互感器二次线圈62以及串联在第一电流互感器二次线圈62两端的第一电容器63。
所述第二电流互感器7包括串联在第二引下线5上的第二电流互感器一次线圈71、位于第二电流互感器一次线圈71侧部的第二电流互感器二次线圈72以及串联在第二电流互感器二次线圈72两端的第二电容器73。
目前引导的雷电流一般直接接入地下进行疏导，依靠大地自身的泄流性能自由泄流，本装置通过电流互感器对雷电流进行互感产生电能，电能储存在电容器中以备使用，对大自然的绿色能源进行有效合理利用。
Claims (10)
1.一种变电站屋顶的防雷避雷装置，其特征在于：包括沿铺设在屋顶上的避雷带（1）、固定安装在避雷带（1）上且位于屋顶中心的接闪器（3）、固定安装在避雷带（1）上且位于屋顶四角的短针（2）、连接避雷带（1）的接地引下线以及埋设在地下且与接地引下线相接的接地体（9）；
所述接地引下线设置在变电站外侧墙体上；
所述接闪器（3）包括固定连接避雷带（1）的连接座（31）、下端固定连接在连接座（31）上的盘绕镀锌金属管（32）以及设置在盘绕镀锌金属管（32）上端的竖直镀锌金属管（33）；
所述连接座（31）为镀锌金属板。
2.根据权利要求1所述的一种变电站屋顶的防雷避雷装置，其特征在于：所述盘绕镀锌金属管（32）自下而上螺旋盘绕直径依次递减，每层所述盘绕镀锌金属管（32）的圆周最外端连线在同一圆锥形锥面上。
3.根据权利要求1所述的一种变电站屋顶的防雷避雷装置，其特征在于：所述避雷带（1）、接闪器（3）及短针（2）均为镀锌圆管制作。
4.根据权利要求1所述的一种变电站屋顶的防雷避雷装置，其特征在于：所述镀锌圆钢直径为20mm以上且管壁厚度为3mm以上。
5.根据权利要求1所述的一种变电站屋顶的防雷避雷装置，其特征在于：所述避雷带（1）与屋顶的间距大于5厘米。
6.根据权利要求1所述的一种变电站屋顶的防雷避雷装置，其特征在于：所述接地引下线包括分别连接在避雷带（1）与接地体（9）之间的第一引下线（4）和第二引下线（5）。
7.根据权利要求1所述的一种变电站屋顶的防雷避雷装置，其特征在于：所述接地引下线与接地体（9）之间还埋设有地网（8），所述地网（8）为金属网。
8.根据权利要求6所述的一种变电站屋顶的防雷避雷装置，其特征在于：所述第一引下线（4）上连接有第一电流互感器（6），所述第二引下线（4）上连接有第二电流互感器（7）。
9.根据权利要求8所述的一种变电站屋顶的防雷避雷装置，其特征在于：所述第一电流互感器（6）包括串联在第一引下线（4）上的第一电流互感器一次线圈（61）、位于第一电流互感器一次线圈（61）侧部的第一电流互感器二次线圈（62）以及串联在第一电流互感器二次线圈（62）两端的第一电容器（63）。
10.根据权利要求8所述的一种变电站屋顶的防雷避雷装置，其特征在于：所述第二电流互感器（7）包括串联在第二引下线（5）上的第二电流互感器一次线圈（71）、位于第二电流互感器一次线圈（71）侧部的第二电流互感器二次线圈（72）以及串联在第二电流互感器二次线圈（72）两端的第二电容器（73）。
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