CN110571744A - 一种针对雷电的10kv配电线路防护装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对雷电的10KV配电线路防护装置及系统，涉及配电线路防护技术领域。本发明包括组合式塔架；塔架与配电线路支架之间通过辅助连接杆连接，塔架顶端通过连接件卡接有避雷针；引下线沿防护管内向下穿入接地管；避雷针与待防护配电线路之间设置有避雷网。本发明通过采用组合式塔架、防护管，在配电线路支架旁单独设置防护装置，通过辅助连接杆连接塔架与配电线路支架，整体结构简单，便于拆卸安装，且运输方便，使用位置灵活，可根据使用地区的天气条件、输电线路塔高调整塔架、防护管的使用，灵活加装、改变防护装置数量，维修方便；在监测到雷电到达时，展开避雷网，有效降低雷击跳闸率的同时避免避雷网长期展开收到损坏。

Description

一种针对雷电的10KV配电线路防护装置及系统

技术领域

本发明属于配电线路防护技术领域，特别是涉及一种针对雷电的10KV配电线路防护装置及系统。

背景技术

随着社会的发展，我国电网的规模也在不断扩大，雷电击打高压架空线路的现象也频频发生，因此提高高压架空线路的防雷保护也越来越重要。

架空线路受到直接雷击或线路附近落雷时，导线上会因电磁感应而产生过电压，即大气过电压，这个电压往往高出线路相电压的2倍及以上，使线路绝缘遭受破坏而引起事故。雷击不但危害线路本身的安全，且会沿着线路迅速传到变电站，若防护不当，则会造成设备严重损坏。

目前，针对线路的防护多采用降低杆塔接地电阻、加装耦合地线及线路避雷器等措施，降低雷击跳闸率。根据运行经验，现提供一种针对雷电的10KV配电线路防护装置及系统，对高压线路进行有效防护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对雷电的10KV配电线路防护装置及系统，通过采用组合式塔架、防护管便于组合、拆装，并通过辅助连接杆连接塔架与配电线路支架，在配电线路支架旁单独设置防护装置，位置灵活，便于根据地区雷电情况加装、改变防护装置数量，且避雷针、塔架、引下线之间拆装方便，并配合使用有避雷网，有效降低雷击跳闸率。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种针对雷电的10KV配电线路防护装置，包括基座；所述基座包括一中心板及若干圆周阵列设置在中心板周侧的脚板；所述基座上固定安装有一塔架；所述塔架包括相互连接的第一支架、第二支架；所述塔架与配电线路支架之间通过辅助连接杆连接；所述塔架的内部安装有一防护管，所述防护管为多节，每节之间通过一卡箍连接；其中，所述第二支架为多个，所述第二支架的顶端通过一连接件卡接有一避雷针；所述连接件上螺纹连接有一与避雷针相连接的引下线，所述引下线沿防护管内向下穿入一接地管；所述避雷针的接闪球与待防护配电线路之间设置有一避雷网；其中，所述避雷网通过若干骨架支撑，每一所述骨架上均铰接有一伸缩杆；每一所述伸缩杆均与一套接在连接件上的导向箍连接，所述伸缩杆的端部滑动设置在连接件上；所述接地管与防护管之间通过一连接管连接。

进一步地，所述中心板的周侧圆周阵列设有四个脚板，所述脚板用于支撑塔架；所述脚板上设置有安装孔；所述中心板中心处安装有贯穿其的接地管。

进一步地，所述第一支架、第二支架均为矩形桁架结构，所述矩形桁架结构包括一桁架，所述桁架内部均匀排布设有若干支杆；所述支杆的端部设有与防护管相配合的弧形板；所述第一支架、第二支架连接处固定有连接角钢；所述第一支架与脚板之间设有若干斜撑；最上方的所述第二支架的端部设置有一用于安装连接件的放置框。

进一步地，最下一节的所述防护管的底端面与接地管的上端面之间距离为20～40cm；所述防护管下部的周侧、接地管上部的周侧均设置有外螺纹；所述连接管内设内螺纹，所述连接管通过螺纹与防护管、接地管连接。

进一步地，所述避雷网展开时呈正多边形或圆形，且中心处设有供避雷针穿过的圆孔，圆孔处通过一圆环形支架支撑；所述骨架的端部均与圆环形支架相铰接。

进一步地，所述辅助连接杆包括一缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的两端均固定有一连杆；两所述连杆的端部均设有一限位环，两所述连杆通过限位环分别与一套管转动连接；两所述套管端部均固定连接有一连接环。

进一步地，所述连接环包括两相对设置的弧形环结构，两所述弧形环结构通过螺柱连接；所述弧形环结构相对的端面处设有连接耳，其中一所述弧形环结构的连接耳上固定有复位弹簧；所述螺柱穿过复位弹簧连接两弧形环结构。

进一步地，所述连接件包括一矩形连接块，所述连接块上开设有贯穿其的螺纹孔；所述连接块上固定安装有一与螺纹孔的位置相配合对应的安装管；所述安装管的端部固定安装有一管状夹紧件，所述夹紧件的周侧设置有用于夹紧避雷针的调节螺钉；所述安装管的周侧开设有与伸缩杆相配合对应的滑槽，所述伸缩杆在滑槽内通过一动力装置驱动；所述安装管上安装有一用于锁合导向箍的电子锁扣。

进一步地，所述引下线的端部设置有一具有外螺纹的连接头，且所述连接头上铰接有一把手。

一种针对雷电的10KV配电线路防护系统，包括闪电传感器、电流传感器、数据接收和GPRS传输单元、数据库、处理器、警报单元、蓄电池、锁控单元、PLC控制单元、驱动单元、液压控制单元；

所述蓄电池为整个装置系统提供电能；

所述闪电传感器、电流传感器分别采集雷电到达的距离、雷击电流参数，并通过数据接收和GPRS传输单元将采集的信息传输至处理器；

所述处理器接收到雷电到达的距离后，向PLC控制单元传输驱动信号；所述PLC控制单元根据驱动信号，通过锁控单元控制电子锁扣解锁，并通过驱动单元驱动控制动力装置使伸缩杆沿滑槽向上移动、通过液压控制单元驱动伸缩杆伸长以撑开避雷网；

所述处理器接收到雷电流小于预设值时，向PLC控制单元传输复位信号；所述PLC控制单元根据复位信号，通过驱动单元驱动控制动力装置使伸缩杆沿滑槽向下移动、通过液压控制单元驱动伸缩杆收缩以收合避雷网，通过锁控单元控制电子锁扣扣合，锁住导向箍；

所述处理器驱动控制警报单元发出警报；

所述处理器将雷电到达的距离、雷击电流参数打上相应的时间戳传输至数据库保存；

其中，所述闪电传感器安装在塔架上，所述电流传感器安装在塔架顶端上，所述雷击电流参数为雷电流。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过采用组合式塔架、防护管，在配电线路支架旁单独设置防护装置，并通过辅助连接杆连接塔架与配电线路支架，整体结构简单，便于拆卸安装，且运输方便，使用位置灵活，可根据使用地区的天气条件、输电线路塔高调整塔架、防护管的使用，灵活加装、改变防护装置数量，维修方便。

2、本发明通过采用连接件连接避雷针、引下线，连接结构简单，维修或更换零部件方便，并配合设有可收缩的避雷网，在监测到雷电到达时，展开避雷网，有效降低雷击跳闸率的同时避免避雷网长期展开收到损坏。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明针对雷电的10KV配电线路防护装置的结构示意图；

图2为图1中A处的结构示意图；

图3为图1中B处的结构示意图；

图4为图1的结构主视图；

图5为本发明中基座的结构示意图；

图6为本发明针对雷电的10KV配电线路防护装置的局部结构示意图；

图7为本发明针对雷电的10KV配电线路防护装置的局部结构示意图；

图8为本发明针对雷电的10KV配电线路防护装置的局部结构示意图；

图9为本发明中连接件的结构示意图；

图10为本发明中连接件的结构示意图；

图11为本发明中避雷网的结构示意图；

图12为本发明中辅助连接杆的结构示意图；

图13为本发明中辅助连接杆的局部结构示意图；

图14为本发明中辅助连接杆的局部结构示意图；

图15为本发明中引下线的局部结构示意图；

图16为本发明针对雷电的10KV配电线路防护系统的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-基座，2-斜撑，3-第一支架，4-防护管，5-第二支架，6-避雷网，7-骨架，8-避雷针，9-接地管，10-连接管，11-辅助连接杆，12-连接角钢，13-卡箍，14-配电线路，15-连接件，16-引下线，17-电子锁扣，18-导向箍，19-夹紧件，101-中心板，102-脚板，301-桁架，302-支杆，303-弧形板，501-放置框，701-伸缩杆，1101-连接环，1102-缓冲弹簧，1103-连杆，1104-套管，1105-复位弹簧，1106-限位环，1501-连接管，1502-滑槽，1503-螺纹孔，1601-连接头，1602-把手，1901-调节螺钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“中心”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”、“侧”、“端”、“底”、“周侧”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-15所示：

本发明为一种针对雷电的10KV配电线路防护装置，包括基座1；基座1包括一中心板101，中心板101为一圆板，中心板101的周侧圆周阵列设有四个脚板102，脚板102呈T字形结构，脚板102用于支撑塔架；脚板102上设置有安装孔，用于通过螺栓与地下预设水泥墩连接；基座1上固定安装有一塔架；塔架包括相互连接的第一支架3、第二支架5，搬运、运输方便；其中，第二支架5为多个，第二支架5的顶端通过一连接件15卡接有一避雷针8，中心板101中心处安装有贯穿其的接地管9，塔架的内部安装有一防护管4，防护管4为多节，每节之间通过一卡箍13连接；如图4中所示，防护管4为两节；第一支架3、第二支架5均为矩形桁架结构，矩形桁架结构包括一桁架301，桁架301内部均匀排布设有若干支杆302，可每隔1米设一组支杆302；支杆302的端部设有与防护管4相配合的弧形板303；使用时，将防护管4插接在弧形板303形成的弧形环中间，无需再次固定；第一支架3、第二支架5连接处固定有连接角钢12，连接角钢12通过螺钉与第一支架3、第二支架5连接；第一支架3与脚板102之间设有若干斜撑2，用于支撑塔架；最上方的第二支架5的端部设置有一用于安装连接件15的放置框501；塔架与配电线路支架之间通过辅助连接杆11连接，结构稳固，如图4中所示，采用一个第一支架3、一个第二支架5连接成塔架，可根据使用地区的天气条件、输电线路塔高调整第一支架3、第二支架5、防护管4的使用，组合方式简单。

其中如图1、4所示，连接件15上螺纹连接有一与避雷针8相连接的引下线16，引下线16的端部设置有一具有外螺纹的连接头1601，且连接头1601上铰接有一把手1602，引下线16沿防护管4内向下穿入一接地管9，接地装置与引下线16在接地管9内相连接，最下一节的防护管4的底端面与接地管9的上端面之间距离为20～40cm；防护管4下部的周侧、接地管9上部的周侧均设置有外螺纹；连接管10内设内螺纹，连接管10通过螺纹与防护管4、接地管9连接，需要维修或检查时，旋动连接管10，防护管4的底端面与接地管9的上端面之间完全裸露，可用于引下线16底部的检查，操作方式简单。

其中如图1、7所示，避雷针8的接闪球与待防护配电线路14之间设置有一避雷网6；其中，避雷网6通过若干骨架7支撑，每一骨架7上均铰接有一伸缩杆701，伸缩杆701可采用液压伸缩杆件；每一伸缩杆701均与一套接在连接件15上的导向箍18连接，伸缩杆701的端部滑动设置在连接件15上；接地管9与防护管4之间通过一连接管10连接。其中，避雷网6展开时呈正多边形或圆形，且中心处设有供避雷针8穿过的圆孔，圆孔处通过一圆环形支架支撑；如图中避雷网6展开时呈圆形，骨架7的端部均与圆环形支架相铰接，可收缩的避雷网6，在监测到雷电到达时，展开避雷网6，有效降低雷击跳闸率的同时避免避雷网6长期展开收到损坏。

其中如图12-14所示，辅助连接杆11包括一缓冲弹簧1102，缓冲弹簧1102的两端均固定有一连杆1103；两连杆1103的端部均设有一限位环1106，两连杆1103通过限位环1106分别与一套管1104转动连接；两套管1104端部均固定连接有一连接环1101，连接环1101包括两相对设置的弧形环结构，两弧形环结构通过螺柱连接；弧形环结构相对的端面处设有连接耳，其中一弧形环结构的连接耳上固定有复位弹簧1105；螺柱穿过复位弹簧1105连接两弧形环结构，通过辅助连接杆11连接塔架与配电线路支架，且通过连接环1101卡包住塔架与配电线路支架上的杆件，连接方式简单，且缓冲弹簧1102、复位弹簧1105的设置起到缓冲作用，当遇到大风时，可降低对塔架的动摇程度。

其中如图8-10所示，连接件15包括一矩形连接块，连接块上开设有贯穿其的螺纹孔1503；连接块上固定安装有一与螺纹孔1503的位置相配合对应的安装管1501；安装管1501的端部固定安装有一管状夹紧件19，夹紧件19的周侧设置有用于夹紧避雷针8的调节螺钉1901，适用于不同直径的避雷针8的安装，且安装拆卸方便；安装管1501的周侧开设有与伸缩杆701相配合对应的滑槽1502，伸缩杆701在滑槽1502内通过一动力装置驱动，动力装置可采用马达，在滑槽1502内安装滑块、马达；安装管1501上安装有一用于锁合导向箍18的电子锁扣17，根据天气情况合理使用避雷网6，延长其使用寿命。

一种针对雷电的10KV配电线路防护系统，包括闪电传感器、电流传感器、数据接收和GPRS传输单元、数据库、处理器、警报单元、蓄电池、锁控单元、PLC控制单元、驱动单元、液压控制单元；蓄电池为整个装置系统提供电能；闪电传感器采用AS3935闪电传感器，闪电传感器利用一个灵敏的RF接收器探测闪电活动的电能泄放，AS3935特有的算法可将RF信号转换为暴风雨先锋抵达的预估距离，该算法利用广泛的气象学调研数据，可估算风暴到达的距离，该距离最高可达40公里，最低则至1公里，同时可消除诸如电机和微波炉发出的人为信号干扰；闪电传感器、电流传感器分别采集雷电到达的距离、雷击电流参数，并通过数据接收和GPRS传输单元将采集的信息传输至处理器，数据接收和GPRS传输单元，主要由“嵌入式网络模块+电子盘+开发底板+MC35i/GPRS模块”构成，处理器接收到雷电到达的距离后，向PLC控制单元传输驱动信号；PLC控制单元根据驱动信号，通过锁控单元控制电子锁扣17解锁，并通过驱动单元驱动控制动力装置使伸缩杆701沿滑槽1502向上移动、通过液压控制单元驱动伸缩杆701伸长以撑开避雷网6；处理器接收到雷电流小于预设值时，向PLC控制单元传输复位信号；PLC控制单元根据复位信号，通过驱动单元驱动控制动力装置使伸缩杆701沿滑槽1502向下移动、通过液压控制单元驱动伸缩杆701收缩以收合避雷网6，通过锁控单元控制电子锁扣17扣合，锁住导向箍18；处理器驱动控制警报单元发出雷电警报；处理器将雷电到达的距离、雷击电流参数打上相应的时间戳传输至数据库保存；其中，闪电传感器安装在塔架上，电流传感器安装在塔架顶端上，雷击电流参数为雷电流。

一种针对雷电的10KV配电线路防护装置及系统，通过采用组合式塔架、防护管4，在配电线路支架旁单独设置防护装置，并通过辅助连接杆11连接塔架与配电线路支架，整体结构简单，便于拆卸安装，且运输方便，使用位置灵活，可根据使用地区的天气条件、输电线路塔高调整塔架、防护管4的使用，灵活加装、改变防护装置数量，维修方便；通过采用连接件15连接避雷针8、引下线16，连接结构简单，维修或更换零部件方便，并配合设有可收缩的避雷网6，在监测到雷电到达时，展开避雷网6，有效降低雷击跳闸率的同时避免避雷网6长期展开收到损坏。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种针对雷电的10KV配电线路防护装置，其特征在于，包括一基座(1)；

所述基座(1)包括一中心板(101)及若干圆周阵列设置在中心板(101)周侧的脚板(102)；

所述基座(1)上固定安装有一塔架；所述塔架包括相互连接的第一支架(3)、第二支架(5)；所述塔架与配电线路支架之间通过辅助连接杆(11)连接；

所述塔架的内部安装有一防护管(4)，所述防护管(4)为多节，每节之间通过一卡箍(13)连接；

其中，所述第二支架(5)为多个，所述第二支架(5)的顶端通过一连接件(15)卡接有一避雷针(8)；

所述连接件(15)上螺纹连接有一与避雷针(8)相连接的引下线(16)，所述引下线(16)沿防护管(4)内向下穿入一接地管(9)；

所述避雷针(8)的接闪球与待防护配电线路(14)之间设置有一避雷网(6)；

其中，所述避雷网(6)通过若干骨架(7)支撑，每一所述骨架(7)上均铰接有一伸缩杆(701)；

每一所述伸缩杆(701)均与一套接在连接件(15)上的导向箍(18)连接，所述伸缩杆(701)的端部滑动设置在连接件(15)上；

所述接地管(9)与防护管(4)之间通过一连接管(10)连接。

2.根据权利要求1所述的一种针对雷电的10KV配电线路防护装置，其特征在于：

所述中心板(101)的周侧圆周阵列设有四个脚板(102)，所述脚板(102)用于支撑塔架；所述脚板(102)上设置有安装孔；

所述中心板(101)中心处安装有贯穿其的接地管(9)。

3.根据权利要求1所述的一种针对雷电的10KV配电线路防护装置，其特征在于：

所述第一支架(3)、第二支架(5)均为矩形桁架结构，所述矩形桁架结构包括一桁架(301)，所述桁架(301)内部均匀排布设有若干支杆(302)；

所述支杆(302)的端部设有与防护管(4)相配合的弧形板(303)；

所述第一支架(3)、第二支架(5)连接处固定有连接角钢(12)；

所述第一支架(3)与脚板(102)之间设有若干斜撑(2)；

最上方的所述第二支架(5)的端部设置有一用于安装连接件(15)的放置框(501)。

4.根据权利要求1所述的一种针对雷电的10KV配电线路防护装置，其特征在于：

最下一节的所述防护管(4)的底端面与接地管(9)的上端面之间距离为20～40cm；

所述防护管(4)下部的周侧、接地管(9)上部的周侧均设置有外螺纹；

所述连接管(10)内设内螺纹，所述连接管(10)通过螺纹与防护管(4)、接地管(9)连接。

5.根据权利要求1所述的一种针对雷电的10KV配电线路防护装置，其特征在于：

所述避雷网(6)展开时呈正多边形或圆形，且中心处设有供避雷针(8)穿过的圆孔，圆孔处通过一圆环形支架支撑；

所述骨架(7)的端部均与圆环形支架相铰接。

6.根据权利要求1所述的一种针对雷电的10KV配电线路防护装置，其特征在于：

所述辅助连接杆(11)包括一缓冲弹簧(1102)，所述缓冲弹簧(1102)的两端均固定有一连杆(1103)；

两所述连杆(1103)的端部均设有一限位环(1106)，两所述连杆(1103)通过限位环(1106)分别与一套管(1104)转动连接；

两所述套管(1104)端部均固定连接有一连接环(1101)。

7.根据权利要求6所述的一种针对雷电的10KV配电线路防护装置，其特征在于：

所述连接环(1101)包括两相对设置的弧形环结构，两所述弧形环结构通过螺柱连接；

所述弧形环结构相对的端面处设有连接耳，其中一所述弧形环结构的连接耳上固定有复位弹簧(1105)；

所述螺柱穿过复位弹簧(1105)连接两弧形环结构。

8.根据权利要求1所述的一种针对雷电的10KV配电线路防护装置，其特征在于：

所述连接件(15)包括一矩形连接块，所述连接块上开设有贯穿其的螺纹孔(1503)；

所述连接块上固定安装有一与螺纹孔(1503)的位置相配合对应的安装管(1501)；

所述安装管(1501)的端部固定安装有一管状夹紧件(19)，所述夹紧件(19)的周侧设置有用于夹紧避雷针(8)的调节螺钉(1901)；

所述安装管(1501)的周侧开设有与伸缩杆(701)相配合对应的滑槽(1502)，所述伸缩杆(701)在滑槽(1502)内通过一动力装置驱动；

所述安装管(1501)上安装有一用于锁合导向箍(18)的电子锁扣(17)。

9.根据权利要求1所述的一种针对雷电的10KV配电线路防护装置，其特征在于，所述引下线(16)的端部设置有一具有外螺纹的连接头(1601)，且所述连接头(1601)上铰接有一把手(1602)。

10.如权利要求1-9任意一项所述的一种针对雷电的10KV配电线路防护系统，其特征在于，包括闪电传感器、电流传感器、数据接收和GPRS传输单元、数据库、处理器、警报单元、蓄电池、锁控单元、PLC控制单元、驱动单元、液压控制单元；

所述蓄电池为整个装置系统提供电能；

所述闪电传感器、电流传感器分别采集雷电到达的距离、雷击电流参数，并通过数据接收和GPRS传输单元将采集的信息传输至处理器；

所述处理器接收到雷电到达的距离后，向PLC控制单元传输驱动信号；所述PLC控制单元根据驱动信号，通过锁控单元控制电子锁扣(17)解锁，并通过驱动单元驱动控制动力装置使伸缩杆(701)沿滑槽(1502)向上移动、通过液压控制单元驱动伸缩杆(701)伸长以撑开避雷网(6)；

所述处理器接收到雷电流小于预设值时，向PLC控制单元传输复位信号；所述PLC控制单元根据复位信号，通过驱动单元驱动控制动力装置使伸缩杆(701)沿滑槽(1502)向下移动、通过液压控制单元驱动伸缩杆(701)收缩以收合避雷网(6)，通过锁控单元控制电子锁扣(17)扣合，锁住导向箍(18)；

所述处理器驱动控制警报单元发出警报；

所述处理器将雷电到达的距离、雷击电流参数打上相应的时间戳传输至数据库保存；

其中，所述闪电传感器安装在塔架上，所述电流传感器安装在塔架顶端上，所述雷击电流参数为雷电流。