CN111769380B - 一种避雷器的多瓣式接地系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种避雷器的多瓣式接地系统,包括由多个瓣棒组成的圆柱形棒体,相邻的两个所述瓣棒由两种金属拼焊而成,所述瓣棒组成棒体的内部至少固定有一个圆柱形的内管,所述内管的上下两端固定连通有多个硬质的外管,多个所述外管沿圆周分布在棒体的周围,多个所述外管共同固定连接有多组环形的刮片,所述刮片的内壁与棒体的外壁相抵,每个所述内管均对应设置有一个驱动组件以及一个制动组件以及一个第一叶轮。优点在于:本申请中可设置有多组内管结构,不同内管内第一叶轮与第二叶轮的间距不同,即可控制不同内管内出现水锤效应的时机不同,从而保证本申请的装置可将瓣棒外壁的氧化物彻底刮去,完成自维护的效果。
Description
技术领域
本发明涉及电力设施技术领域,尤其涉及一种避雷器的多瓣式接地系统。
背景技术
在雷雨天气,高楼上空的带电云层在静电感应作用下使得导体尖端聚集了大量的电荷。当云层上电荷较多时,避雷器与云层之间的空气就很容易被击穿,成为导体。这样,带电云层与避雷器形成通路,而避雷器又是接地的,避雷器就可以把云层上的电荷导入大地,使其不对高层建筑体本身构成危险,保证了建筑物的安全。
现实生活中,避雷器往往是通过一个埋设在大地的金属棒实现简单接地,但是复杂的地下环境使得金属质的接地棒表面易氧化,而氧化后的接地棒电阻增大,导线性能降低,即无法及时、大量的将电荷倒入大地,从而容易产生危险,而现阶段接地棒的维护更多是人工维护,费时费力且不易检测接地棒表面的氧化程度,为此设计一种可自维护的避雷器的多瓣式接地系统尤为重要。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的问题,而提出的一种避雷器的多瓣式接地系统。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种避雷器的多瓣式接地系统,包括由多个瓣棒组成的圆柱形棒体,相邻的两个所述瓣棒由两种金属拼焊而成,所述瓣棒组成棒体的内部至少固定有一个圆柱形的内管,所述内管的上下两端固定连通有多个硬质的外管,多个所述外管沿圆周分布在棒体的周围,多个所述外管共同固定连接有多组环形的刮片,所述刮片的内壁与棒体的外壁相抵;
每个所述内管均对应设置有一个驱动组件以及一个制动组件以及一个第一叶轮,所述第一叶轮的叶片带有磁性;
所述驱动组件包括与瓣棒数量相等且具有磁性的的滑块,所述棒体内开设有与对应内管同心的环形槽,多个所述滑块滑动连接在环形槽,没两个相邻所述滑块之间通过硬质的连杆固定连接;
所述滑块和环形槽共同设置有热动机构。
在上述的避雷器的多瓣式接地系统中,所述热动机构包括与各个滑块滑动连接的抵块,每个所述滑块内均开设有一个空腔,所述滑块与空腔内壁密封滑动连接;
所述环形槽内壁固定有与滑块等数量的导向条,所述导向条靠近外侧的一端为弧线型结构,每两个相邻的所述导向条设置方向相反。
在上述的避雷器的多瓣式接地系统中,所述制动组件包括通过轴承转动连接在内管内壁的第二叶轮,所述第一叶轮通过轴承转动连接在内管的内壁,且第一叶轮与第二叶轮叶片设置方向相反,所述第一叶轮的轴心处固定连接有一个记忆金属制成的形变杆,所述第二叶轮的轴心处固定连接有一个定位轴,所述形变杆为棱柱型结构,所述定位轴上开设有一个可与形变杆配合的凹槽。
在上述的避雷器的多瓣式接地系统中,所述内管以及外管内部空间按20:1灌有水与空气,所述滑块内部空间灌有沸点低于50℃的液体。
与现有的技术相比,本发明的优点在于:
1、本发明中,两种材质的瓣棒的氧化层的电阻也明显不同,则两个相邻瓣棒会有着明显的温度差,温度较高瓣棒处的滑块中的蒸发液会迅速汽化膨胀,从而推动抵块伸长,由于抵块与导向条相抵且导向条表面为弧形结构,其伸长效果必然使导向条对抵块产生侧向的反作用力,从而使得滑块部分在环形槽内转动,从而驱动第一叶轮转动使得内管中液体稳定单向流动;
2、流动的液体也会驱动第二叶轮转动,第二叶轮的转向也与第一叶轮相反,内管中的液体吸收瓣棒上的热量而升温,形变杆同步升温而逐渐达到变态温度并伸长,当形变杆伸长至插设进定位轴内部时,形变杆与定位轴互相配合而无法产生相对转动,第一叶轮与第二叶轮相反的转动惯量会相互抵消,在此瞬间内管内的液体的流速则会瞬间停止,产生一个类似于闸阀关闭的效果,而高速流动的液体在瞬间停止时会产生水锤效应,水锤效应产生巨大的振动,此振动效果会经内管沿棒体直径向外传导,同时也会经液体传导至外管,此时棒体振动与外管的振动必然存在明显的偏差,从而使得外管上的刮片与棒体外壁摩擦,从而将棒体外壁的氧化物刮去;从而实现自维护棒体表面氧化物的效果。
3、本申请中可设置有多组内管结构,不同内管内第一叶轮与第二叶轮的间距不同,即可控制不同内管内出现水锤效应的时机不同,从而保证本申请的装置可将瓣棒外壁的氧化物彻底刮去,完成自维护的效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种避雷器的多瓣式接地系统的结构示意图;
图2为本发明提出的一种避雷器的多瓣式接地系统横向剖切示意图;
图3为本发明提出的一种避雷器的多瓣式接地系统的局部放大图。
图中:1瓣棒、2内管、3外管、4刮片、5第一叶轮、6环形槽、7滑块、8抵块、9导向条、10连杆、11形变杆、12第二叶轮、13定位轴。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的,而不是想要限制本发明的范围。
实施例
参照图1-3,一种避雷器的多瓣式接地系统,包括由多个瓣棒1组成的圆柱形棒体,相邻的两个瓣棒1由两种金属拼焊而成,瓣棒1组成棒体的内部至少固定有一个圆柱形的内管2,内管2的上下两端固定连通有多个硬质的外管3,多个外管3沿圆周分布在棒体的周围,多个外管3共同固定连接有多组环形的刮片4,刮片4的内壁与棒体的外壁相抵,刮片4与棒体相对运动则会将棒体表面的氧化物刮去;
每个内管2均对应设置有一个驱动组件以及一个制动组件以及一个第一叶轮5,第一叶轮5的叶片带有磁性,磁性的滑块7运动会带动第一叶轮5转动;
驱动组件包括与瓣棒1数量相等且具有磁性的的滑块7,棒体内开设有与对应内管2同心的环形槽6,多个滑块7滑动连接在环形槽6,没两个相邻滑块7之间通过硬质的连杆10固定连接,保证各个滑块7同时处于对应瓣棒1的同一位置;滑块7和环形槽6共同设置有热动机构。
热动机构包括与各个滑块7滑动连接的抵块8,每个滑块7内均开设有一个空腔,滑块7与空腔内壁密封滑动连接;环形槽6内壁固定有与滑块7等数量的导向条9,导向条9靠近外侧的一端为弧线型结构,每两个相邻导向条9设置方向相反,抵块8伸长则会推动滑块7在环形槽6内转动,相邻导向条9方向相反则使得两种瓣棒1在相对高低温度相反时,滑块7可在环形槽6反向滑动。
制动组件包括通过轴承转动连接在内管2内壁的第二叶轮12,第一叶轮5通过轴承转动连接在内管2的内壁,且第一叶轮5与第二叶轮12叶片设置方向相反,在内管2内液体稳定单向流动时,第一叶轮5和第二叶轮12的转动方向相反,第一叶轮5的轴心处固定连接有一个记忆金属制成的形变杆11,第二叶轮12的轴心处固定连接有一个定位轴13,形变杆11为棱柱型结构,定位轴13上开设有一个可与形变杆11配合的凹槽,二者互相配合时则无法产生相对转动。
内管2以及外管3内部空间按20:1灌有水与空气,含有一定空气时水锤效应产生振动更加明显,滑块7内部空间灌有沸点低于50℃的液体如戊烷、二氯甲烷、二硫化碳等。
本发明中棒体的上端与避雷器电性连接,避雷器位于云层在雷雨天气时其尖端便会释放电荷中和周围的云层中的电荷,实现避雷的效果;埋设在地下的棒体则会产生明显的电流流动,在本发明中,两种材质的瓣棒1氧化速度必然存在明显的差异,即便氧化程度相似,其氧化层的电阻也明显不同,则其在流动有电流时产生的热量会有明显的差距,此时两个相邻瓣棒1会有着明显的温度差,温度较高瓣棒1处的滑块7中的蒸发液会迅速汽化膨胀,从而推动抵块8伸长,由于抵块8与导向条9相抵且导向条9表面为弧形结构,其伸长效果必然使导向条9对抵块8产生侧向的反作用力(抵块8推动导向条9产生的反作用力),从而使得滑块7部分在环形槽6内转动。
当高温瓣棒1处的滑块7转动至相邻的瓣棒1处时,抵块8伸出滑块7部分最多(命名此处为低点,反之抵块8伸出滑块7部分最少点为高点,下同),此运动过程为从高点运动至低点,此时对应滑块7位于低温瓣棒1处开始降温,其内部的蒸发液液化不对抵块8产生推力;相反的原低温瓣棒1处的滑块7从低点运动至高点,然后开始吸收高温瓣棒1的热量继续从高点运动至低点,此后便重复上述过程,且两种瓣棒1的温差越大,滑块7中液体蒸发的速度越快、抵块8所受推力越大,滑块7的运动速度越快,使得滑块7整体呈现快速转动的动作。
由于滑块7与第一叶轮5的叶片均具有磁性,故而滑块7转动必然会带动第一叶轮5转动,第一叶轮5转动则会驱动内管2内的液体朝一个方向流动(类似与风扇转动吹动空气流动,此处不再赘述),进而使得内管2、外管3产生一个循环的回路,其内的液体不断的循环流动,流动的液体也会驱动第二叶轮12转动,由于第二叶轮12的叶片设置方向与第一叶轮5相反,则第二叶轮12的转向也与第一叶轮5相反;
上述过程中其内部的液体不断吸收瓣棒1上的热量而不断升温,形变杆11始终淹没在液体里而逐渐达到变态温度而伸长,当形变杆11伸长至插设进定位轴13内部时,形变杆11与定位轴13互相配合而无法产生相对转动,第一叶轮5与第二叶轮12相反的转动惯量会相互抵消,在此瞬间内管2内的液体的流速则会瞬间停止,产生一个类似于闸阀关闭的效果,而高速流动的液体在瞬间停止时会产生水锤效应,水锤效应产生巨大的振动,此振动效果会经内管2沿棒体直径向外传导,同时也会经液体传导至外管3,此时棒体振动与外管3的振动必然存在明显的偏差(即非同步振动),从而使得外管3上的刮片4与棒体外壁摩擦,从而将棒体外壁的氧化物刮去。
进一步地,本申请中可设置有多组内管2结构,不同内管2内第一叶轮5与第二叶轮12的间距不同,即可控制不同内管2内出现水锤效应的时机不同,从而保证本申请的装置可将瓣棒1外壁的氧化物彻底刮去,完成自维护的效果。
值得说明的是,雷雨天气过后瓣棒1上温度降低,本申请中各部件便会自发的恢复初始状态,保证整个自维护系统可多次重复工作,极大的降低了人工维护的频率。
尽管本文较多地使用了瓣棒1、内管2、外管3、刮片4、第一叶轮5、环形槽6、滑块7、抵块8、导向条9、连杆10、形变杆11、第二叶轮12、定位轴13等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (1)
1.一种避雷器的多瓣式接地系统,包括由多个瓣棒(1)组成的圆柱形棒体,其特征在于,相邻的两个所述瓣棒(1)由两种金属拼焊而成,所述瓣棒(1)组成棒体的内部至少固定有一个圆柱形的内管(2),所述内管(2)的上下两端固定连通有多个硬质的外管(3),多个所述外管(3)沿圆周分布在棒体的周围,多个所述外管(3)共同固定连接有多组环形的刮片(4),所述刮片(4)的内壁与棒体的外壁相抵;
每个所述内管(2)均对应设置有一个驱动组件以及一个制动组件以及一个第一叶轮(5),所述第一叶轮(5)的叶片带有磁性;
所述驱动组件包括与瓣棒(1)数量相等且具有磁性的滑块(7),所述棒体内开设有与对应内管(2)同心的环形槽(6),多个所述滑块(7)滑动连接在环形槽(6),每两个相邻所述滑块(7)之间通过硬质的连杆(10)固定连接;
所述滑块(7)和环形槽(6)共同设置有热动机构,所述热动机构包括与各个滑块(7)滑动连接的抵块(8),每个所述滑块(7)内均开设有一个空腔,所述滑块(7)与空腔内壁密封滑动连接;所述环形槽(6)内壁固定有与滑块(7)等数量的导向条(9),所述导向条(9)靠近外侧的一端为弧线型结构,每两个相邻的所述导向条(9)设置方向相反;
所述制动组件包括通过轴承转动连接在内管(2)内壁的第二叶轮(12),所述第一叶轮(5)通过轴承转动连接在内管(2)的内壁,且第一叶轮(5)与第二叶轮(12)叶片设置方向相反,所述第一叶轮(5)的轴心处固定连接有一个记忆金属制成的形变杆(11),所述第二叶轮(12)的轴心处固定连接有一个定位轴(13),所述形变杆(11)为棱柱型结构,所述定位轴(13)上开设有一个可与形变杆(11)配合的凹槽;
所述内管(2)以及外管(3)内部空间按20:1灌有水与空气,所述滑块(7)内部空间灌有沸点低于50℃的液体。
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