CN112117661B - 一种防闪击型雷电保护装置的轻量化方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种防闪击型雷电保护装置的轻量化方法及结构，防闪击型雷电保护装置包括电场中和器、浪涌吸收器和静电屏蔽环，电场中和器设置在浪涌吸收器上方，静电屏蔽环设置在浪涌吸收器下方；且电场中和器为广口式结构，静电屏蔽环为一体化的空心结构，浪涌吸收器两端的上导电极片和下导电极片上开有多个空腔，从而降低防闪击型雷电保护装置的重量。本发明通过对电场中和器、静电屏蔽环、上导电极片、下导电极片、法兰底座等部件进行结构的改进，减轻产品重量的同时，大幅度降低产品的生产成本且大大提高了产品在高空安装环境下的抗风等级。

Description

一种防闪击型雷电保护装置的轻量化方法及装置

技术领域

本发明涉及防雷领域，具体涉及防雷产品的轻量化方法及结构。

背景技术

采用避雷针(截闪器)引雷入地是富兰克林发明的并沿用了260多年的方式，吸引雷云电场集中于其金属针而增大针端电场强度，使雷云电场击穿金属针而将强大的雷电流经其接地体泄放入地。但是，在现代信息时代中应用存在的主要问题是，由于引接强大的雷电流入地而在被保护目标周围产生强电磁脉冲辐射、反击、接触电压、跨步电压过高等负面效应，对电子系统造成损害，对强电系统和人身也时常造成损害。引雷入地引线产生的火花还会引燃、引爆易燃、易爆物。

目前的防闪击型雷电保护产品的重量较大，产品的制造的耗材多，成本较高。且重量大的防闪击型雷电保护产品在抗风等级方面都远不及轻量的防闪击型雷电保护产品。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何降低防闪击型雷电保护产品的重量，从而降低了防闪击型雷电保护产品的生产成本，且大幅度提高了防闪击型雷电保护产品的抗风等级。

针以上述问题，本发明提出的技术方案是：一种防闪击型雷电保护装置的轻量化方法，将电场中和器设置成广口式结构，以及将静电屏蔽环设置成一体化的空心结构，并将浪涌吸收器两端的上导电极片和下导电极片设置成多空腔结构，从而降低防闪击型雷电保护装置的重量。

优选的，将电场中和器设置成广口式结构是指：通过对电场中和器的下端进行开口，并对电场中和器内部进行挖空，使电场中和器形成薄壳的开口式结构。

优选的，静电屏蔽环包括一体成型的外环体、内环体和连杆，连杆的两端分别与外环体和内环体连接；将静电屏蔽环设置成一体化的空心结构是指：外环体、内环体和连杆会围出两个以上的环通孔，且外环体、内环体和连杆自身内部也都是空心的结构。

优选的，上导电极片和下导电极片都包括一体成型的筒壁、立柱、加强筋和底板；将上导电极片和下导电极片设置成多空腔结构是指：上导电极片和下导电极片的筒壁、立柱和加强筋的底部都与底板连接，且加强筋将筒壁与立柱之间的空间分隔成两个以上的空腔。

一种防闪击型雷电保护装置的轻量化结构，防闪击型雷电保护装置包括电场中和器、浪涌吸收器和静电屏蔽环，电场中和器设置在浪涌吸收器上方，静电屏蔽环设置在浪涌吸收器下方；且电场中和器为广口式结构，静电屏蔽环为一体化的空心结构，浪涌吸收器两端的上导电极片和下导电极片上开有多个空腔，从而降低防闪击型雷电保护装置的重量。

优选的，电场中和器为空心的球冠状，且电场中和器的下端设有开口。

优选的，静电屏蔽环包括一体成型的外环体、内环体和连杆，连杆的一端与外环体内侧连接，连杆的另一端与内环体的外侧连接；外环体、内环体和连杆之间围成有两个以上的环通孔，且外环体、内环体和连杆自身内部也都设置为空心的结构。

优选的，上导电极片和下导电极片都包括一体成型的筒壁、立柱、加强筋和底板，上导电极片和下导电极片的筒壁、立柱和加强筋的底部都与底板连接；加强筋一端与筒壁内侧连接，加强筋的另一端与立柱的外侧连接，加强筋将筒壁与立柱之间的空间分隔成两个以上的空腔。

优选的，防闪击型雷电保护装置还包括外壳和底座，电场中和器设置在外壳上方，浪涌吸收器设置在外壳中，静电屏蔽环设置在外壳下方，而底座设置在静电屏蔽环的下方；其中外壳包括伞套下固定管，伞套设置在下固定管的上方。

优选的，电场中和器的内侧固定有螺纹杆，浪涌吸收器的上导电极片中设有螺纹孔，所述电场中和器与上导电极片通过螺纹连接在一起；底座和静电屏蔽环上都开有安装孔，浪涌吸收器的下导电极片中设有螺纹孔，螺栓穿过底座和静电屏蔽环上的安装孔拧紧在下导电极片的螺纹孔中，从而将底座、静电屏蔽环和浪涌吸收器连接在一起。

本发明的有益技术效果是：本发明通过对电场中和器、静电屏蔽环、上导电极片、下导电极片、底座等部件进行结构的改进，减轻产品重量的同时，大幅度降低产品的生产成本。使产品本身重量从原来重量5.0kg-6.5kg降低到2.0kg-3.5kg。而原来的产品的抗风等级从40m/s提升到70m/s，大大提高了产品在高空安装环境下的抗风等级。

附图说明

图1为实施例一的拆分结构示意图；

图2为实施例一的组装结构示意图；

图3为实施例一的电场中和器的结构示意图；

图4为实施例一的上导电极片的结构示意图；

图5为实施例一的拉杆和变阻拟制器的结构示意图；

图6为实施例一的下导电极片的结构示意图；

图7为实施例一的静电屏蔽环的结构示意图；

图8为实施例一的静电屏蔽环、双头螺杆和支撑管的组装结构示意图；

图9为实施例一的底座的结构示意图；

图10为实施例二的组装结构示意图；

图11为实施例三的组装结构示意图；

图中：11电场中和器、12螺纹杆、13紧固管、21伞套、22上密封盖、23上固定管、24上导电极片、25拉杆、26变阻拟制器、27下导电极片、28下固定管、29下密封盖、31静电屏蔽环、311外环体、312内环体、313连杆、3131连结板、314环通孔、315双头螺杆、316支撑管、32底座、321座体、322支撑杆、323底座通孔、33接地线、51筒壁、52立柱、53加强筋、531边柱、541紧固环、542紧固块、55底板。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步的描述：

实施例一

如图1、图2和图3所示，防闪击型雷电保护装置包括电场中和器11、浪涌吸收器、静电屏蔽环31、外壳和底座32，其中浪涌吸收器包括上导电极片24、拉杆25、变阻拟制器26和下导电极片27，而外壳包括伞套21和下固定管28。外壳内部从上至下依次设置有上密封盖22、上固定管23、浪涌吸收器和下密封盖29。其中，上固定管23和下固定管28都是中间开有通孔的空心的管状体。

电场中和器11为空心的球冠，本实施例中球冠的高度优选为其直径的1/4至1/2，且电场中和器11的下端设有开口，且电场中和器11的内壁上固定有螺纹杆12。紧固管13中间开有贯通坚固管的安装孔，使紧固管13为空心的管状体，且紧固管13的一端切削有多个平面，平面的个数优选为4-6个，所述平面均匀分布在紧固管13的外侧，使得紧固管13的一端的形状类似于多边形螺母，能方便用扳手拧紧紧固管13。所述切削的多个平面上开有通孔，所述通孔与紧固管13中心的安装孔处连通。螺纹杆12穿过紧固管13中心的安装孔，再用螺钉拧紧在所述的平面上的通孔中，螺钉的前端顶在螺纹杆12上，能让螺钉对螺纹杆12进行限位，防止螺纹杆12在长期的使用过程中出现松动。

伞套21内开有圆柱状的空腔，伞套21的顶部还开有贯通的安装孔，但空腔的孔径远大于安装孔的孔径。外壳内还设置有上密封盖22和下密封盖29，上密封盖22和下密封盖29上也开有贯通的安装孔，伞套21、上密封盖22和下密封盖29的安装孔的孔径都略大于螺纹杆12的直径，让螺纹杆12能穿过所述的3个安装孔。上密封盖22和下密封盖29的安装孔的外围还开设有贯通的螺栓孔，本实施例中上密封盖22和下密封盖29的螺栓孔优选为3个。

如图1、图4、图5和图6所示，浪涌吸收器包括上导电极片24、变阻拟制器26、拉杆25和下导电极片27。浪涌吸收器的上导电极片24和下导电极片27都包括一体成型的筒壁51、立柱52、加强筋53和底板55，上导电极片24和下导电极片27的筒壁51、立柱52和加强筋53的底部都与底板55连接。上导电极片24和下导电极片27的立柱52上都设有带螺纹的安装孔，上导电极片24和下导电极片27的加强筋53一端与筒壁51内侧连接，加强筋53的另一端与立柱52的外侧连接，加强筋53将筒壁51与立柱52之间的空间分隔成两个以上的空腔。上导电极片24筒壁51的外侧还一体成型有紧固环541，紧固环541为环状体，紧固环541上均匀开设有安装孔。下导电极片27筒壁51的外侧还一体成型有紧固块542，紧固块542为多个相互间隔开的凸起，每个紧固块542上开设有一个安装孔，且紧固块542上安装孔的个数和位置都与紧固环541上的安装孔的个数和位置相匹配。

上导电极片24和下导电极片27包括一体成型的筒壁51、立柱52、加强筋53、边柱531和底板55，加强筋53的一端与立柱52的外侧连接，加强筋53的另一端与边柱531的一侧连接，边柱531的另一侧与筒壁51的内侧连接,每根边柱531上都设有一个带螺纹的螺栓孔。筒壁51、立柱52、边柱531和加强筋53的底部都与底板55连接，且加强筋53将筒壁51与立柱52之间的空间分隔成两个以上的空腔。其中，上导电极片24中边柱531的螺栓孔的数量和位置与上密封盖22上的螺栓孔的数量和位置相匹配，用螺栓将上密封盖22和上导电极片24紧固连接在一起；下导电极片27中边柱531的螺栓孔的数量和位置与下密封盖29上的螺栓孔的数量和位置相匹配，用螺栓将下密封盖29和下导电极片27紧固连接在一起。

多根拉杆25环绕且固定在变阻拟制器26的外侧，每根拉杆25的两端都开有一个带螺纹的安装孔，拉杆25的安装孔的个数和位置也都与紧固环541上的安装孔的个数和位置相匹配。用螺钉穿过上导电极片24的紧固环541上的安装孔，并拧紧在拉杆25的安装孔中；用螺钉穿过下导电极片27的紧固块542上的安装孔，并拧紧在拉杆25的安装孔中，能将上导电极片24、变阻拟制器26、拉杆25和下导电极片27连接成一个整体。且使上导电极片24的底部与变阻拟制器26的顶部贴紧，下导电极片27的顶部与变阻拟制器26的底部贴紧。

如图7、图8和图9所示，静电屏蔽环31包括外环体311、内环体312和连杆313，且外环体311、内环体312和连杆313一体成型。外环体311为空心的圆环体，内环体312的中心开有贯通内环体312的安装孔，且内环体312的安装孔内设有螺纹。内环体312嵌在外环体311的空心处，连杆313的一端与外环体311内侧连接，连杆313的另一端与内环体312的外侧连接，从而使外环体311、内环体312和连杆313形成一个整体。外环体311、内环体312和连杆313之间围成有两个以上的环通孔314，来降低静电屏蔽环31的重量。

且外环体311、内环体312和连杆313自身内部也都设置为空心的结构，进一步降低了静电屏蔽环31的重量。为了方便接地线33的安装，每根连杆313与外环体311连接的部位都设有连结板3131，连结板3131上开有贯通连结板3131的安装孔。支撑管316的中间开有贯通支撑管316的安装孔，且支撑管316的安装孔内设有螺纹，支撑管316的形状为空心的圆柱体。静电屏蔽环31和支撑管316分别通过螺纹配合，安装在双头螺杆315的两端。

底座32包括座体321和支撑杆322，座体321和支撑杆322都为倒角圆柱状，且座体321和支撑杆322一体成型。座体321和支撑杆322的中间还开有贯通了座体321和支撑杆322的底座通孔323，但底座通孔323在座体321处的孔径大于在支撑杆322的孔径，这是为了方便用工具将螺母拧紧在双头螺杆315的一端。

如图1至9所示，防闪击型雷电保护装置的组装过程为：先将上导电极片24、变阻拟制器26、拉杆25和下导电极片27连接成一个整体的浪涌吸收器。以及将静电屏蔽环31和支撑管316分别通过螺纹配合，安装在双头螺杆315的两端，组装成一个整体。再依次将上固定管23套在浪涌吸收器的上导电极片24上，并用上密封盖22压盖在上固定管23套上，然后用螺栓空过上密封盖22的螺栓孔和上固定管23的通孔，并拧紧在上导电极片24的边柱531的螺栓孔中。下密封盖29则直接贴合在下导电极片27的下端，并用螺栓空过下密封盖29的螺栓孔，并拧紧在下导电极片27的边柱531的螺栓孔中。从而将浪涌吸收器、上密封盖22、上固定管23、下密封盖29组装成一个整体，再将所述的组装成的整体放进外壳中。接着将电场中和器11的螺纹杆12依次穿过紧固管13、伞套21、上密封盖22、上固定管23，并拧紧在上导电极片24的立柱52的安装孔中。然后用扳手卡在紧固管13下端的平面处，将紧固管13下端拧紧在伞套21的上端，且用螺钉拧紧在平面处的通孔中，使螺钉的顶端与螺纹杆12相顶。再将双头螺杆315的上端依次穿过下密封盖29，并拧紧在下导电极片27的立柱52的安装孔中，从而将静电屏蔽环31和支撑管316也与浪涌吸收器连接在一起。而双头螺杆315的下端穿过底座32的底座通孔323，再用工具将螺母拧紧在双头螺杆315的下端，使螺母的上端与支撑杆322的底部相顶，从而将底座32进行固定。最后，用螺栓穿过接地线33一端的安装片上的安装孔和静电屏蔽环31的连结板3131的安装孔，并用螺母拧紧在螺栓的下端，从面将接地线33紧固连接在静电屏蔽环31上，完成整个防闪击型雷电保护装置的组装。

防闪击型雷电保护装置的防雷原理是：当雷电击在电场中和器11上后，雷电浪涌依次通过电场中和器11，螺纹杆12，浪涌吸收器、双头螺杆315、静电屏蔽环31和接地线33流向大地，从而避免了雷电浪涌对防闪击型雷电保护装置旁的产品造成损坏。

本实施例中，电场中和器11采用空心且下端开口的广口式结构来进行轻量化；以及静电屏蔽环31上开环通孔314，且外环体311设置为空心的圆环体，并将静电屏蔽环31设置成一体成型的结构来进行轻量化；另外，上导电极片24、下导电极片27上都开设有多个空腔来进行轻量化，还有底座32中开设底座通孔323来进行轻量化，使得整个的防闪击型雷电保护装置的整体重量大幅度降低，同时也降低了产品的生产成本。具体来说，防闪击型雷电保护装置从原来的重量5.0kg-6.5kg降低到2.0kg-3.5kg。而原来的产品的抗风等级从40m/s提升到70m/s，大大提高了产品在高空安装环境下的抗风等级。

实施例二

如图10所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例中将紧固管13上切削有多个平面的一端朝上，且将伞套21的安装孔的孔径改大，让紧固管13伸进伞套21内，使紧固管13下端与上密封盖22相顶。再用螺钉拧紧在紧固管13上端平面处的通孔中，使螺钉的顶端与螺纹杆12相顶。将紧固管13反过来安装能降低整个防闪击型雷电保护装置的高度，防闪击型雷电保护装置的重心更低，有利于提高了产品在高空安装环境下的抗风等级。

实施例三

如图11所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例中电场中和器11为空心的球冠与空心的圆环一体成型，所述球冠的下端与圆环的上端无缝连接。但本实施例中的电场中和器11的球冠的高度要小于实施例一的电场中和器11的球冠的高度。

很显然，在不脱离本发明所述原理的前提下，作出的若干改进或修饰都应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种防闪击型雷电保护装置的轻量化方法，其特征在于，将电场中和器设置成广口式结构，以及将静电屏蔽环设置成一体化的空心结构，并将浪涌吸收器两端的上导电极片和下导电极片设置成多空腔结构，从而降低防闪击型雷电保护装置的重量；将电场中和器设置成广口式结构是指：通过对电场中和器的下端进行开口，并对电场中和器内部进行挖空，使电场中和器形成薄壳的开口式结构；静电屏蔽环包括一体成型的外环体、内环体和连杆，连杆的两端分别与外环体和内环体连接；将静电屏蔽环设置成一体化的空心结构是指：外环体、内环体和连杆会围出两个以上的环通孔，且外环体、内环体和连杆自身内部也都是空心的结构；上导电极片和下导电极片都包括一体成型的筒壁、立柱、加强筋和底板；将上导电极片和下导电极片设置成多空腔结构是指：上导电极片和下导电极片的筒壁、立柱和加强筋的底部都与底板连接，且加强筋将筒壁与立柱之间的空间分隔成两个以上的空腔。

2.一种防闪击型雷电保护装置的轻量化结构，其特征在于，防闪击型雷电保护装置包括电场中和器、浪涌吸收器和静电屏蔽环，电场中和器设置在浪涌吸收器上方，静电屏蔽环设置在浪涌吸收器下方；且电场中和器为广口式结构，静电屏蔽环为一体化的空心结构，浪涌吸收器两端的上导电极片和下导电极片上开有多个空腔，从而降低防闪击型雷电保护装置的重量；电场中和器为空心的球冠状，且电场中和器的下端设有开口；静电屏蔽环包括一体成型的外环体、内环体和连杆，连杆的一端与外环体内侧连接，连杆的另一端与内环体的外侧连接；外环体、内环体和连杆之间围成有两个以上的环通孔，且外环体、内环体和连杆自身内部也都设置为空心的结构；上导电极片和下导电极片都包括一体成型的筒壁、立柱、加强筋和底板，上导电极片和下导电极片的筒壁、立柱和加强筋的底部都与底板连接；加强筋一端与筒壁内侧连接，加强筋的另一端与立柱的外侧连接，加强筋将筒壁与立柱之间的空间分隔成两个以上的空腔；防闪击型雷电保护装置还包括外壳和底座，电场中和器设置在外壳上方，浪涌吸收器设置在外壳中，静电屏蔽环设置在外壳下方，而底座设置在静电屏蔽环的下方；其中外壳包括伞套下固定管，伞套设置在下固定管的上方；电场中和器的内侧固定有螺纹杆，浪涌吸收器的上导电极片中设有螺纹孔，所述电场中和器与上导电极片通过螺纹连接在一起；底座和静电屏蔽环上都开有安装孔，浪涌吸收器的下导电极片中设有螺纹孔，螺栓穿过底座和静电屏蔽环上的安装孔拧紧在下导电极片的螺纹孔中，从而将底座、静电屏蔽环和浪涌吸收器连接在一起。

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