CN112162137B - 一种输电铁塔雷击检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电铁塔雷击检测装置，包括导电外壳和雷击记录器，所述雷击记录器通过绝缘杆固定在所述导电外壳内，所述雷击记录器包括储气罐，所述储气罐设有第一通孔，所述第一通孔与气缸连通，所述气缸设于所述储气罐内，所述气缸内设有活塞，所述气缸通过第一伸缩管与所述活塞连接，所述气缸的内侧壁还设有止逆齿，所述活塞的外侧壁设有与所述止逆齿配合的止逆片，所述储气罐设有连通所述导电外壳的阀门。本发明在于提供一种输电铁塔雷击检测装置，可以检测雷击事件。

Description

一种输电铁塔雷击检测装置

技术领域

本发明涉及雷击检测技术领域，特别涉及一种输电铁塔雷击检测装置。

背景技术

许多输电线路不可避免的要经过多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区，为降低这些地区输电线路的雷击跳闸率必须采取各种防雷措施来提高输电线路的耐雷水平。随着线路走廊的紧缺，同塔双回或多回输电线路日益增多，杆塔高度增加；并且由于高速公路的建设，大跨越高杆塔的数据急剧增加，这些因素都使输电线路杆塔遭受雷击的概率大幅度增加。针对上述情况，需要提供一种输电铁塔雷击检测装置，以检测记录雷击事件。

发明内容

针对上述现有技术，本发明在于提供一种输电铁塔雷击检测装置，可以检测雷击事件。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种输电铁塔雷击检测装置，包括导电外壳和雷击记录器，所述雷击记录器通过绝缘杆固定在所述导电外壳内，所述雷击记录器包括储气罐，所述储气罐设有第一通孔，所述第一通孔与气缸连通，所述气缸设于所述储气罐内，所述气缸内设有活塞，所述气缸通过第一伸缩管与所述活塞连接，所述气缸的内侧壁还设有止逆齿，所述活塞的外侧壁设有与所述止逆齿配合的止逆片，所述储气罐设有连通所述导电外壳的阀门。

进一步的，所述导电外壳为球形盒体，所述导电外壳包括上盒体和下盒体，所述上盒体通过法兰盘与所述下盒体连接。

进一步的，所述绝缘杆的底部与所述下盒体固定连接，所述绝缘杆的顶部设有第一磁体，所述储气罐底部设有第一插槽，所述第一磁体可拆卸插接在所述第一插槽内，所述止逆片为弹性片，所述活塞端部设有第二插槽，所述第一磁体插入所述第二插槽时吸引所述止逆片。

进一步的，所述上盒体设有避雷针，所述下盒体设有安装座。

进一步的，其特征在于，所述储气罐设有连通所述导电外壳的单向泄压阀门，所述活塞包括活塞套、活塞盖和第二伸缩管，所述活塞套两端的内壁设有第一限位环，所述活塞盖设于所述第一限位环之间的活塞套内，所述活塞盖通过所述第二伸缩管与所述活塞套连接，所述活塞盖下方的所述活塞套侧壁设有第二通孔，所述第二通孔内设有限位齿块，所述限位齿块朝向活塞套中心一侧为斜面，所述活塞盖下方设有第一储液囊，所述气缸侧面设有液压伸缩组件，所述液压伸缩组件处于伸出状态时卡住所述活塞套，所述气缸数量为若干个，第i个所述气缸内的第一储液囊通过管道与第i+1个所述气缸内的液压伸缩组件连通。

进一步的，所述气缸内包括止逆齿部和光滑部，所述止逆齿部位于所述光滑部的上方，所述止逆齿部设有所述止逆齿，所述光滑部的内径小于所述止逆齿部的内径；初始状态下所述活塞位于所述气缸的下部，所述活塞上的限位齿块位于所述光滑部。

进一步的，所述止逆齿和限位齿块的齿形均为端部带有三角形尖端的矩形凸齿。

进一步的，所述液压伸缩组件包括第二储液囊、滑块和限位杆，所述气缸侧壁设有滑槽，所述滑槽的开口处设有第二限位环，所述滑块沿着所述滑槽滑动，所述限位杆与所述滑块连接，所述第二限位环与所述滑块之间的滑槽内设有所述第二储液囊，所述第二储液囊通过管道与第一储液囊连通。

进一步的，所述储气罐设有充气嘴。

本发明的有益效果在于：

导电外壳起到静电屏蔽作用，避免雷电损坏雷击记录器。雷电从导电外壳流过时使导电外壳产生高温，将导电外壳内的空气快速加热使导电外壳与储气罐之间的空气膨胀，导电外壳与储气罐之间的气压压力增加。由于热量来不及传递到储气罐内，储气罐内的空气温度较低，从而使得储气罐内外形成气压差。在二者气压不同时活塞发生位移促使储气罐和导电外壳的压力相同，因此在发生雷击后，气缸的活塞会向储气罐内移动。在活塞向内移动之后止逆片被止逆齿卡住，使得活塞无法向气缸外移动，活塞的位置被固定住，从而记录下雷击检测事件，检测输电铁塔的雷击。检测装置受到太阳晒时，导电外壳的升温速度较慢，热量传递至储气罐内，储气罐内的温度也随之升高，使得气缸内活塞的两侧压力相差不大，活塞不发生移动。气缸通过第一伸缩管与所述活塞连接，第一伸缩管密封住了活塞和气缸之间的间隙，活塞与气缸之间留有间隙，提高气密性的同时减少摩擦。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中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优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的一种输电铁塔雷击检测装置剖面结构示意图；

图2为图1中的A区域结构放大图；

图3为本发明实施例2的一种输电铁塔雷击检测装置剖面结构示意图；

图4为本发明实施例2的第1～3气缸的连接关系示意图；

图5为图4中的B区域结构放大图；

图6为图4中的C区域结构放大图；

图中，1导电外壳，2绝缘杆，3储气罐，4第一通孔，5气缸，6活塞，7第一伸缩管，8止逆齿，9止逆片，10阀门，11上盒体，12下盒体，13法兰盘，14第一磁体，15第一插槽，16第二插槽，17避雷针，18安装座，19单向泄压阀门，20活塞套，21活塞盖，22第二伸缩管，23第一限位环，24第二通孔，25限位齿块，26第一储液囊，27液压伸缩组件，28管道，29止逆齿部，30光滑部，31矩形凸齿，32第二储液囊，33滑块，34限位杆，35第二限位环，36充气嘴。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

实施例1

参见图1～2，一种输电铁塔雷击检测装置，包括导电外壳1和雷击记录器，所述雷击记录器通过绝缘杆2固定在所述导电外壳1内，所述雷击记录器包括储气罐3，所述储气罐3设有第一通孔4，所述第一通孔4与气缸5连通，所述气缸5设于所述储气罐3内，所述气缸5内设有活塞6，所述气缸5通过第一伸缩管7与所述活塞6连接，所述气缸5的内侧壁还设有止逆齿8，所述活塞6的外侧壁设有与所述止逆齿8配合的止逆片9，所述储气罐3设有连通所述导电外壳1的阀门10。

将检测装置安装在输电铁塔上，发生雷击时，强大的雷电电流经过导电外壳1，导电外壳1起到静电屏蔽作用，避免雷电损坏雷击记录器。雷电从导电外壳1流过时使导电外壳1产生高温，将导电外壳1内的空气快速加热使导电外壳1与储气罐3之间的空气膨胀，导电外壳1与储气罐3之间的气压压力增加。由于热量来不及传递到储气罐3内，储气罐3内的空气温度较低，从而使得储气罐3内外形成气压差。储气罐3设有第一通孔4，第一通孔4与气缸5连通，气缸5内设有活塞6，活塞6的内外面分别受到储气罐3的气压和导电外壳1的气体压力，在二者气压不同时活塞6发生位移促使储气罐3和导电外壳1的压力相同，因此在发生雷击后，气缸5的活塞6会向储气罐3内移动。气缸5的内侧壁还设有止逆齿8，活塞6的外侧壁设有与所述止逆齿8配合的止逆片9，在活塞6向内移动之后止逆片9被止逆齿8卡住，使得活塞6无法向气缸5外移动，活塞6的位置被固定住，从而记录下雷击检测事件，检测输电铁塔的雷击。检测装置受到太阳晒时，导电外壳1的升温速度较慢，热量传递至储气罐3内，储气罐3内的温度也随之升高，使得气缸5内活塞6的两侧压力相差不大，活塞6不发生移动。可以将多个检测装置安装在输电铁塔的不同位置，检测不同位置的雷击。在储气罐3设有将空气排到所述导电外壳1的阀门10，当雷击结束后，储气罐3与导电外壳1以及导电外壳1与大气之间会发生热传递，最终储气罐3与导电外壳1的温度相同，储气罐3内的气压升高，储气罐3的阀门10可以促进储气罐3的气体排出到导电外壳1内，降低二者的压力差。气缸5通过第一伸缩管7与所述活塞6连接，第一伸缩管7密封住了活塞6和气缸5之间的间隙，活塞6与气缸5之间留有间隙，提高气密性的同时减少摩擦。

具体的，所述导电外壳1为球形盒体，所述导电外壳1包括上盒体11和下盒体12，所述上盒体11通过法兰盘13与所述下盒体12连接。在雷电电流在导电外壳1表面，对导电外壳1的加热均匀。导电外壳1通过法兰盘13连接，提高上盒体与下盒体之间的连接强度，可以在法兰盘13处设置密封件，提高盒体的密封效果。将上盒体与下盒体拆拆开后可观察气缸5内的活塞6运动情况，从而观察雷击事件的记录情况。通过观察活塞6的移动距离，也可以初步判断出雷击的强度。

可选的，所述绝缘杆2的底部与所述下盒体固定连接，所述绝缘杆2的顶部设有第一磁体14，所述储气罐3底部设有第一插槽15，所述第一磁体14可拆卸插接在所述第一插槽15内，所述止逆片9为弹性片，所述活塞6端部设有第二插槽16，所述第一磁体插入所述第二插槽16时吸引所述止逆片9。绝缘杆2固定在下盒体上，绝缘杆2插入储气罐3底部的第一插槽15内，在重力作用下储气罐3卡入绝缘杆2，不易掉出。绝缘杆2的顶部设有第一磁体14，储气罐3从绝缘杆2取下后，将绝缘杆2插入活塞6的第二插槽16内，由于第一磁体与弹性片相互吸引，使得弹性片在磁力吸引性向活塞6中心方向形变，使弹性片与止逆齿8脱离，开启阀门10后将活塞6向气缸5外的方向移动，活塞6复位。

可选的，所述上盒体设有避雷针17，所述下盒体设有安装座18。在可以将检测装置安装在输电铁塔的顶部，全部雷电电流从避雷针17引入，经过导电外壳1时加热。

实施例2

参见图3～5，本实施例与实施例1的区别在于，所述储气罐3设有连通所述导电外壳1的单向泄压阀门19，所述活塞6包括活塞套20、活塞盖21和第二伸缩管22，所述活塞套20两端内壁设有第一限位环23，所述活塞盖21设于所述第一限位环23之间的活塞套20内，所述活塞盖21通过所述第二伸缩管22与所述活塞套20连接，所述活塞盖21下方的所述活塞套20侧壁设有第二通孔24，所述第二通孔24内设有限位齿块25，所述限位齿块25朝向活塞套20中心一侧为斜面，所述活塞盖21下方设有第一储液囊26，所述气缸5侧面设有液压伸缩组件27，所述液压伸缩组件27处于伸出状态时卡住所述活塞套20，所述气缸5数量为若干个，第i个所述气缸5内的第一储液囊26通过管道28与第i+1个所述气缸5内的液压伸缩组件27连通。气缸5的数量为N个，i的取值范围为：1≤i＜N，i和N为正整数。

在发生雷击后，导电外壳1的气压压力增加逐个推动气缸5的活塞6运动。活塞6的活塞套20上下两端内壁分别设有第一限位环23，防止活塞套20内的活塞盖21从活塞套20脱离。活塞盖21通过所述第二伸缩管22与所述活塞套20连接，第二伸缩管22密封住了封盖和活塞套20之间的间隙，封盖与活塞套20之间留有间隙，提高气密性的同时减少摩擦。活塞套20侧壁设有第二通孔24，第二通孔24内设有限位齿块25，限位齿块25的厚度大于活塞套20的壁厚，在活塞盖21向储气罐3外运动时，活塞盖21推动限位齿块25向伸出气缸5的方向移动，限位齿块25向伸出气缸5侧壁后可以卡入止逆齿8内，防止活塞6运动。初始状态下液压伸缩组件27处于伸长状态，伸缩杆伸长后伸长气缸5的空腔内，卡住活塞6，阻止活塞6运动，在活塞盖21向储气罐3内运动时，活塞盖21挤压第一储液囊26，使得第一储液囊26的被挤压而向液压伸缩组件27内供入液体，使得液压伸缩组件27缩短，解除对活塞6的限制。第1个气缸5不设置液压伸缩组件27，或者第1个气缸5的液压伸缩组件27在初始状态下处于缩短状态，使得第1气缸5的活塞6不被卡住。

初始状态下，限位齿块25位于气缸5的端部，限位齿块25与止逆齿8不对齐。在发生雷击之前，先向储气罐3和导电外壳1内充入气体，储气罐3内的气压大于导电外壳1，在活塞盖21在气压作用下受到向储气罐3外作用力，位于限位块与止逆齿8不对齐，因此活塞盖21无法向储气罐3外移动。限位块遮挡住了活塞盖21向储气罐3移动，从而无法挤压储液囊。

在第1次发生雷击时，导电外壳1内的空气被快速加热，导电外壳1的气压大于储气罐3内的气压，由于第2～N个气缸5内的活塞6被伸缩杆卡住，只有第1个气缸5内的活塞6可以运动，第1个气缸5内的活塞6运动至受力平衡的位置后停止。接着在热传递的作用下导电外壳1和储气罐3的温度都慢慢的降低到环境温度，由于活塞6的移动导致储气罐3内的空间减小了，温度平衡后引起储气罐3内气压增大，而止逆齿8和止逆片9防止活塞6向储气罐3外移动，无法通过移动活塞6降低压力，压力相差超过初始状态后单向泄压阀门19将气体排出到导电外壳1内，降低储气罐3内的气压，使得储气罐3与导电外壳1内的气压差重新回到初始状态。再次达到初始状态时活塞6已经向气缸5内运动了一端距离，储气罐3内的气压会推动活塞盖21向储气罐3外移动时挤压限位齿块25，限位齿块25插入止逆齿8内，活塞6的位置被固定，使得再次回到初始状态时第1个气缸5内的活塞6无法向内或外移动，在后期发生雷击时都无法再移动。同时由于限位齿块25被向气缸5为方向推出，活塞盖21失去限位齿快的限制后相对活塞套20向气缸5外移动，挤压储液囊促使液压伸缩组件27缩短，从而解除了第2气缸5内活塞6的限制。此时的第1气缸5被限位齿块25固定，第3～N气缸5被液压伸缩组件27限制，因此在发生第2次雷击时，只有第2气缸5内的活塞6可以移动，依次类推，直到所有的气缸5内的活塞6全部运动完毕。每次雷击发生时，一个气缸5内的活塞6向储气罐3内运动，运动的距离与雷击电流大小正相关。活塞6运动到压力平衡的位置后，其位置被固定住，可以记录多次雷击事件。

具体的，所述气缸5内包括止逆齿部29和光滑部30，所述止逆齿部29位于所述光滑部30的上方，所述止逆齿部29设有所述止逆齿8，所述光滑部30的内径小于所述止逆齿部29的内径；初始状态下所述活塞6位于所述气缸5的下部，所述活塞6上的限位齿块25位于所述光滑部30。在初始状态下，限位齿块25无法插入光滑部30，从而防止活塞盖21向下移动。限位齿块25与光滑部30接触，光滑部30的直径小，限位齿块25无法伸出活塞套20内，使活塞盖21无法向下移动。当发生雷击后，活塞6向上运动脱离光滑部30，由于光滑部30直径小，限位齿块25与止逆齿8存在移动距离，在向上移动的过程中不容易卡入到止逆齿8内。

具体的，所述止逆齿8和限位齿块25的齿形均为端部带有三角形尖端的矩形凸齿31。便于限位齿块25卡入止逆齿8内。

具体的，所述液压伸缩组件27包括第二储液囊32、滑块33和限位杆34，所述气缸5侧壁设有滑槽，所述滑槽的开口处设有第二限位环35，所述滑块33沿着所述滑槽滑动，所述限位杆34与所述滑块33连接，所述第二限位环35与所述滑块33之间的滑槽内设有所述第二储液囊32，所述第二储液囊32通过管道28与第一储液囊26连通。初始状态限位杆34从滑槽伸出卡住活塞6，当第二储液囊32充入液体后膨胀，从而推动滑块33向滑槽内移动，限位杆34收纳至滑槽内，从而解除对活塞6的限位作用。第二限位环35可以防止滑块33从滑槽内滑出。由于第二储液囊32不与滑块33连接，在第二储液囊32收缩是不会带动滑块33向外运动。可选的，第一储液囊26为具有收缩趋势的弹性储液囊。

可选的，所述储气罐3设有充气嘴36。通过便于向储气罐3内充入气体。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种输电铁塔雷击检测装置，其特征在于，包括导电外壳和雷击记录器，所述雷击记录器通过绝缘杆固定在所述导电外壳内，所述雷击记录器包括储气罐，所述储气罐设有第一通孔，所述第一通孔与气缸连通，所述气缸设于所述储气罐内，所述气缸内设有活塞，所述气缸通过第一伸缩管与所述活塞连接，所述气缸的内侧壁还设有止逆齿，所述活塞的外侧壁设有与所述止逆齿配合的止逆片，所述储气罐设有连通所述导电外壳的阀门，所述储气罐设有连通所述导电外壳的单向泄压阀门，所述活塞包括活塞套、活塞盖和第二伸缩管，所述活塞套两端的内壁设有第一限位环，所述活塞盖设于所述第一限位环之间的活塞套内，所述活塞盖通过所述第二伸缩管与所述活塞套连接，所述活塞盖下方的所述活塞套侧壁设有第二通孔，所述第二通孔内设有限位齿块，所述限位齿块朝向活塞套中心一侧为斜面，所述活塞盖下方设有第一储液囊，所述气缸侧面设有液压伸缩组件，所述液压伸缩组件处于伸出状态时卡住所述活塞套，所述气缸数量为若干个，第i个所述气缸内的第一储液囊通过管道与第i+1个所述气缸内的液压伸缩组件连通。

2.根据权利要求1所述的一种输电铁塔雷击检测装置，其特征在于，所述导电外壳为球形盒体，所述导电外壳包括上盒体和下盒体，所述上盒体通过法兰盘与所述下盒体连接。

3.根据权利要求2所述的一种输电铁塔雷击检测装置，其特征在于，所述绝缘杆的底部与所述下盒体固定连接，所述绝缘杆的顶部设有第一磁体，所述储气罐底部设有第一插槽，所述第一磁体可拆卸插接在所述第一插槽内，所述止逆片为弹性片，所述活塞端部设有第二插槽，所述第一磁体插入所述第二插槽时吸引所述止逆片。

4.根据权利要求2所述的一种输电铁塔雷击检测装置，其特征在于，所述上盒体设有避雷针，所述下盒体设有安装座。

5.根据权利要求1所述的一种输电铁塔雷击检测装置，其特征在于，所述气缸内包括止逆齿部和光滑部，所述止逆齿部位于所述光滑部的上方，所述止逆齿部设有所述止逆齿，所述光滑部的内径小于所述止逆齿部的内径；初始状态下所述活塞位于所述气缸的下部，所述活塞上的限位齿块位于所述光滑部。

6.根据权利要求5所述的一种输电铁塔雷击检测装置，其特征在于，所述止逆齿和限位齿块的齿形均为端部带有三角形尖端的矩形凸齿。

7.根据权利要求5所述的一种输电铁塔雷击检测装置，其特征在于，所述液压伸缩组件包括第二储液囊、滑块和限位杆，所述气缸侧壁设有滑槽，所述滑槽的开口处设有第二限位环，所述滑块沿着所述滑槽滑动，所述限位杆与所述滑块连接，所述第二限位环与所述滑块之间的滑槽内设有所述第二储液囊，所述第二储液囊通过管道与第一储液囊连通。

8.根据权利要求5所述的一种输电铁塔雷击检测装置，其特征在于，所述储气罐设有充气嘴。