CN202034676U

CN202034676U - 多功能避雷装置

Info

Publication number: CN202034676U
Application number: CN2011201581259U
Authority: CN
Inventors: 刘泽安; 马文华; 赵雪梅
Original assignee: SICHUAN XUNCHI ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SICHUAN XUNCHI ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2021-05-18

Abstract

一种多功能避雷装置，高压避雷器安装在金属基座上，放电极固定在金属基座顶部，放电极为空心密闭壳体，放电极的形状由一圆盘面顶部加装一个小圆球面组成；聚能环通过多根径向杆焊接固定在金属基座中部，高压避雷器位于放电极下方以及聚能环上方，高压避雷器的上端与放电极电连接，高压避雷器的下端与聚能环电连接，限流线圈设置在金属基座上，且位于聚能环下方。本实用新型具有体积小、重量轻、保护范围大、可替代现有避雷针和其它接闪器，具有良好的防雷效果。

Description

多功能避雷装置

技术领域

本实用新型涉及用于建筑物，高压输变电基塔及其他用电设施防雷的避雷器，具体来说是集避雷针、限流线圈以及高压避雷器于一体的多功能避雷装置。

背景技术

雷电：雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷云由于空气对流等过程，使云中产生电荷。雷云中电荷的分布较复杂，但总体而言，云的上部以正电荷为主，下部以负电荷为主。因此，雷云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后，就会产生放电即闪电。带有电荷的雷云与地面的突起物接近时，它们之间也会发生激烈的放电——雷击。

避雷针，又名防雷针，是用来保护建筑物等避免雷击的装置。在高大建筑物顶端安装一个金属棒，用金属线与埋在地下的一块金属板连接起来，利用金属棒的尖端放电，使云层所带的电和地上的电逐渐中和从而因雷入地，保护其他设施。

其工作原理为：在雷雨天气，高楼上空出现带电云层时，迅雷针和高楼顶部都被感应上大量电荷，由于避雷针针头是尖的，而静电感应时，导体尖端总是聚集了最多的电荷．这样，避雷针就聚集了大部分电荷．避雷针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，带电云层与避雷针形成通路，而避雷针又是接地的．避雷针就可以把云层上的电荷导人大地，使其不对高层建筑构成危险，保证了它的安全。

长期以来，各种建筑物、高压输变电基塔及其他用电设施防雷主要采用的安装避雷针、接闪器的方法，传统的避雷针是一种引雷入地的装置，避雷针的普及应用，大大的减少了雷电对人、畜、物的伤害和破坏，但是避雷针在200多年的应用中显露出它的一些局限性，即虽有一定效果，但是在实际应用却存在以下问题：

1、由于避雷针、接闪器而导致雷击概率增大；

2、保护范围小；

3、绕击雷、反击雷的危害；

4、电磁感应问题；

5、在高地阻地区避雷针的防护效果也难以达到设计要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种保护范围大，防雷效果更好的一种多功能避雷装置。

本新型的目的是这样实现的：一种多功能避雷装置，包括高压避雷器，高压避雷器安装在金属基座上，放电极固定在金属基座顶部，放电极为空心密闭壳体，放电极的形状由一圆盘面顶部加装一个小圆球面组成；聚能环通过多根径向杆焊接固定在金属基座中部，高压避雷器位于放电极下方以及聚能环上方，高压避雷器的上端与放电极电连接，高压避雷器的下端与聚能环电连接，限流线圈设置在金属基座上，且位于聚能环下方。

上述限流线圈上圈套有限流筒。

上述位于限流筒下方的金属基座上还设有相同结构的另一个聚能环。

本实用新型是针对传统避雷针、接闪器在实际应用中的上述问题而做出的技术更新。其基本原理为将传统避雷针、接闪器和高压避雷器相结合，在避雷针基础上增加限流线圈和高压避雷器，得到一种多功能避雷装置，并将其应用到建筑物及用电设施的防雷工作中。

该装置充分利用了氧化物高压避雷器的良好的非线性伏安特性——即在正常工作电压时流过避雷器的电流极小（毫安或微安级），而过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，到达保护的效果。（避雷器通常接于带电导线与地之间，与被保护设备并联一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护）因此当该多功能避雷装置感应的电压达到设定值时，高压避雷器开始工作；低于额定电压值时电阻非常大，高压避雷器处于关闭状态。多功能避雷装置两端被感应电压达到设定值时，高压避雷器开始工作后将大地被雷云感应的电荷装载到本装置的电荷放电极上，当电荷发射极上电荷聚集到一定程度后，发射极上的电荷在雷云电场的作用下脱离放电极而破坏雷电的形成条件。当电荷脱离放电极后，高压避雷器上的电压失去，高压避雷器关闭，本装置回复到初始状态，继续下一个工作循环。

通过反复地破坏雷电的形成条件，可以使多功能避雷装置保护范围内的雷云电场降低而不形成雷闪，杜绝或减少在保护区内直击雷、绕击雷、反击雷的产生。若雷云电荷未能被完全破坏，此时多功能避雷装置通过具有限流功能的装置，剩余电荷由该装置接闪入地，但入地电流已大大减小，电流的峰值和陡度都得到有效抑制。因此该新型避雷装置用于建筑物及用电设施防雷，可大大减少直击雷、绕击雷的产生。

与传统避雷针相比，本多功能避雷装置具有如下特点：

1、保护角大：由于雷云下行先导的不是“密集”分布，下行先导被破坏以后就近出现新的下行先导可能性极低，故其保护角较传统避雷针、接闪器大得多，其保护角大于65^o。

2、减少了电磁感应带来的危害：由于该多功能避雷装置将雷电对地面的闪击次数大幅度减少，从而减少了输变电线路上的电磁感应。

3、避免反击雷、绕击雷和跨步电压的产生：由于其强大的雷电破坏能力，该装置与地面及其他设施间的电场已大为减小，避免了反击雷的产生。

4、由于该装置的主导思想是破坏雷击的发生条件，即使发生接闪时其电流电压也大幅度减小，因此对接地电阻的要求不高，低于30欧即可。

5、该装置的电流通流能力大，大于200KA。

6、该多功能避雷装置体积小、重量轻、隐蔽性好，无需电源，可替代传统避雷针和其它接闪装置在建筑物和用电设施上应用，具有良好的防雷效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构图。

具体实施方式

放电极：其形状为圆盘面上加装一个小圆球面（形状如草帽形状），这样在增大发射极表面积产生更多电荷的基础上，更有利于放电极表面电荷集中分布于小圆球面上，从而就会使小圆球面上方的电力线分布更加密集，更容易使空气电离。电荷相应就更容易脱离放电极。

高压避雷器：氧化物高压避雷器具有良好的非线性伏安特性，其工作原理为：在正常工作电压时流过避雷器的电流极小（毫安或微安级），处于断开状态；而过电压作用时，电阻急剧下降，处于完全导通状态。

聚能环:实质是一储能装置，作用是能充分保证被装载到发射极上的电荷量。

限流筒：安装限流线圈，根据耦合线圈的电磁感应耦合原理，起抑制电流的峰值和陡度的作用。

图1示出本多功能避雷装置结构如下：高压避雷器4安装在金属基座1上，放电极5固定在金属基座1顶部，放电极为空心密闭壳体，放电极的形状由一圆盘面顶部加装一个小圆球面组成；聚能环3通过多根径向杆焊接固定在金属基座1中部，高压避雷器4位于放电极5下方以及聚能环3上方，高压避雷器的上端与放电极电连接，高压避雷器的下端与聚能环3电连接，限流线圈设置在金属基座上，且位于聚能环3下方（即限流线圈位于限流筒内，限流筒主要起保护作用）。使用时，金属基座应保证接地良好。上述限流线圈上圈套有限流筒2。上述位于限流筒下方的金属基座1上还设有相同结构的另一个聚能环3a。限流筒上、下方各一个聚能环（形状结构相同）效果更好。

本多功能避雷装置根据其使用位置和保护对象，可配置1个或1个以上的高压避雷器及1个或1个以上的限流装置。

Claims

1.一种多功能避雷装置，包括，高压避雷器（4），其特征是：所述高压避雷器（4）安装在金属基座（1）上，放电极（5）固定在金属基座（1）顶部，放电极为空心密闭壳体，放电极的形状由一圆盘面顶部加装一个小圆球面组成；聚能环（3）通过多根径向杆焊接固定在金属基座（1）中部，高压避雷器（4）位于放电极（5）下方以及聚能环（3）上方，高压避雷器的上端与放电极电连接，高压避雷器的下端与聚能环（3）电连接，限流线圈设置在金属基座上，且位于聚能环（3）下方。

2.根据权利要求1所述的多功能避雷装置，其特征是：所述限流线圈上圈套有限流筒(2)。

3.根据权利要求2所述的多功能避雷装置，其特征是：所述位于限流筒（2）下方的金属基座（1）上还设有相同结构的另一个聚能环（3a）。