CN202872177U - 监控探头直击雷防护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种监控探头直击雷防护的装置，它由半球形防雷罩（1）、支架（2）、支持构架（3）、引下线（4）、接地装置（5）构成，半球形防雷罩半径r为0.3~0.9m，与被保护探头之间的距离H为1.0~1.8m，本实用新型防雷装置既利用均匀空间电场均匀放电，不主动引雷，从而减少探头受直击雷伤害的概率，也由于半球形网状结构增大了其屏蔽范围，同时本防雷罩的针对性保护原则，也大大提高了保护的质量。本实用新型具有防直击雷效果好、针对性保护、适用范围广、结构简单、安装方便、耐腐蚀、外观漂亮、安全可靠、使用寿命长的优点。

Description

监控探头直击雷防护装置

技术领域

本实用新型主要涉及监控电子探头直击雷防护领域，特指针对监控探头设计的一种具有全新的防雷理念的直击雷防护装置。 

背景技术

近年来，随着经济的高速发展，为了节省人力、物力以及财力，在许多重要的场合装设了监控探头进行实时监控，比如一些水电厂水库水位监控探头，高速公路交通监控探头等，为了监控探头免受直击雷损坏，大多采用架设避雷针对监控探头进行防雷保护，即在架设探头的支架上方加装避雷针，但是此种方法并没有起到理想的效果，反而使监控探头易遭雷电袭击，构成严重的安全隐患。 

现在水电站的水库监督水位以及道路监控车辆，都设有监控探头，而其监控探头安装在构架或杆塔上，在探头傍装设避雷针进行防雷保护，避雷针上方有雷电活动时，在雷云电场作用下，使其尖端处形成空间电场畸变，从而把雷电引向自身并通过接地装置引雷入地，以使被保护对象免遭直接雷击的目的。但是避雷针引雷的这个过程中会产生许多的负面效应，在泄放雷电流的过程中，由于避雷引下线中有强大的雷电流流过，此时杆顶电位u_k为 

$u_k={\mathrm{iR}}_{\mathrm{ch}}+L\frac{\mathrm{di}}{\mathrm{dt}}$

式中，i为直击雷电流，其直击雷幅值一般大于10KA；R_ch为避雷针接地装置的冲击接地电阻，Ω；L为接地引下线的电感，μH。由上述公式可知一旦避雷针引雷后，引下线上流经的强大的雷电流会导致杆顶电位升高，而监控探头的耐雷水平远远低于这个数值，从而导致探头被反击损坏，而较大的反击电流经由监控探头的传输线路进入监控室内，损坏监控室内仪器，所以避雷针防雷方法对耐雷水平较低的低压设备有较大的安全隐患。 

基于使用避雷针防雷存在的问题，本实用新型专利利用“不主动引雷”的防雷理念，克服了传统避雷针的缺点，起到较好的防雷效果。 

实用新型内容

本实用新型针对传统的避雷针存在的上述缺点，提供一种可以防雷效果好、适应范围广、结构简单、维护方便的监控探头直击雷防护的装置。 

为解决上述传统避雷针存在的诸多问题，本实用新型的技术方案为：一种新型防直击雷装置，它包括半球形防雷罩、支架、支持构架、引下线、接地装置构成，其中所述半球形防雷罩半径约为0.3~0.9m（直径可根据具体情况设定），防雷罩顶部焊接金属层，金属层厚度为0.25~0.5mm，金属层下方焊接钢管，钢管直径大于20~25mm，钢管的直径选择与比原装有避 雷针直径稍大，由支架支撑，位于被保护探头正上方1.0~1.8m处（距离可根据具体情况设定），支架固定于支持构架上方，由支架与支持构架结合处引出引下线，引下线穿过支持构架内部连接到接地装置，整个防雷罩采用镀层处防腐蚀理。 

作为本实用新型的进一步改进： 

所述防雷罩体，采用半球形网状结构，半球形结构较之于针形结构，能有效改善空间电荷的分布形成均匀电场，可以避免传统针形避雷针在雷云电场活动时引起空间电场畸变，从而招引雷击自身而引起雷击避雷针的二次负面效应，即其具有不招引雷直击的功能。罩体直径根据监控探头位置自由设计，对探头形成全方位防护。防雷罩体顶部焊层金属与其连接钢管组成部分，套在避雷针上，既起到稳固防雷罩的作用，又使安装快捷方便。 

所述网状半球形避雷罩由金属网构成，避雷罩半径可根据实际情况进行选择，避雷罩与支架之间用螺栓固定，所述支架由四根等长具有防腐镀层的圆钢或钢管组成，一端为四根钢件焊接在同一支点，另一端等间距的用螺栓固定防雷罩。 

所述支架固定在支持构架上，针对监控探头来说支持构架就是探头所在的支撑杆，由支架端点和支持构架连接处引出引下线，从支持构架的内部穿过连接到接地装置。 

所述避雷罩网孔为均匀网孔； 

采用本实用新型具有下述优点： 

该防雷装置的防雷罩体为半球型金属罩体，半球面设计能有效改善空间电场的分布，使之相对于针形更不易于引雷，从而降低监控探头遭受雷击的风险。该装置的组成构架不仅使其具有普通避雷针的防雷功能，而且由于罩体结构较之于针形结构对监控探头更能形成的针对性的保护，减少雷电绕击风险。较之于针形结构，其屏蔽范围扩大。本实用新型装置具有不引雷、对监控装置针对性防护、安装简单等突出的特点，具有较高的推广应用价值。 

1）均匀放电，不主动引雷。 

鉴于传统避雷针的工作原理即通过避雷针自身的高度，在雷云电场作用下，使其尖端处形成电场的畸变，从而把雷电引向自身并通过接地装置引雷入地，以使被保护对象免遭直接雷击。此处设计新型的避雷装置上部为半球形均匀网格形式，罩在被保护设备上方，形成一避雷罩，下端采用金属支架形式联结入地（其构造图如附图1）。当上方有雷云时，该避雷罩由于避雷罩周围空间形成均匀电场，不易引起周围电场畸变而引雷，大大降低了引雷的概率，这样雷电击中被保护装置的概率大大降低。 

2）屏蔽范围扩大。 

半球形网状结构的避雷罩与避雷针相比较，半球形网状结构明显比针式结构的屏蔽范围大，屏蔽效果好。 

3）针对性保护。 

本实用新型专利中，由于避雷装置顶部由传统的尖端构造改变为半球面形式，周围形成均匀电场，只对交通探头进行严格的保护。 

本实用新型防雷罩为半球形网格结构，架设在高处时，所受空气阻力小，所以具有比较稳固和容易固定的优点。 

附图说明

图1 监控探头防直击雷装置整体构造 

图2 防雷罩部分结构图（主视图） 

图3 防雷罩结构示意图（俯视） 

图4 支架与基座结构示意图 

具体实施方式

如图1、2、3、4所示，本实用新型提供的监控探头直击雷防护装置主要由金属半球形防雷罩（1）、支架（2）、支持构架（3）、引下线（4）、接地装置（5）构成。所述支架（2）由A、B、C、D四根支柱构成，4根支柱柱头固定于平板基座O上。平板基座O上设有安装螺孔，该平板通过螺栓固定在支持构架（3）的顶部。半球形防雷罩（1）边缘同样设有等间距的4个安装孔，用于连接支架（2）的另一端。 

其中半球形防雷罩是由具有金属网构成的半球形网状结构，半球形的直径根据被保护装置的实际而定，所选构成金属网的直径应大于0.3~0.9m，防雷罩顶部焊接金属层，金属层厚度为0.25~0.5mm，金属层下方焊接钢管，钢管直径大于20~25mm，钢管的直径选择与比原装有避雷针直径稍大；支架由具有防腐镀层圆钢或钢管焊接而成，支架的圆钢的直径应大于12~16mm，钢管直径应大于20~25mm；平板基座材料选用具有防腐镀层金属板，板厚10~15mm。支持构架可采用水泥杆（根据实际情况也可以采用钢支柱结构）；引下线采用经过防腐处理的圆钢或是扁钢，圆钢直径应大于8~12mm，扁钢截面应大于12mm×4mm，引下线应沿支持构架以最短路径入地，以便尽可能减小雷电流通过时在引下线上产生的电感下降；接地体是直接向地中泄放雷电流。 

本实用新型的工作原理为：舍弃了传统避雷针防雷里面的引雷原理，鉴于传统避雷针的工作原理即通过避雷针自身的高度，在雷云电场作用下，使其尖端处形成电场的畸变，从而把雷电引向自身并通过接地装置引雷入地，以使被保护对象免遭直接雷击。此处设计新型的避雷装置上部为半球形金属均匀网格形式，罩在被保护设备上方，形成一避雷罩，下端采用金属支架形式连接入地（其构造图如附图1）。由于防雷罩采用的均匀半球形网状结构，网状结构形成一个均匀的电场，所以当避雷罩上方雷云时，不会引起避雷罩周围电场瞬间畸变， 从而大大减少雷击概率。 

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，例如改变各个半球型结构为弧形结构或球型结构等，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。 

Claims (2)

1.一种新型防直击雷装置，它包括半球形防雷罩（1）、支架（2）、支持构架（3）、引下线（4）、接地装置（5）构成，其中所述半球形防雷罩（1）半径r为0.3~0.9m，防雷罩顶部焊接金属层（6），金属层厚度为0.25~0.5mm，金属层下方焊接钢管，钢管直径大于20~25mm，钢管的直径选择与比原装有避雷针直径稍大；防雷罩由支架（2）支撑，位于被保护探头正上方距离H为1.0~1.8m处，支架（2）固定于支持构架（3）上方，由支架（2）与支持构架（3）结合处引出引下线（4），引下线（4）穿过支持构架（3）内部连接到接地装置（5），整个防雷罩采用镀层处防腐蚀理。

2.根据权利要求1所述的探头直击雷防雷罩，其特征在于：防雷罩采用均匀半球形网状结构，网状半球型结构上方空间电场为均匀的电场，此防雷罩不主动引雷。 

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