CN203367747U - 高效安全防雷系统 - Google Patents

高效安全防雷系统 Download PDF

Info

Publication number
CN203367747U
CN203367747U CN 201320313828 CN201320313828U CN203367747U CN 203367747 U CN203367747 U CN 203367747U CN 201320313828 CN201320313828 CN 201320313828 CN 201320313828 U CN201320313828 U CN 201320313828U CN 203367747 U CN203367747 U CN 203367747U
Authority
CN
China
Prior art keywords
lightning
current
protection system
current limiting
highly effective
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 201320313828
Other languages
English (en)
Inventor
彭义秋
牛瑛山
潘晓宏
毛佳杰
刘智超
郑春健
龙经华
陈长兴
张伟杰
张军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanjiang Chemical Co., Ltd.
Original Assignee
JIAXING YONGMING PETROCHEMICAL Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIAXING YONGMING PETROCHEMICAL Co Ltd filed Critical JIAXING YONGMING PETROCHEMICAL Co Ltd
Priority to CN 201320313828 priority Critical patent/CN203367747U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN203367747U publication Critical patent/CN203367747U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本实用新型是一种采用AR限流避雷针的高效安全防雷系统,属于防雷技术领域。本实用新型包括直击雷防护和接地装置,所述直击雷防护配有自动监控系统,直击雷防护主要包括设在生产设备顶端上的AR限流避雷针,AR限流避雷针由金属接闪器、限流主针体和基座三部分组成,基座的下端与生产设备相连,基座的上端与限流主针体相连,限流主针体与金属接闪器相连,金属接闪器通过引下线与接地装置相连。本实用新型能够阻止高层建筑雷电上行先导的产生,限制雷电流的幅值和陡度(di/dt),减少雷电感应引起的二次效应;减小或消除电源回路中出现的感应过电压对监控系统带来的危害;雷电通流能力强;具有自身恢复功能,寿命长;抗风能力强;安装方便,免维护。

Description

高效安全防雷系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于防雷技术领域,涉及一种采用AR限流避雷针的高效安全防雷系统。
背景技术
[0002]自然界每年都有几百万次闪电,雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一。最新统计资料表明,雷电造成的损失已经上升到自然灾害的第三位。全球每年因雷击造成人员伤亡、财产损失不计其数。据不完全统计,我国每年因雷击以及雷击负效应造成的人员伤亡达3000〜4000人,财产损失在50亿元到100亿元人民币,雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业。
[0003] 现代电子技术的高速发展,带来的负效应之一就是其抗雷击浪涌能力的降低。以大规模集成电路为核心组件的测量、监控、保护、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用于电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域,以大型CMOS集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点,暂态过电压不仅会造成电子设备产生误操作,也会造成更大的直接经济损失和广泛的社会影响。
[0004] 例如,浙江一些生产型企业地处海滨高雷区,生产设备最高高度达80米,极易遭受雷击危害、但这些企业主要依靠设备的金属构件作为直击雷防护,有潜在的和已显现的安全隐患,雷击极易造成放空管着火事故;DCS工艺过程控制系统经常在雷雨天气,受雷电强电磁干扰影响发生自动停车事故,或信号干扰,严重影响到安全生产。
[0005] 综上所述,对现有防雷系统进行技术改造升级,开发出有效降低雷击危害的防雷系统是大家的共同期盼。
发明内容
[0006] 针对背景技术中存在的不足,本实用新型的目的在于提供一种采用AR限流避雷针的高效安全防雷系统。
[0007] 为实现上述目的,本实用新型提供了如下技术方案:高效安全防雷系统,包括直击雷防护和接地装置,直击雷防护配有自动监控系统,直击雷防护主要包括设置在生产设备顶端上的AR限流避雷针,AR限流避雷针由金属接闪器、限流主针体和基座三部分组成,基座的下端与生产设备相连,基座的上端与限流主针体相连,限流主针体与金属接闪器相连,金属接闪器通过引下线与接地装置相连。
[0008] 上述的限流主针体采用高分子导电硅橡胶材料制成。
[0009] 上述的接地装置上连接有等电位连接。
[0010] 上述的等电位连接主要包括铜箔带,铜箔带垂直交叉铺设在地面上。
[0011] 上述的自动监控系统主要包括UPS稳压电源和低压配电柜,在UPS稳压电源与低压配电柜之间通过浪涌保护器相连。[0012] 本实用新型相比现有技术来说的有益效果:
[0013] 1、本实用新型采用主动防雷的方法,也就是在较高的有放空管(间断性放空,含有可燃物)的生产设备的顶端设置AR限流避雷针,能够阻止高层建筑雷电上行先导的产生,预防雷击放空管而引起火灾事故,同时限制雷电流的幅值和陡度(di/dt),减少了雷电感应引起的二次效应;
[0014] 2、本实用新型对DCS系统机房的接地和等电位连接进行改造,有效地避免了受雷电强电干扰带来的自动停车事故,提高了生产的安全性;
[0015] 3、本实用新型在自动监控系统的交直流供电电源回路中安装电源浪涌保护器,减小或消除电源回路中出现的感应过电压对监控系统带来的危害;
[0016] 4、本实用新型雷电通流能力强;具有自身恢复功能,寿命长;可配备雷电计数器;抗风能力强,可抗45m/s的风力;安装方便,免维护。
附图说明
[0017] 图1为本实用新型直击雷防护的示意图;
[0018] 图2为本实用新型接地装置和等电位连接的示意图;
[0019] 图3为本实用新型自动监控系统的示意图;
[0020] 图4为本实用新型限流原理图;
[0021] 图5为本实用新型雷击常规的传统避雷针产生的二次效应的示意图。
[0022] 图中标号含义:1_生产设备;2_金属接闪器;3_限流主针体;4-基座;5_铜箔带;
6-UPS稳压电源;7_低压配电柜;8_浪涌保护器;9_放空管。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作为优选详细描述。以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
[0024] 如图1-图3所示,高效安全防雷系统,包括直击雷防护和接地装置,直击雷防护配有自动监控系统,直击雷防护主要包括设置在生产设备I顶端上的AR限流避雷针,AR限流避雷针由金属接闪器2、限流主针体3和基座4三部分组成,基座4的下端与生产设备I相连,基座4的上端与限流主针体3相连,限流主针体3与金属接闪器2相连,金属接闪器2通过引下线与接地装置相连。
[0025] 作为优选,上述的限流主针体3采用高分子导电硅橡胶材料制成。
[0026] 作为优选,上述的接地装置上连接有等电位连接。
[0027] 作为优选,上述的等电位连接主要包括铜箔带5,铜箔带5垂直交叉铺设在地面上。
[0028] 本实用新型以DCS系统机房为例,DCS系统机房分两部分:一部分是机柜间、另一部分DCS控制操作台,在整个控制室地面垂直交叉铺设铜箔带5,为了防止雷电天气对DCS控制造成静电干扰,影响装置的正常生产。
[0029] 作为优选,上述的自动监控系统主要包括UPS稳压电源6和低压配电柜7,在UPS稳压电源6与低压配电柜7之间通过浪涌保护器8相连。
[0030] 在UPS稳压电源6与低压配电柜7之间加浪涌保护器8,防止雷电过电压和瞬态过电压对直流电源系统和用电设备造成的损坏,保护设备和使用者的安全。
[0031] 本实用新型采用主动防雷的方法,也就是在较高的有放空管9 (间断性放空,含有可燃物)的生产设备的顶端设置AR限流避雷针。
[0032] 本实用新型的限流原理,起电后的雷云和大地之间相当于一个充了电的电容器,在雷云对大地放电时,即在电容器放电回路中串入电阻后可以降低电容器放电时的电流,这是众所公认的。
[0033] 限流避雷针就是利用串入阻抗的特性来实现雷击避雷针后限流的。如图4所示,其一,由于电阻的电压降Ul=IR,如果回击(迎面先导)和上行先导通道在电阻顶部的击穿电SU > IU2-U11,这里U2为同一点的静电电位,回击(迎面先导)的产生和上行先导的传播可以受到限制;其二,即使上行先导抵达雷云,由于放电电流受到限制,也不会产生瞬间中和全部雷云电荷的强烈放电。先导向其它雷云的进一步发展也同样会受到电阻的限制。因此被限制了的雷电流将以较长的时间流过AR限流避雷针。
[0034] 如图5所示,雷击常规的传统避雷针产生的二次效应:
[0035] 雷击避雷针,针体及其附近有电源线和信号线时会产生很高的感应过电压:
[0036] 避雷针上各点(N点)的电位
Figure CN203367747UD00051
[0038]取 LO=L 67 μ H/m, h=20m, R=5 Ω,I=150kA,平均陡度:T
μ s=15X1010A/s,贝丨J N点的电位:
Figure CN203367747UD00052
[0041] 针体及其引下线在高电位的影响下,其附近的线路上有静电感应过电压
Figure CN203367747UD00053
[0043] 同时针体及其引下线附近的金属开口环的开口处有电磁感应过电压
di a + b di
[0044] Uci=Mdt=0.2c(In a ) dt (1—3)
[0045]当 a=800m, b=0.002m, c=0.3m, I=150kA 时,开口处的电磁感应过电压
a + b di
[0046] , -、—
uci=0.2c (In a ) dt
800 + 0.002 150_7] =0.2 X 0.::ϊ X (In 0.002 ) χ 70-
[0048] =0.06 X (! η 100000) X I ο
[0049] 0.06X 12.9X In[0050] ^ll (kV)
[0051] 可见,雷击避雷针时,雷电流入地处的地电位升高,引下线周围空间形成强烈的电磁脉冲。雷击点附近的通信线路、信号控制线路、射频传输线路会通过反击和电磁耦合的方式,形成暂态过电压,并以雷电波的形式沿线路向两端传播,危害电子设备。对于雷电感应,即使将接地电阻值降至很低,高幅值的雷电流在引下线上产生的电压降和电磁强度也是很高的;而采用等电位连接的方式能有效地限制雷电流的幅值和陡度,使雷击后的高电位大电流以及强烈的电磁脉冲等二次效应降至被保护设备的耐压水平。
[0052] 本实用新型中,AR限流避雷针的限流主针体3采用高分子导电硅橡胶材料制成,在保留原传统避雷针功能、满足保护范围设计要求的同时,利用导电硅橡胶的阻抗特性,上行雷的回击和上行先导的传播可以可使上行雷的回击和上行先导的传播受到限制;延缓雷击主放电时间,不会产生瞬间中和全部雷云电荷的强烈主放电,从而降低雷电流的幅值和陡度,被限制的雷电流将以较长的放电时间流过SLE消雷器或AR限流避雷针,从而减弱雷击后的二次效应。[0053] 试验检测表明:
[0054] ①当雷击AR限流避雷针时,雷电流逐渐增加,没有出现象雷击到常规传统避雷针时产生的尖脉冲,且雷电流很快衰减到零。
[0055] ②雷击AR避雷针时,可以有效地降低大电流和高电位。
[0056] ③雷击AR限流避雷针可以削弱电磁效应,同时也能很好地降低对通信设备和计算机设备的雷电防护难度,减少电子设备的雷击损坏概率。
[0057] 用公式(I一 I )、( I一2),根据AR限流避雷针的限流效果,我们不能得到使用限流避雷针后的引下线的高电位也能在传统避雷针的基础上下降2到3个数量级,大大地降低避雷针或引下线附近的电源线或信号线的静电感应过电压。
[0058] 由公式(I一3 )知,用限流避雷针替代常规传统避雷针后,避雷针或引下线附近的金属开口环处的电磁感应过电压也能下降2到3个数量级,这样,可以降低通信系统和计算机网络系统的雷电防护难度,减少弱电设备的损坏概率。
[0059] 本实用新型针对雷电的高电压、大电流、短时间的特点,为了达到限流效果,AR限流避雷针的设计综合考虑了耐压水平和通流容量两个主要参数,确保了针体在设计容量内遭受雷击后不闪络,且具有2到3个数量级以上的限流效果。按限流容量有五种级别,范围从 IOOkA 到 300kA,级差 50kA。
[0060] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,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技术原理的前提下,做出若干改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.高效安全防雷系统,其特征在于:包括直击雷防护和接地装置,直击雷防护配有自动监控系统,直击雷防护主要包括设置在生产设备顶端上的AR限流避雷针,AR限流避雷针由金属接闪器、限流主针体和基座三部分组成,基座的下端与生产设备相连,基座的上端与限流主针体相连,限流主针体与金属接闪器相连,金属接闪器通过引下线与接地装置相连。
2.根据权利要求1所述的高效安全防雷系统,其特征在于:所述的限流主针体采用高分子导电硅橡胶材料制成。
3.根据权利要求2所述的高效安全防雷系统,其特征在于:所述的接地装置上连接有等电位连接。
4.根据权利要求3所述的高效安全防雷系统,其特征在于:所述的等电位连接主要包括铜箔带,铜箔带垂直交叉铺设在地面上。
5.根据权利要求1所述的高效安全防雷系统,其特征在于:所述的在AR限流避雷针生产设备
6.根据权利要求1所述的高效安全防雷系统,其特征在于:所述的自动监控系统主要包括UPS稳压电源和低压配电柜,在UPS稳压电源与低压配电柜之间通过浪涌保护器相连。
CN 201320313828 2013-05-31 2013-05-31 高效安全防雷系统 Expired - Fee Related CN203367747U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201320313828 CN203367747U (zh) 2013-05-31 2013-05-31 高效安全防雷系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201320313828 CN203367747U (zh) 2013-05-31 2013-05-31 高效安全防雷系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN203367747U true CN203367747U (zh) 2013-12-25

Family

ID=49815466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201320313828 Expired - Fee Related CN203367747U (zh) 2013-05-31 2013-05-31 高效安全防雷系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN203367747U (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103441428A (zh) * 2013-05-31 2013-12-11 嘉兴永明石化有限公司 高效安全防雷系统
CN103774766A (zh) * 2014-01-10 2014-05-07 葛加君 智能建筑雷电预控施工方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103441428A (zh) * 2013-05-31 2013-12-11 嘉兴永明石化有限公司 高效安全防雷系统
CN103774766A (zh) * 2014-01-10 2014-05-07 葛加君 智能建筑雷电预控施工方法
CN103774766B (zh) * 2014-01-10 2015-12-09 葛加君 智能建筑雷电预控施工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102882201B (zh) 基于10kV配电网中性点不同接地方式的防雷方法
Shevchenko et al. Influence of direct lightning strikes and lightning strikes near power lines with protected and non-insulated wires
CN203367747U (zh) 高效安全防雷系统
CN105140902A (zh) 一种外移式防雷保护系统
CN202749809U (zh) 通信基站防雷系统
CN203722054U (zh) 防地闪回击保护装置
Cabral et al. Improved distribution feeder topology against lightning
CN103441428A (zh) 高效安全防雷系统
CN203260987U (zh) 一种高压线避雷装置
Basit et al. Lightning Overvoltage Analysis of a 380 kV Gas Insulated Substation Using PSCAD/EMTDC
Wang et al. Application and analysis for surge arrester on lightning protection of distribution network
Oyeleye Evaluation of Lightning Protection Efficacy on Nigerian Installations High Voltage Installations Using Screen and Cone of Protection Methods
Habash et al. Lightning risk assessment of power systems
WO2020011040A1 (zh) 一种自耗能型线路综合防雷装置
Patel Effect of lightning on building and its protection measures
Danylchenko Study of the effect of atmospheric overvoltages on overhead lines of medium voltage classes
Zheren et al. Lightning back-flash performance of 220kV AC quadruple-circuit transmission lines on the same tower
Shaofeng et al. Analysis of the operational effect of 500kV line zinc oxide arrester
CN107171188B (zh) 一种大型活动发射平台的雷电防护系统
Modukpe et al. Mitigating 132kV Transmission Line Outage Due To Lightning Shielding Failure
Qinghao et al. Analysis of distribution lines lightning accidents caused by microwave tower
Chen et al. A Novel Energy Absorption-based Protection Scheme for Surge Transients in Large-Scale Wind Farm System
Xi et al. Simulation study on the lightning overvoltage invasion control transformer intelligent substation
Weijun et al. A 66kV transformer insulation breakdown accident analysis and prevention measures
Wang et al. Application and Analysis for Surge Arrester on Lightning Protection of Distribution Network

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SANJIANG CHEMICAL CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: JIAXING YONGMING PETROCHEMICAL CO., LTD.

Effective date: 20141125

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20141125

Address after: The sea level on the west side of Zhapu Development Zone in Jiaxing City, Zhejiang province 314201

Patentee after: Sanjiang Chemical Co., Ltd.

Address before: The sea level on the west side of Zhapu Development Zone in Jiaxing City, Zhejiang province 314201

Patentee before: Jiaxing Yongming Petrochemical Co., Ltd.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20131225

Termination date: 20160531