CN216355298U - 一种多功能智能杆防雷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电网防雷技术领域，涉及一种多功能智能杆防雷系统，包括：杆体、接闪器、接地排、电涌保护器和人工接地体；在杆体内设置引下线，接闪器设置在杆体的顶部，且与引下线的一端连接，引下线的另一端与接地排的一个端口连接，电涌保护器与接地排的第二个端口连接；接地排的第三个端口通过防雷接地引入线与埋设在地基中的人工接地体连接。本实用新型中防雷方案符合实际多功能智能杆的防雷需求，减少雷电对其电子设备干扰，延长多功能智能杆寿命。

Description

一种多功能智能杆防雷系统

技术领域

本实用新型涉及一种多功能智能杆防雷系统，属于电网防雷技术领域。

背景技术

多功能智能杆是集智能照明、视频采集、移动通信、交通管理、环境监测、气象监测、无线电监测、应急求助、信息交互等诸多功能于一体的复合型公共基础设施，是未来构建新型智慧城市全面感知网络的重要载体。利用多功能智能杆的一体化集成设计，加载不同的信息化设备及配件，实现信息设备之间的互联互通，可有效利用资源，减少重复投资。

由于多功能智能杆高度较高且其上设置有大量的电子设备，这些电子设备耐过电压能力低，特别是雷电高电压以及雷电电脉冲的侵入所产生的电磁效应、热效应都会对电子设备造成干扰，甚至永久性损坏。因此，通常多功能智能杆上均需配置防雷装置。现有的防雷装置只是将电涌保护器直接与地基钢筋进行连接，该防雷装置只能在一定程度上减小雷电对电子设备的伤害，但对电子设备仍然存在较大干扰，导致电子设备不能正常运行。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种符合实际防雷需求，减少雷电对电子设备干扰的多功能智能杆防雷系统。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种多功能智能杆防雷系统，包括：杆体、接闪器、接地排、电涌保护器和人工接地体；在杆体内设置引下线，引下线与杆体绝缘，接闪器设置在杆体的顶部，且与引下线的一端连接，引下线的另一端与接地排的一个端口连接，电涌保护器与接地排的第二个端口连接；接地排的第三个端口通过防雷接地引入线与埋设在地基中的人工接地体连接。

进一步，接地排包括防雷接地排和联合接地排，引下线的另一端与防雷接地排的一个端口连接，电涌保护器与防雷接地排的第二个端口连接；防雷接地排的第三个端口通过防雷接地引入线与埋设在地基中的人工接地体连接。

进一步，防雷系统还包括设备仓，电涌保护器、防雷接地排和联合接地排均设置在设备仓中，且设备仓中包括若干仓内设备。

进一步，杆体内设置与其同轴的金属屏蔽管，引下线设置在金属屏蔽管中，金属屏蔽管在底部单端连接接地排或人工接地体。

进一步，仓内设备连接联合接地排的一个端口，金属屏蔽管与联合接地排的第二个端口连接，联合接地排的第三个端口与地基钢筋连接，地基钢筋通过防雷接地引入线与人工接地体连接。

进一步，人工接地体包括水平接地体、垂直接地体或二者的结合。

进一步，水平接地体为敷设地网；或热浸镀锌扁钢或等效面积的铜覆钢，连接沿线的多功能智能杆地基钢筋构成的联合地网，从水平接地体上引出防雷接地引入线。

进一步，垂直接地体设置在地基周围，并与地基钢筋焊接，从垂直接地体上引出防雷接地引入线。

进一步，位于人员活动密集区时，水平接地体敷设成水平网格,在多功能智能杆的预设范围内敷设沥青层或砾石层；杆体距地面预设距离以下的导体用耐冲击电源的绝缘层隔离。

进一步，人工接地体的材料采用耐腐蚀的热浸镀锌、铜覆钢或铝铜合金

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本方案符合实际多功能智能杆的防雷需求，减少雷电对其电子设备干扰，延长多功能智能杆寿命。

2、现有技术中接闪器直接与柱体连接，本方案通过设置引下线扩大了接闪器的直击雷保护范围，使得智能杆上的电子设备，如摄像头、信号等免受雷电直击。

3、现有技术中通过对连接设备的电缆进行屏蔽，从而起到防止闪接的效果，但设备较多，空间较小时，电缆也比较多，且排布方式复杂，有可能会相互影响，降低屏蔽效果，本实用新型中通过对引下线设置屏蔽层，解决了上述问题，在保证系统稳定、信号传输准确的前提下，使系统结构更加简洁、成本更加低，增强了系统的实用性。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中多功能智能杆防雷系统的结构示意图。

附图标记：

1-杆体；2-设备仓；3-接闪器；4-电涌保护器；5-地基；6-地基钢筋；7-外挂设备；8-引下线；9-金属屏蔽管；10-仓内设备；11-防雷接地排；12-联合接地排；13-防雷接地引入线；14-穿线金属管；15-垂直接地体。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，通过具体实施例对本实用新型进行详细的描述。然而应当理解，具体实施方式的提供仅为了更好地理解本实用新型，它们不应该理解成对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，所用到的术语仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在说明本实用新型的具体技术方案前，首先对本实用新型涉及到的名称进行解释：

多功能智能柱防雷系统：由接闪器、引下线、接地装置、屏蔽及等电位连接和电涌保护器等组成，用于降低或避免多功能智能杆因雷电引起的故障。

接地装置：由接地排、防雷接地引入线、人工接地体以及地基钢筋等导体相互电气连接组成，为雷电电流提供泄放通路的装置。其中，人工接地体包括水平接地体和垂直接地体。

联合接地：将各类设备的工作地、保护地、屏蔽地、防静电池及信息设备逻辑地等连接在一起，并与接地装置可靠连接的接地方式。需要说明的是，联合接地不包括防雷接地。

防雷接地引入线(earthing connection)：从接地体连接至接地排之间的连接线。

接地线：用于电气设备或杆塔的接地端子与接地排连接，在正常情况下不载流的金属导体。

接地排：与防雷接地引入线相连并为各类设备的接地线提供等电位连接的端子排。接地排可以分为防雷接地排和联合接地排。

防雷接地排：引下线、户外电缆的金属防护层和电涌保护器的接地线汇集排。

联合接地排：用于联合接地的接地线汇集排。

防雷等级按照多功能智能杆及其挂载设备的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和价值划分为一级防雷和二级防雷。一级防雷包括：处于高雷区或强雷区的重要设施多功能智能杆；处于重点场所，如大型广场、运动场、大型车站等人员聚集区域的多功能智能杆；挂载设备价值高，发生雷电事故的可能性比较大，损坏后果严重的多功能智能杆。二级防雷包括除了一级防雷以外的需要防雷的情况。

根据电子设施设备所处环境进行划分：一级防雷应用环境包括：位于山地、河边、湖边、山谷风口处的多功能智能杆；处于空旷地区、孤立状态，周围没有更高物体的多功能智能杆；位于高速公路、桥梁上或公园的多功能智能杆；预计雷击次数大于0.25次的多功能智能杆。二级防雷地区环境包括：位于城区道路、街道以及周围有高大建筑物的多功能智能杆；其它不处于一级防雷环境的多功能智能杆。

本实施例公开了一种多功能智能杆防雷系统，如图1所示，包括：杆体1、设备仓2、接闪器3、接地排、电涌保护器4和人工接地体；

杆体1设置在设备仓2的顶端，杆体也可以与设备仓为一体，设备仓2底部通过地基5中的地基钢筋6固定在地面上。杆体1上设置有若干外挂设备7。杆体1上还可以设置限高装置、信号灯、摄像头等。在杆体1内设置引下线8以及与该杆体1同轴的金属屏蔽管9，引下线8设置在金属屏蔽管9中，引下线8与杆体1绝缘，接闪器3设置在杆体1的顶部，并与引下线8的一端连接。设备仓2设置在杆体1的下端，与该杆体1固定连接，设备仓2内设置仓内设备10、电涌保护器4和接地排，引下线8延伸至该设备仓2内，与设备仓2中的接地排连接。其中接地排包括防雷接地排11和联合接地排12。引下线8的另一端与防雷接地排11的一个端口连接，电涌保护器4与防雷接地排11的第二个端口连接；防雷接地排11的第三个端口通过防雷接地引入线13与埋设在地基5中的人工接地体连接。仓内设备10连接联合接地排12的一个端口，金属屏蔽管9与联合接地排12的第二个端口连接，联合接地排12的第三个端口与地基钢筋6连接，地基钢筋6通过防雷接地引入线13与人工接地体连接。设备仓2的底部还设置有穿线金属管14，其是预留给外部电缆进入设备仓2，仓内设备10的电源线缆和信号线路均从外部进入设备仓2。本实用新型中防雷方案符合实际多功能智能杆的防雷需求，减少雷电对其电子设备干扰，延长多功能智能杆寿命。

在本实用新型的一个实施例中，由于设备仓的空间位置有限，可以不在设备仓内设置防雷接地排，引下线一端连接接闪器，另一端延伸至设备仓外，并直接与人工接地体连接。

多功能智能杆分为一级防雷或处于一级防雷应用环境时，多功能智能杆应当采用专设接闪器3作为直击雷防护，并与杆体1绝缘安装，杆体1不能作为接闪器3使用。多功能智能杆分为二级防雷或处于二级防雷应用环境时，接闪器3可与杆体1整体设计,可采用杆体1作为引下线8，即无需另外设置引下线8。杆体1上的若干外挂设备7需要处于接闪器3直击雷保护范围之内，接闪器3应充分考虑雷电流通流能力和机械强度，材质优选采用不锈钢圆钢。接闪器3应具有一定的抗风强度，防风稳定性不低于35m/s，抗风强度不低于45m/s。接闪器接闪后，引下线泄流在泄流过程中，会在所述金属屏蔽管上产生的感应电压，通过金属屏蔽管底部接地，将产生的感应电压泄放到大地中，减少引下线泄流过程，对其它信号电缆的电磁干扰。

引下线8宜敷设在杆体1内部，应采用具有金属屏蔽层或穿金属管作为屏蔽的软铜电缆作为引下线8，其金属屏蔽层或所穿设的金属管连接防雷接地排11；除在防雷接地排11连接外，金属屏蔽层或金属管应与杆体1绝缘；屏蔽层的截面应满足通流能力。软铜电缆的截面积不应小于50mm²。引下线8与接闪器3和防雷接地排11的连接应采取放松措施。金属屏蔽管9采用焊接的方式进行连接，焊接方式可以是电焊或放热焊，焊接点处需要进行防腐蚀处理。

多功能智能杆优先利用地基钢筋6及附近其它埋地金属设施等自然接地体接地，必要时增设人工接地体降阻；依据所处的环境条件和位置，可以选择以下结构作为人工接地体：

1、敷设地网作为水平接地体，从地网上引出防雷接地引入线13。

2、采用截面积不小于40mm*4mm的热浸镀锌扁钢或等效面积的铜覆钢作为水平接地体，连接沿线的多功能智能杆地基钢筋6构成联合地网；水平接地体的埋设深度不宜小于0.7m，从水平接地体或地基钢筋6上引出防雷接地引入线13。

3、在允许的情况下，地基钢筋6与附近具有接地条件的埋地金属管线、建筑物或构筑物等金属设施等电位连接构成联合地网，防雷接地引入线13从联合地网上引出。

4、在制作地基5时，于地基5周围设置多根垂直接地体15均与地基钢筋6焊接连接，从垂直接地体15或地基钢筋6上引出防雷接地引入线13。

5、处于桥梁上和建筑物顶的多功能智能杆，可与桥梁和建筑物共用接地装置，将杆体1底座的金属连接件与桥梁或建筑物屋顶的防雷系统可靠连接。

防雷接地排11应单独连接人工接地体，其在该人工接地体的接入点与联合接地排12接地点距离宜大于5m。防雷接地引入线13与人工接地体或地基钢筋6之间应采用焊方式连接。

单根多功能智能杆接地装置的工频接地电阻不宜大于10Ω；当具有道路照明功能的多根多功能智能杆组成联合地网时，其工频接地电阻值不应大于4Ω。当有多个电子设备共用一组接地装置时，必须按接入电子设备中要求的最小值确定接地电阻值。

位于人行道、公共活动区域或主要出入口等人员活动密集区时，水平接地体应敷设成水平网格,间距不大于3m×3m，埋设深度不应小于1m。在多功能智能杆3m范围内地表层的电阻率不小于50kΩ·m，或敷设5cm厚的沥青层或15cm后的砾石层。杆体1距地面2.7m以下的导体用耐1.2/50us冲击电源100kV的绝缘层隔离；多功能智能杆不宜具备充电桩功能。人工接地体宜采用热浸镀锌、铜覆钢、铝铜合金等耐腐蚀的材料。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。上述内容仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多功能智能杆防雷系统，其特征在于，包括：杆体、接闪器、接地排、电涌保护器和人工接地体；

在所述杆体内设置引下线，所述引下线与杆体绝缘，所述接闪器设置在所述杆体的顶部，且与所述引下线的一端连接，所述引下线的另一端与所述接地排的一个端口连接，所述电涌保护器与所述接地排的第二个端口连接；所述接地排的第三个端口通过防雷接地引入线与埋设在地基中的所述人工接地体连接。

2.如权利要求1所述的多功能智能杆防雷系统，其特征在于，所述接地排包括防雷接地排和联合接地排，所述引下线的另一端与所述防雷接地排的一个端口连接，所述电涌保护器与所述防雷接地排的第二个端口连接；所述防雷接地排的第三个端口通过防雷接地引入线与埋设在地基中的所述人工接地体连接。

3.如权利要求2所述的多功能智能杆防雷系统，其特征在于，所述防雷系统还包括设备仓，所述电涌保护器、防雷接地排和联合接地排均设置在所述设备仓中，且所述设备仓中包括若干仓内设备。

4.如权利要求3所述的多功能智能杆防雷系统，其特征在于，所述杆体内设置与其同轴的金属屏蔽管，所述引下线设置在所述金属屏蔽管中，所述金属屏蔽管在底部单端连接接地排或人工接地体。

5.如权利要求4所述的多功能智能杆防雷系统，其特征在于，所述仓内设备连接所述联合接地排的一个端口，所述金属屏蔽管与所述联合接地排的第二个端口连接，所述联合接地排的第三个端口与地基钢筋连接，所述地基钢筋通过防雷接地引入线与所述人工接地体连接。

6.如权利要求1-5任一项所述的多功能智能杆防雷系统，其特征在于，所述人工接地体包括水平接地体、垂直接地体或二者的结合。

7.如权利要求6所述的多功能智能杆防雷系统，其特征在于，所述水平接地体为敷设地网；或热浸镀锌扁钢或等效面积的铜覆钢，连接沿线的多功能智能杆地基钢筋构成的联合地网，从所述水平接地体上引出防雷接地引入线。

8.如权利要求6所述的多功能智能杆防雷系统，其特征在于，所述垂直接地体设置在地基周围，并与地基钢筋焊接，从所述垂直接地体上引出防雷接地引入线。

9.如权利要求6所述的多功能智能杆防雷系统，其特征在于，位于人员活动密集区时，所述水平接地体敷设成水平网格,在所述多功能智能杆的预设范围内敷设沥青层或砾石层；所述杆体距地面预设距离以下的导体用耐冲击电源的绝缘层隔离。

10.如权利要求6所述的多功能智能杆防雷系统，其特征在于，所述人工接地体的材料采用耐腐蚀的热浸镀锌、铜覆钢或铝铜合金。

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