專利名稱：可控放電避雷針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種可控放電避雷針，是一種全新的防直擊雷裝 置?？蛇m用于電力系統(tǒng)(變電站/發(fā)電廠/輸電線路)、通信微波塔(站)、 證券、氣象、電視塔、軍火、油庫、炸藥庫、雷達等需要嚴格防雷的 各種設(shè)施和高低層民用建筑的防雷。
背景技術(shù)：
自1749年美國人富蘭克林發(fā)明避雷針(稱傳統(tǒng)避雷針)以來己有 250多年的歷史，截止目前最常用的避雷方法基本上還是采用避雷針 (避雷線)。它的原理是利用自身高度使雷云下的電場發(fā)生畸變將雷 擊放電引到避雷針上。這種方式盡管簡單，但存在許多缺陷。如保護 范圍不確定，容易造成繞擊事故；由于雷擊電流幅值較大，有反擊事 故發(fā)生，同時可能有較高的跨步電壓和接觸電壓，影響人身安全；強 大的雷電流會在保護物上形成感應(yīng)過電壓，對微電子設(shè)備造成危害等。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是設(shè)計一種可控放電避雷針，通過引發(fā)變化緩 慢的小電流上行雷閃放電形式釋放雷云電荷，避免強烈的下行雷閃放 電對被保護物造成危害。
本實用新型的技術(shù)方案為'本實用新型的可控放電避雷針，包括
底座、主針、儲能元件，與底座連接的3 4根斜拉桿呈放射狀向上，
動態(tài)環(huán)固定在斜拉桿上，儲能元件、主針依次固定于底座上，主針處 于動態(tài)環(huán)的圓心，起支撐和隔離作用的絕緣水平拉桿連接在主針與斜
拉桿之間，底座固定在避雷針支柱上；主針與儲能元件電連接，在斜 拉桿的下部安裝連接有輔助儲能元件；輔助儲能元件與儲能元件電連
所述的可控放電避雷針，雷電檢測探頭貼在避雷針支柱上，雷電 檢測探頭與監(jiān)測裝置連接，監(jiān)測裝置采用太陽能電池供電。并利用無 線讀寫器對監(jiān)測裝置進行數(shù)據(jù)讀寫等操作。監(jiān)測裝置采用太陽能電池供電。
本實用新型的有益效果為 (1)本實用新型有一個相當大的幾乎不遭受繞擊的保護區(qū)域。當 被保護對象遭受繞擊概率允許達到0. 1%(目前規(guī)程規(guī)定的允許值)時， 本實用新型的保護角達到66 .4° ，而富蘭克林避雷針的保護角遠遠低于此值。
(2) 本實用新型的放電時間比富蘭克林避雷針平均提前13. 3u
S o
(3) 安裝于可控放電避雷針升高支架上的監(jiān)測裝置采用太陽能電 池供電，密封設(shè)計，防水防塵，耐高、低溫。其能準確的對可控放電 避雷針的動作次數(shù)、時間進行記錄，并通過無線讀寫器進行數(shù)據(jù)讀寫、 校對和更新，有效的積累可控放電避雷針的實際運行經(jīng)驗。
(4) 在與傳統(tǒng)避雷針的對比試驗中，在本實用新型的針頭可以清 楚地看到一段較長的直線部分，這說明在這里有向上發(fā)展的先導(dǎo)，而 在富蘭克林避雷針的針頭上的放電軌跡上則見不到這一明顯直線段， 無數(shù)次的實驗表明，本實用新型就是靠引發(fā)上行先導(dǎo)來減少繞擊和增 大保護角的。
(5) 在模擬電場比較低時，本實用新型的電暈電流比富蘭克林避 雷針低得多，幾乎處于完全抑制狀態(tài)；在模擬電場增加到能夠啟動可 控放電避雷針時，本實用新型產(chǎn)生的是脈沖式電暈放電電流，其電暈 電流幅值比富蘭克林避雷針大好幾十倍，但電暈電流的平均值比后者 小，這有利于從電暈向先導(dǎo)電弧的轉(zhuǎn)化。
本實用新型通過引發(fā)變化緩慢的小電流上行雷閃放電形式釋放雷 云電荷，避免強烈的下行雷閃放電對被保護物造成危害，具有保護范 圍大、繞擊率低、放電電流小、感應(yīng)過電壓低等優(yōu)點。

圖1可控放電避雷針結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2本實用新型放電前場強示意圖。
圖3本實用新型放電時針頭場強的變化圖。
圖4監(jiān)測裝置安裝示意圖。
具體實施方式

如圖l、圖4:可控放電避雷針包括一種可控放電避雷針，包括底
座、主針、儲能元件，與底座6連接的3 4根斜拉桿4呈放射狀向上， 動態(tài)環(huán)2固定在斜拉桿4上，儲能元件5、主針1依次固定于底座6 上，主針1處于動態(tài)環(huán)2的圓心，起支撐和隔離作用的絕緣水平拉桿3 連接在主針1與斜拉桿4之間，底座6固定在避雷針支柱9上；主針1 與儲能元件5電連接，在斜拉桿4的下部安裝連接有輔助儲能元件5. 1; 輔助儲能元件5. 1與儲能元件5電連接。
7是儲能元件5外套管，8是輔助儲能元件5. 1的外套管，12是 避雷針支柱9上的連接板，13是連接螺釘。
雷電檢測探頭10貼在避雷針支柱9上，雷電檢測探頭10與監(jiān)測
4裝置11連接。如圖2:雷電檢測探頭10由線10. 1將其綁貼在避雷針支柱9上， 雷電檢測探頭10與監(jiān)測裝置11連接，監(jiān)測裝置11由箍圈11. 1將其 固定在避雷針支柱9上。并利用無線讀寫器對監(jiān)測裝置進行數(shù)據(jù)讀寫等操作。監(jiān)測裝置采用太陽能電池供電11. 2。本實用新型的工作原理為如圖2:當本實用新型安裝處附近的地面電場強度較低時(如雷 云離可控放電避雷針及被保護對象距離較遠等情況)，雷云不會對地 面物體發(fā)生放電，此時本實用新型針頭的貯能裝置處于貯存雷云電場 能量工況，由于動態(tài)環(huán)的作用，針頭上部部件(動態(tài)環(huán)2和主針1針尖)處于電位浮動狀態(tài)，與周圍大氣電位差小，針尖電場Q均勻，因此幾乎不發(fā)生電暈放電，即保證了在引發(fā)發(fā)生前針頭附近的空間電荷 很少的要求。圖3本實用新型放電時針頭場強的變化圖當雷云電場上升到預(yù)示它可能發(fā)生對本實用新型及周圍被保護物 發(fā)生雷閃時，貯能裝置立即轉(zhuǎn)入釋能工況，這一轉(zhuǎn)變使主針針尖電場Q的電場強度不再被動態(tài)環(huán)2限制，針尖電場Q瞬間上升數(shù)百倍，使針尖附近空氣迅速放電，形成很強的放電脈沖，因沒有空間電荷的阻 礙，該放電脈沖在雷云電場作用下快速向上發(fā)展成上行先導(dǎo)，去攔截 雷云底部先導(dǎo)或進入雷云電荷中心。如果第一次脈沖引發(fā)不成上行先 導(dǎo)，貯能裝置即又進入貯能狀態(tài)，同時使第一次脈沖形成的空間電荷 得以消散，準備第二次脈沖產(chǎn)生。如此循環(huán)總能成功地引發(fā)上行雷。當可控放電避雷針有效動作后，安裝于支柱9上的監(jiān)測裝置便通 過雷電檢測探頭IO對可控放電避雷針動作時間及次數(shù)進行記錄，用戶 可以持無線讀寫器在監(jiān)測區(qū)域附近收集數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)設(shè)定。同時， 將無線讀寫器與計算機連接，可以用有關(guān)管理軟件對測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng) 計和管理。監(jiān)測裝置可是雷電計數(shù)器、無線讀寫器，利用可控放電避 雷針動作次數(shù)及時間并可對數(shù)據(jù)進行讀寫等操作。使用時(1) 本實用新型可做為獨立系統(tǒng)立于各類建筑物上，安 裝地點的選擇應(yīng)滿足既要經(jīng)濟又要保證安全的要求。用于保護輸電線路時， 一般要求升高2 3米后，直接安裝在桿塔頂部。(2) 在安裝本實用新型的針頭時，要求動態(tài)環(huán)保持水平， 主針處在鉛垂方向。自針頭頂部至被保護物頂部的高度大于 3m。禁止在結(jié)構(gòu)支柱上懸掛電話線、廣播線、電視天線及電200820190128.9說明書第3/4頁裝置11連接。力架空線。(3) —般情況下，本實用新型應(yīng)設(shè)兩根專用的接地引下 線(對于直接裝在鐵塔上的情況，不另設(shè)接地引下線，直接 與鐵塔連接牢固就可以了)。引下線一般采用圓鋼或扁鋼，其尺寸不應(yīng)小于下列值圓鋼直徑》10mm，扁鋼為4X25mm。(4) 引下線沿建筑物或構(gòu)筑物外墻敷設(shè)，并經(jīng)最短路徑接地。建筑藝術(shù)要求較高者，也可以暗敷，但截面應(yīng)加大一Y立In o -(5) 在易受機械磨損的地方，地面上約1.7m至地面下 0. 3m的一段接地引下線應(yīng)穿鐵管保護。(6) 本實用新型系統(tǒng)的接地電阻應(yīng)符合相應(yīng)場所的要求。(7) —般采用復(fù)合接地裝置。垂直埋設(shè)的接地體可采用 角鋼、鋼管；水平埋設(shè)的接地體采用扁鋼、圓鋼。它們的尺 寸不應(yīng)小于下列標準角鋼4X40X40mm;鋼管直徑4)35mm; 壁厚3.5mm;扁鋼4X25mm;圓鋼4)12mm。(8) 接地裝置處于行人過道的地下時，應(yīng)考慮采取降低 跨步電壓的措施。
權(quán)利要求1.一種可控放電避雷針，包括底座、主針、儲能元件，與底座(6)連接的3～4根斜拉桿(4)呈放射狀向上，動態(tài)環(huán)(2)固定在斜拉桿(4)上，其特征在于儲能元件(5)、主針(1)依次固定于底座(6)上，主針(1)處于動態(tài)環(huán)(2)的圓心，起支撐和隔離作用的絕緣水平拉桿(3)連接在主針(1)與斜拉桿(4)之間，底座(6)固定在避雷針支柱(9)上；主針(1)與儲能元件(5)電連接，在斜拉桿(4)的下部安裝連接有輔助儲能元件(5.1)；輔助儲能元件(5.1)與儲能元件(5)電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控放電避雷針，其特征在于在避雷針支柱(9)上貼放有雷電檢測探頭(10)，雷電檢測探頭(10)與監(jiān)測裝置(11)連接，監(jiān)測裝置(11)固定在避雷針支柱(9)上，監(jiān)測裝置采用太陽能電池供電。
專利摘要本實用新型提供一種可控放電避雷針，包括底座、主針、儲能元件，與底座(6)連接的3～4根斜拉桿(4)呈放射狀向上，動態(tài)環(huán)(2)固定在斜拉桿(4)上，其特征在于儲能元件(5)、主針(1)依次固定于底座(6)上，主針(1)處于動態(tài)環(huán)(2)的圓心，起支撐和隔離作用的絕緣水平拉桿(3)連接在主針(1)與斜拉桿(4)之間，底座(6)固定在避雷針支柱(9)上；主針(1)與儲能元件(5)電連接，在斜拉桿(4)的下部安裝連接有輔助儲能元件(5.1)；輔助儲能元件(5.1)與儲能元件(5)電連接。雷電檢測探頭(10)貼在避雷針支柱(9)上，雷電檢測探頭(10)與監(jiān)測裝置(11)連接，監(jiān)測裝置采用太陽能電池供電。
文檔編號H01T19/04GK201303211SQ200820190128
公開日2009年9月2日 申請日期2008年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日
發(fā)明者曾楚英, 進 譚 申請人:武漢華瑞防雷科技股份有限公司