一种带绝缘套管的提前放电引雷针制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带绝缘套管的提前放电引雷针，包括引雷针本体和法兰盘，法兰盘上设置主、副放电间隙模块，引雷针本体的上部设置均压环，均压环第一连接杆进行支撑固定，第一连接杆的上端与引雷针本体间通过横状布置的第二连接杆进行连接，第一、二连接杆均沿引雷针本体的周向间隔设置，避雷针本体的顶端套设有一绝缘套管，绝缘套管的顶端处于封堵状。上述提前放电引雷针，通过在引雷针底部设置放电间隙模块减少雷击时的电流幅值，将一个瞬变的放电过程变成一个放电时间较长的过程，使雷击引起反击和电磁干扰的问题得到极大的缓和，同时，引雷针顶部采用两个均压环，均匀电场，减少电晕的产生，另外，引雷针针头加装具有强极性的绝缘套管，以增加引雷能力。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及防雷领域，具体涉及一种带绝缘套管的提前放电引雷针。
技术介绍
避雷针主要由避雷针针体引下线及接地极构成，其主要工作原理就是利用自身高度，使雷云下的电场发生畸变，将雷击放电引到避雷针上，再通过下引线和接地极将雷电流消散至大地，从而保护它下面或周围建筑物不遭受雷击。避雷针随着高度的增加，保护的有效性降低，绕击被保护物的概率增加，甚至存在所谓“负保护”效应。大量的研究及实践证明，一根垂直避雷针无法获得一个肯定的安全保护区。例如，1964年7月沈阳某微波站遭到雷击，雷击点发生在距避雷针顶部下面4m的地方；莫斯科537m高的电视塔，雷曾绕击塔下的200m的塔身，甚至打到离塔水平距离150m的地面上。现行规程中的保护范围可以说是用来决定避雷针高度与数目的工程方法，雷绕开避雷针而直接击在被保护物上的事件是屡见不鲜的，大量经验表明，避雷针的绕击率大约在1%左右，可见使用避雷针时被保护物的危险性还是很大的。避雷针把雷引到自身的顶部后，其强大的雷电流在入地时，如果接地电阻和引下线的阻抗过高或是避雷针对保护物之间的距离小于安全距离时，会形成高电压，造成避雷针及引下线对保护物的反击。我国过电压规程规定，避雷针对被保护物的空间距离SK≥5m，避雷针对保护物的接地装置间的地中距离Sa≥3m。实际上绝大多数现场应用是难以实现的，各种电力线、电话线、广播线、天线对避雷针及引下线的距离过近易发生绝缘击穿而损坏；另一方面，有些装置避雷针的接地网腐蚀严重，其电阻高达几十欧（规程要求≤10Ω），这也会造成反击。当避雷针附近有一开口的金属环（如房屋的钢筋没焊好或其它原因造成开口），在开口处会产生电磁感应过电压，使开口处产生火花放电，造成易燃品起火，特别是油库、液化气库、火药库等起火爆炸。此外，还会产生静电感应过电压。由于传统避雷针在防雷中有以上种种防不胜防的问题，所以传统避雷针不适宜用来保护易燃、易爆品及弱电设备。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种带绝缘套管的提前放电引雷针，其可有效解决上述问题，能可靠地引发上行雷闪放电，达到保护各类被保护对象的目的。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案进行实施:一种带绝缘套管的提前放电引雷针，其特征在于:包括立状布置的引雷针本体以及安装引雷针的法兰盘，引雷针安装在法兰盘上设置的主放电间隙模块上，引雷针本体的上部外围设置有均压环，均压环通过法兰盘上设置的倾斜布置的第一连接杆进行支撑固定，第一连接杆的上端与引雷针本体间通过横状布置的第二连接杆进行连接，第一连接杆的下端安装在法兰盘上设置的副放电间隙模块上，第一、二连接杆均沿引雷针本体的周向间隔设置，避雷针本体的顶端套设有一绝缘套管，绝缘套管的顶端处于封堵状。详细的技术方案为:法兰盘安装在升降支架上，绝缘套管的下端延伸设置至均压环的下方，均压环沿铅垂方向间隔设置，各均压环的下方分别设置第二连接杆，绝缘套管上设置安装底座，第二连接杆的里端固定在安装底座上，绝缘套管由玻璃纤维增强环氧树脂制得。本技术的有益效果为:上述提前放电引雷针，通过在引雷针底部设置放电间隙模块减少雷击时的电流幅值，将一个瞬变的放电过程变成一个放电时间较长的过程，使雷击引起反击和电磁干扰的问题得到极大的缓和，同时，引雷针顶部采用两个均压环，均匀电场，减少电晕的产生，另外，引雷针针头加装具有强极性的绝缘套管，以增加引雷能力。附图说明图1为本技术结构示意图；图2、3为不同情况下引雷针针头处的电场分布。具体实施方式为了使本技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本技术进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本技术的一种或几种具体的实施方式，并不对本技术具体请求的保护范围进行严格限定。雷云对地面物体的放电有两种可能的形式:一种是自雷云起始的向地面发展的先导引导的下行雷闪；另一种是从地面高耸的物体顶端开始向雷云发展的先导引导的上行雷闪。一般地说，下行雷闪，主放电的过程自地面附近开始，电荷供应充分，因此，放电进行得比较快，放电电流幅值比较大，但放电持续的时间比较短。据雷电观测的结果，下行雷的放电电流幅值平均值在30～44千安范围之内，电流上升速度在24～40千安/微秒，放电脉冲延续的时间<100微秒。上行雷闪，一般没有自上而下的主放电，它的放电电流是由不断向上发展的先导过程产生，因此放电电流小，持续时间长。即使有自上而下的回击电流，它的幅值比起下行雷来，也是小得多，因为从雷云中向主放电通道供应电荷比大地困难得多。对于上行雷，平均幅值小于7千安，电流上升速度小于5千安/微秒，放电持续的时间约数百分之一秒至数十分之一秒。上行雷闪不仅雷击电流幅值小陡度低而且不绕击，这是因为上行雷闪先导是自下而上发展，该先导或者直接进入雷云电荷中心，或者拦截自雷云向下发展的先导，这样中和雷云电荷的反应在上空进行，自雷云向下的先导就不会延伸到被保护对象上。上行雷闪还有另外一个特点是上行先导对地面物体还具有屏蔽作用，可减轻放电时在地面物体上的感应过电压。上行雷的特点之一是它总是从建筑物的最高处开始，向上发展进入云内放电。不同高度的建筑物引发上行雷的比例是不一样的。例如，帝国大厦（高380米）引发上行雷的比例（上行雷对下行雷之比）是18:1，瑞士圣萨瓦托山（海拔314米）上的70米高铁塔，引发比是5:1，而莫斯科郊外的奥斯坦金电视塔（高540米）引发比是30:1；在平原地区，可以认为60米以下高度的建筑物引发上行雷的可能性为0。高建筑物之所以能够引发上行雷是因为建筑物对雷云电场产生的巨大畸变。建筑物顶部附近的电场受到雷云电场、建筑物高度、顶部形状的影响。在雷云电场还不是很强时，高建筑物顶部的电场就可以达到很高的值。当电场超过某个临界值时，附近的大气就开始放电。Pierce用建筑物顶部与周围大气的电位差（所谓断点电压）Vd=∫Ea(H)dH（Ea(H)是沿建筑物高度变化的环境电场）为说明引发上行放电的可能性。Pierce根据自己的观察得出的结论:Vd在106伏左右就可以引发上行雷。根据经验分析，要成功地引发上行雷，针头需达到以下要求:一、在引发发生之前，针头附近的空间电荷应尽量少，以便于自主针针尖向上发展放电脉冲；二、当需要引发上行雷闪时，针尖处的电场强度应足够高，以迅速产生放电脉冲。当带绝缘套管避雷针安装处附近的地面电场强度较低时（如雷云离可控针及被保护对象距离较远等情况），雷云不会对地面物体发生放电，此时带绝缘套管避雷针头的放电间隙处于贮藏雷云电场能量工况，由于均压环的作用，针头上部部件（均压环和主针针尖）处于电位浮动状态，与周围大气电位差小，因此几乎不发生电晕放电，即保证了在引发发生前针头附近的空间电荷很少的要求。当雷云电场上升到预示它可能发生对避雷针及周围被保护物发生雷闪时，放电间隙立即转入释能工况，这一转变使主针针尖的电场强度不再被均压环限制，针尖电场瞬间上升数百倍，使针尖附近空气迅速放电，形式很强的放电脉冲，因没有空间电荷的阻碍，该放电脉冲在雷云电场本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带绝缘套管的提前放电引雷针，其特征在于:包括立状布置的引雷针本体以及安装引雷针的法兰盘，引雷针安装在法兰盘上设置的主放电间隙模块上，引雷针本体的上部外围设置有均压环，均压环通过法兰盘上设置的倾斜布置的第一连接杆进行支撑固定，第一连接杆的上端与引雷针本体间通过横状布置的第二连接杆进行连接，第一连接杆的下端安装在法兰盘上设置的副放电间隙模块上，第一、二连接杆均沿引雷针本体的周向间隔设置，避雷针本体的顶端套设有一绝缘套管，绝缘套管的顶端处于封堵状。

【技术特征摘要】
1.一种带绝缘套管的提前放电引雷针，其特征在于:包括立状布置的引雷针本体以及安装引雷针的法兰盘，引雷针安装在法兰盘上设置的主放电间隙模块上，引雷针本体的上部外围设置有均压环，均压环通过法兰盘上设置的倾斜布置的第一连接杆进行支撑固定，第一连接杆的上端与引雷针本体间通过横状布置的第二连接杆进行连接，第一连接杆的下端安装在法兰盘上设置的副放电间隙模块上，第一、二连接杆均沿引雷针本体的周向间隔设置，避雷针本体的顶端套设有一绝缘套管，绝缘套管的顶端处于封堵状。
2.根据权利要求1所述带绝缘套管的提前放电引雷针，其特征在于:法兰盘安装在升降支架上。
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【专利技术属性】
技术研发人员：周建新，黄飙，
申请(专利权)人：南京华淼电力工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32