本发明专利技术涉及一种中波铁塔消雷装置，包括锥形的空间雷电场能感应体和雷电能量消耗单元，所述雷电能量消耗单元包括上金属安装板、下金属安装板和多个上下叠置且相互间电气串联的耗雷体组件，最上一个所述耗雷体组件与所述上金属安装板相对固定并保持电气连接，最下一个所述耗雷体组件与所述下金属安装板相对固定并保持电气连接，相邻两个所述耗雷体组件之间相对固定且相互间保持空气间隙，所述空间雷电场能感应体安装在所述上金属安装板的顶面上的边角位置，并与所述上金属安装板保持电气连接。本发明专利技术能消除中波铁塔的直接雷击地闪发生可能，消除中波发射台系统的雷击隐患，又能满足中波系统连续不间断正常工作的要求。
【技术实现步骤摘要】
中波铁塔消雷装置
本专利技术涉及一种用于中波广播发射系统的直接雷击隐患消除装置。
技术介绍
中波广播是远距离语音新闻信息传播的一种重要手段，更是一种现代公共应急广播的传播方式。由于中波广播是通过无线发射系统利用电磁波的方式来实现远距离的信号传输的，为提高中波的覆盖和发射效率，因此中波场地多在空旷环境中，而且很多中波铁塔采用半波长的发射铁塔，铁塔垂直高度在70-200米之间。为满足承载要求，铁塔体积较大，引雷能力较强，而且铁塔和大地绝缘，使得中波广播发射系统不可避免的会遭受到雷击的破坏与干扰。中波系统的恶劣工作环境因素是影响中波系统正常工作的隐患来源，除雷电外，沙尘暴、雾霾等静电产生的隐患也会影响中波系统的安全。中波系统雷击的损坏表现主要有以下几种：(1)天线铁塔直接遭到雷击使铁塔拉线绝缘子(或加装的绝缘子保护避雷器)损坏；(2)从塔底馈电口侵入的雷击过电势直接至阻抗匹配单元，引起发射机内部电路器件损坏；(3)严重的直接雷击会带来供电系统的地电势反击，使中波发射机的电源系统损坏；(4)严重的直接雷击电弧内含的X射线、雷声对工作人员身心健康存在危害隐患。现有的中波系统防雷措施依据的是传统引雷泄放的防雷理论，传统理论认为雷击的危害有两个途径：直接雷击和雷击产生的电磁脉冲破坏，并针对这两种途径分别采取相应的保护措施。关于直接雷击，传统的直接雷击保护的公认机理为“雷电能量通过避雷针的击闪，通过接地线泄放到大地”。避雷针的良好接地为这一直接雷击保护措施的首要条件。然而，半波长中波铁塔是绝缘于大地的，铁塔本身禁用接地，而且铁塔很高，无法在中波铁塔上采用直接雷击保护措施，而如果另设独立避雷针保护成本很高，且在发射场地内设置避雷针会影响天线的发射性能，因此无法采用富兰克林避雷针进行直接雷击保护，因此只有寄希望于“引雷接地”的方式进行直接雷击保护，即改善接地系统。改善接地系统的最直接方式是降低地网电阻，但直接效果是增加雷击的概率和强度，并不能阻止中波铁塔直接雷击地闪的发生，即使接地电阻为零，也改变不了中波系统设备处在高入地电势的隐患情况。关于雷击产生的电磁脉冲，是指雷击产生的电磁冲击波，强大的冲击波在破坏电子和电气设备的同时还会对播出环节设备产生电磁干扰，导致播出效果下降甚至停播。为此在很多中波系统，会在中波铁塔底部设置一对金属放电球。传统理论认为：在云层对天线铁塔放电时，天线底部会产生很高的电势，利用尖端放电原理，在天线底部金属放电球放电，用于防止来自天线的过量高电压。放电球的直径为10cm，一端接地，放电球间隙结合发射功率进行调整，一般在功率为10kW时放电球间隙调整为2cm。另外，在天线调配网络上也要增加一对直径1.5cm的石墨放电球，在石墨放电球接地一端的引线上套入30～40只阻尼磁环，发射机正常工作时，阻尼磁环不起作用；当天线遭到雷击瞬间短路时，电流经过引线流入大地，引线上的磁环产生反向感应电动势，增加了发射机系统的短路电阻，减弱了电流强度。石墨放电球的间隙一般取1mm/1kV，10kW发射机通常取1cm。由于雷电的主要能量集中于低频和直流部分，所以还在天线底部设计了对地并联的微亨级电感线圈(约60～100/μH)作为静电泄放线圈，它为雷击电流入地提供了良好通路，可以把雷电的巨大能量迅速泄放。然而实践证明金属放电球的作用效果很小。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种中波铁塔消雷装置，既能消除中波系统直接雷击地闪发生的可能，又能满足中波系统连续不间断正常工作的要求。本专利技术的主要技术方案有：一种中波铁塔消雷装置，包括锥形的空间雷电场能感应体和雷电能量消耗单元，所述雷电能量消耗单元包括上金属安装板、下金属安装板和多个上下叠置且相互间电气串联的耗雷体组件，最上一个所述耗雷体组件与所述上金属安装板相对固定并保持电气连接，最下一个所述耗雷体组件与所述下金属安装板相对固定并保持电气连接，相邻两个所述耗雷体组件之间相对固定且相互间保持空气间隙，所述空间雷电场能感应体安装在所述上金属安装板的顶面上的边角位置，并与所述上金属安装板保持电气连接。所述上金属安装板和下金属安装板均为双层三角形板状结构，双层三角形板之间存在间隔且二者相互绝缘。所述耗雷体组件可以包括雷电能量消耗电阻以及上固定金属板和下固定金属板，所述雷电能量消耗电阻有多个，相互间电气并联，每个所述雷电能量消耗电阻均安装在所述上固定金属板和下固定金属板之间，并与所述上固定金属板和下固定金属板保持电气连接。每个所述雷电能量消耗电阻的外面包裹有外壳，所述外壳由耐腐树脂压注而成，所述外壳的外侧面沿所述雷电能量消耗电阻的长度方向呈锯齿形。所述上金属安装板、下金属安装板、上固定金属板和下固定金属板均优选为中部镂空结构，同时所述雷电能量消耗电阻分布在靠近上、下固定金属板外边缘的位置，使所述中波铁塔消雷装置成为中空的柱状。所述耗雷体组件的上固定金属板和下固定金属板之间还固定支撑有多根绝缘材料棒，所述绝缘材料棒分布在所述上固定金属板和下固定金属板的角点的位置上，与所述上固定金属板和下固定金属板一起形成中空框架。相邻两个所述耗雷体组件之间的空气间隙距离为10-100mm，所述雷电能量消耗单元的内空高度在一米以上。单个的所述耗雷体组件的电压等级优选在20KV以上，所述雷电能量消耗单元的电压等级优选在250KV以上。所述空间雷电场能感应体的高度应在0.5米以上，底面的当量直径优选为50-200mm。所述空气间隙优选由绝缘介质板充垫，所述绝缘介质板为中部镂空结构。本专利技术的有益效果是：在中波铁塔的最高处安装所述中波铁塔消雷装置，能够把空间电场通过空间雷电场能感应体在感应阶段主动感应转化，通过设置在空间雷电场能感应体下部的耗雷体组件，同步地以间隙电场和电能方式组合消耗转化的雷电作用能量，主动感应然后主动消耗掉，使雷击高电势通过感应消耗掉，其后面的中波铁塔就是安全的低电势区域，这种消耗方式没有直接雷击地闪发生的大地闪电流的产生条件，全部的雷电作用能量全部消耗在耗雷体组件上，不产生直接雷击地闪电流，不会把雷电作用能量转移到塔底的发射机系统中。利用中波铁塔的高度，起到很好的雷电高电压的安全消耗隔离作用，从而保证中波全系统设备的安全。利用多支边角设置的金属接闪体，在不影响天波反射的前提下，扩大了接闪体的感应面积，使中波铁塔上部空间雷云电场的转化能力最大化，从而使周边区域的雷电场强减小，消除侧绕击的隐患。所述耗雷体组件为独立的单元结构，可根据使用环境的需要多单元串联使用，方便生产、安装和维护，消耗电阻采用压注成型为瓦棱形状，提高产品的使用寿命，消除侧面污圾爬电可能。由于所述耗雷体组件具有高阻抗、大功率和大体积特点(优选的，高阻抗要求是电压等级20千伏，通过电流小于1毫安；大功率要求是消耗瞬间功率等级在3×20千安×250千伏以上；大体积要求是单个消耗电阻基本尺寸为20×50×200mm)，因此能够很好地承受消耗过程中的热量，辅以空气或介质间本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种中波铁塔消雷装置，其特征在于：包括锥形的空间雷电场能感应体和雷电能量消耗单元，所述雷电能量消耗单元包括上金属安装板、下金属安装板和多个上下叠置且相互间电气串联的耗雷体组件，最上一个所述耗雷体组件与所述上金属安装板相对固定并保持电气连接，最下一个所述耗雷体组件与所述下金属安装板相对固定并保持电气连接，相邻两个所述耗雷体组件之间相对固定且相互间保持空气间隙，所述空间雷电场能感应体安装在所述上金属安装板的顶面上的边角位置，并与所述上金属安装板保持电气连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种中波铁塔消雷装置，其特征在于：包括锥形的空间雷电场能感应体和雷电能量消耗单元，所述雷电能量消耗单元包括上金属安装板、下金属安装板和多个上下叠置且相互间电气串联的耗雷体组件，最上一个所述耗雷体组件与所述上金属安装板相对固定并保持电气连接，最下一个所述耗雷体组件与所述下金属安装板相对固定并保持电气连接，相邻两个所述耗雷体组件之间相对固定且相互间保持空气间隙，所述空间雷电场能感应体安装在所述上金属安装板的顶面上的边角位置，并与所述上金属安装板保持电气连接。
2.如权利要求1所述的中波铁塔消雷装置，其特征在于：所述上金属安装板和下金属安装板均为双层三角形板状结构，双层三角形板之间存在空气间隔且二者相互绝缘。
3.如权利要求2所述的中波铁塔消雷装置，其特征在于：所述耗雷体组件包括雷电能量消耗电阻以及上固定金属板和下固定金属板，所述雷电能量消耗电阻有多个，相互间电气并联，每个所述雷电能量消耗电阻均安装在所述上固定金属板和下固定金属板之间，并与所述上固定金属板和下固定金属板保持电气连接。
4.如权利要求3所述的中波铁塔消雷装置，其特征在于：每个所述雷电能量消耗电阻的外面包裹有外壳，所述外壳由耐腐树脂压注而成，所述外壳的外侧面沿所述雷电能量消耗电阻的长度方向呈锯齿形。
5.如权利要求4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋喂，
申请(专利权)人：宋喂，
类型：发明
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。