一种机动式避雷装置的波阻性接闪器的制造方法
【专利摘要】本实用新型的目的是降低机动式避雷装置雷电流峰值，同时降低接地电阻上的电压负荷。为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种机动式避雷装置的波阻性接闪器，包括导线、安装座Ⅰ、铁芯、绝缘保护套和安装座Ⅱ。所述铁芯为圆柱形。所述导线呈螺旋状地绕在铁芯上。所述绝缘保护套套在呈螺旋状的导线外，以包裹导线和铁芯。所述绝缘保护套上端连接安装座Ⅰ、下端连接安装座Ⅱ。所述导线的两端分别穿过安装座Ⅰ和安装座Ⅱ后，分别与避雷针和接地装置连接。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及避雷装置领域。 一种机动式避雷装置的波阻性接闪器
【背景技术】
[0002] 富兰克林避雷针系统应用范围广，但机动性较差。机动式避雷装置解决了对移动 装置的快速防雷问题，具有机动性能高、保护范围大、防雷安全性好、环境适用性强、架设与 拆收方便、应用范围广等特点。但是，目前的机动式避雷装置的接地电阻常因雷电时峰值电 流损坏，给需要防雷的移动装置带来了巨大风险。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是解决机动式避雷装置雷电流峰值造成接地电阻的电压负荷 大的问题。
[0004] 为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种机动式避雷装置的波阻 性接闪器，其特征在于：包括导线、安装座I、铁芯、绝缘保护套和安装座II。
[0005] 所述铁芯为圆柱形。所述导线呈螺旋状地绕在铁芯上。所述绝缘保护套套在呈螺 旋状的导线外，以包裹导线和铁芯。
[0006] 所述绝缘保护套上端连接安装座I、下端连接安装座II。
[0007] 所述导线的两端分别穿过安装座I和安装座II后，分别与避雷针和接地装置连 接。
[0008] 进一步，所述绝缘保护套的外表面具有若干伞片。即所述的绝缘保护套是绝缘子。
[0009] 进一步，所述安装座I和安装座II均为金属制成，所述铁芯一端与安装座I接触、 另一端与安装座II接触。
[0010] 本实用新型的技术效果是毋庸置疑的，该机动式避雷装置的波阻性接闪器能有效 降低机动式避雷装置雷电流峰值近30%，从而能有效地降低接地电阻上的电压负荷。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为机动式避雷装置的波阻性接闪器结构图；
[0012] 图2为机动式避雷装置的波阻性接闪器工作特性；
[0013] 图3为实验接线图。
[0014] 图中：1-导线，2-安装座I，3-铁芯，4-绝缘保护套，5-安装座II。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型 上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领 域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。
[0016] 实施例1 :
[0017] 一种机动式避雷装置的波阻性接闪器，一种机动式避雷装置的波阻性接闪器，包 括导线1、安装座I 2、铁芯3、绝缘保护套4和安装座II 5。
[0018] 所述铁芯3为圆柱形（圆柱体）。所述导线1呈螺旋状地绕在铁芯3上。实施例 中，所述导线1的长度是所述铁芯3长度的4?5倍。所述绝缘保护套4套在呈螺旋状的 导线1外，以包裹导线1和铁芯3。实施例中，所述绝缘保护套4是一个两端敞口的中空圆 柱体，其具有中空的圆柱体内腔。所述导线1和铁芯3穿入所述圆柱体内腔中。进一步，所 述绝缘保护套4的外表面具有若干伞片，即所述的绝缘保护套4是绝缘子。
[0019] 所述绝缘保护套4上端连接安装座I 2、下端连接安装座II 5。即所述中空的圆柱 体的两端分别采用安装座I 2和安装座II 5封堵。
[0020] 所述导线1的两端分别穿过安装座I 2和安装座II 5后（即导线1的两端分别从 安装座I 2和安装座II 5中穿出），又分别连接避雷针和接地装置。实施例中，所述导线1 的上端穿过安装座I 2后，连接在避雷针的针体上；所述导线1的下端穿过安装座II 5后， 连接在接地线上。
[0021] 进一步，所述安装座I 2和安装座II 5均为金属制成，所述铁芯3-端与安装座 I 2接触、另一端与安装座II 5接触。
[0022] 实施例2 :
[0023] 本实施例的中，所述铁芯3为圆柱形。所述导线1螺旋状绕在铁芯3上。所述螺 旋状导线1穿过绝缘保护套4。所述安装座I 2为圆柱阶梯形，中间开有孔。所述安装座 I2安装在绝缘保护套4上端。所述安装座I2直径较小一端插入绝缘保护套4中。所述 安装座II 5为阶梯圆柱形，中间开有孔。所述安装座II 5安装在绝缘保护套4下端。所述 安装座II 5直径较小一端插入绝缘保护套4中。所述导线1上端穿过安装座I 2的孔。所 述导线1下端穿过安装座II 5的孔外伸。
[0024] 本实施例中，所述的绝缘保护套4是绝缘子。
[0025] 本实施例中，铁芯3上端面与安装座I 2小直径端的端面接触。铁芯3下端面与 安装座II 5小直径端的端面接触。
[0026] 机动式避雷装置的波阻性接闪器工作特性见图2。
[0027] 阻波性接闪器的基本原理为在阻波性接闪器没有接入避雷针时，如发生雷击时， 针体是雷电冲击电压的最高电压点，产生强大的冲击电压U冲击为：
[0028] U系统冲击=U无接闪冲击=I冲击（R针体+R接地）+L针体（di/dt)
[0029] 系统的非纯阻性器件仅为避雷针针体的等效电感，其值极小，基本不会影响 雷电过电压的波峰及形状，也不会因系统发生延迟，冲击电压的形成主要与R ei4相关，这一 冲击电压直接作用于接地装置。
[0030] 当机动状态下接地条件不佳，将体现统在接地点，接地点的冲击电压将冲 击甚至损坏接地装置及周围设施。
[0031] 加入阻波性接闪器后，冲击电流经过阻波性接闪器后才作用于绝缘子，等效为在 避雷针和和接地装置间串联了一个耐极高冲击电流的特殊的RLC电路（简化计算时，只计 算L)，这一特殊RLC电路，一方面增加了雷电流的接入阻抗，作用在绝缘子上的冲击电压与 针尖的冲击电压不再相同，系统冲击电压为：
[0032] U系统冲击=I冲击（R针体+R接地）+L针体（di/dt)+L接闪器（di/dt)
[0033] 作用在阻波性接闪器上的冲击电压为：
[0034] U L (dj/dt)
[0035] 作用在接地端的冲击电压：
[0036] U有接闪冲击=U系统冲击-U接闪器=I冲击（R针体+R接地）+L针体（di/dJ-L接闪器（di/dj
[0037] 冲击电压分压原理：由于阻波性接闪器的分压，U_#= Udi/cU为系统承担了部 份雷电冲击电压。
[0038] 在雷电流冲击下，将发生与di/dt相关的电磁感应，从而改变雷电流的波形、陡度 和前沿峰值。由于陡度下降，针体电感压降（L ##(di/dt))及接地冲击电位同时降低，并发 生传导延迟。
[0039] 阻波性接闪器接入后，系统的LR电路形成了一个低通滤波器，导致雷电的高频分 量滞后于直流及低频分量到达绝缘子和接地端，冲击能量分时作用，雷电流流过阻波性接 闪器时雷电流陡度减小，从而使流过杆塔、地线的雷电流陡度同步减小，最高可使雷电冲击 电压降幅达30%以上，实现降低雷电冲击的目的，显然这一优势仅靠降低接地电阻是无法 实现的。
[0040] 冲击电压分压原理为由于阻波性接闪器的分压，uepm= Udi/dt)为系统承担了部 份雷电冲击电压。
[0041] 在雷电流冲击下，将发生与di/dt相关的电磁感应，从而改变雷电流的波形、陡度 和前沿峰值。由于陡度下降，针体电感压降（L ## (di/dt))及接地冲击电位同时降低，并发 生传导延迟。
[0042] 阻波性接闪器接入后，系统的LR电路形成了一个低通滤波器，导致雷电的高频分 量滞后于直流及低频分量到达绝缘子和接地端，冲击能量分时作用，雷电流流过阻波性接 闪器时雷电流陡度减小，从而使流过杆塔、地线的雷电流陡度同步减小，最高可使雷电冲击 电压降幅达30%以上，实现降低雷电冲击的目的，显然这一优势仅靠降低接地电阻是无法 实现的。
[0043] 雷电动平衡：由于阻波性接闪器的阻抗Zew是一个与冲击电流频率相关的参数， 而雷电流冲击的频率分量与雷电流的冲击强度相关，所以阻波性接闪器的阻抗z ew是一个 与雷电流冲击强度相关的参数，通过设计，可以使雷电流冲击越大，也越大，达到阻波 性接闪器在强雷电流冲击时分担更多的冲击电压分量的目的。
[0044] 分时冲击：阻波性接闪器具有波阻抗特性，在雷电冲击下，接地电阻不再是影响雷 电冲击电压的最致命因素，接地阻抗的作用将会因为阻波性接闪器的存在被弱化。系统形 成电磁感应，雷电冲击电流发生色散，波形畸变，冲击时间延长，陡度（φ/?^)降低。同时，在 阻波性接闪器这一雷电波器件的作用下，不同频率分量的雷电冲击能量将发生色散，频率 低的能量成份先冲击接地电阻，而频率高的成份将后冲击接地电阻，使雷电的瞬时冲击强 度降低，同样弱化了接地电阻对反击的影响。
[0045] 阻波性接闪器雷电冲击试验测试：为了研究阻波性接闪器的特性参数，对移动式 野战避雷装置的阻波性接闪器进行了雷电冲击电流击闪实验，测试阻波性接闪器防雷性 能。进行阻波性接闪器实验时，环境温度为17. 2°C，相对湿度为60%，大气压为96. 38kPa， 满足满足实验测量装置实验条件范围要求，测量数据精度满足实验要求。将〇. 5m长的移动 式野战避雷装置阻波性接闪器测试件按照图3的电路图进行连接。
[0046] 实验时采用SJTU-100冲击电流发生器冲击电流产生器对阻波性接闪器测试件注 入11. 6/24 μ s的雷电冲击电流，图中设置的分流器电阻值为0. 002392 Ω，而分压器分压比 为506. 8。用TDS1002示波器测量设置不同条件下雷电冲击电流波形的感应电压波形图。 分别测量在空载时、两次连接阻波性接闪器时，试被接试品两端产生的感应电压幅值（如 果实验条件为未设置试品的空载测试，则对连接试品电路进行短路），从而得到阻波性接闪 器的避雷性能。在注入相同冲击雷电流波形的情况下，设置阻波性接闪器对雷电冲击电流 和感应电压的实验数据，见表1。
[0047] 表1阻波性接闪器的整体避雷性能实验数据
[0048] 十"输船中辛皮试·馳 试验品 击电流 压幅值 ?(κν) 幅值（A) (V) 15^2 77?3 0 第一次连接阻波性 1、、 15.2 5602 5418 接闪器 第二次连接阻波性 '_ , , In 2 5805 6490 接闪器_
[0049] 由上表可以看出，设置两次连接阻波性接闪器可以对雷电冲击电流进行大大的消 减，两次测量结果中连接阻波性接闪器试品对冲击电流都减少了近1100A，且两次雷电冲击 电流的消减幅度相差不大，仅为200A左右，因此阻波性接闪器能很好的消减雷电流产生的 冲击电流，从而避免了机动避雷装置的过电压，对机动避雷装置有较强的电磁脉冲防护能 力。
[0050] 再将测试系统设置同等回路条件下，将回路中分别处于空载情况和接入阻波性接 闪器条件下，对冲击电流试验装置分别充电至60kV、38kV、22kV的冲击电压，产生不同幅值 的4/10 μ s的冲击电流，将TDS1002示波器测量雷电冲击电流波形的感应电压波形图记录 下来，比较空载和接入阻波性接闪器条件下产生的冲击电流和感应电压幅值及波形的变 化。两种接闪器在不同冲击电压下的雷电冲击电流和感应电压值，见表2。
[0051] 表2不同实验条件下各冲击电压下的对比实验数据
[0052] ^D. 冲击电压冲击电流幅值T；式品两端感应电压值 回路状态 (kV) (kA) (kV) ~60 ^ ^ 入试品 ％ 55·2 22 :))0.4 15.8 回路接入 60 66.9 32.03 阻波性接 38 41.8 20.27 闪器 22 22 7 11. 76
[0053] 由上表数据可以看出回路接入阻波性接闪器明显较不接入条件下对雷电冲击电 流和感应电压有很大的消减作用。冲击电压为60kV、38kV、22kV时，接入接入阻波性接闪器 比不接入时对冲击电流减少了 29. 21%、24. 28%、25. 33%，而对感应电压减少了 31. 56%、 25. 20%、25· 57%。因此接入阻波性接闪器可以有效消减雷电冲击电流24. 28% -29. 21%， 消减感应电压25. 20% -31. 56%，所以在机动式避雷装置中安装阻波性接闪器最高可使雷 电冲击电压和冲击电流的降幅达30%以上。
【权利要求】
1. 一种机动式避雷装置的波阻性接闪器，其特征在于：包括导线（1)、安装座I (2)、铁 芯（3)、绝缘保护套（4)和安装座II (5); 所述铁芯（3)为圆柱形；所述导线（1)呈螺旋状地绕在铁芯（3)上；所述绝缘保护套 ⑷套在呈螺旋状的导线⑴外，以包裹导线⑴和铁芯⑶； 所述绝缘保护套（4)上端连接安装座I (2)、下端连接安装座II (5); 所述导线（1)的两端分别穿过安装座I (2)和安装座II (5)后，分别与避雷针和接地 装置连接。
2. 根据权利要求1所述的一种机动式避雷装置的波阻性接闪器，其特征在于：所述绝 缘保护套（4)的外表面具有若干伞片。
3. 根据权利要求1所述的一种机动式避雷装置的波阻性接闪器，其特征在于：所述安 装座I (2)和安装座II (5)均为金属制成，所述铁芯（3) -端与安装座I (2)接触、另一端 与安装座II (5)接触。
【文档编号】H01T19/00GK203895745SQ201420323905
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】赵晓刚, 周毅, 郭玉章, 赵健宇 申请人:中国人民解放军后勤工程学院