专利名称：一种电力系统有源消雷保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种防雷保护设施，特别是对现代化电力系统的500千伏至10千伏的发电厂，变电站，配电站，输电线路，配电线路等被保护物的防雷保护设施。
当前国内外现行的传统防雷保护设施主要有富兰克林避雷针，避雷线，避雷带等都是利用引雷原理而设计的一种不太可靠的防雷设施。它们都难以避免自然界的相当一部分很强烈地直接雷击及所有被保护物遭受直接雷击以后的反击电压，跨步电压，感应电压，热的和力的破坏作用。而且传统避雷设施的基建投资高，维护费用大，保护范围小，既是在地皮表面上的保护范围也不超过避雷针安装高度的1.5倍。
本实用新型的目的是提供一种现代化电力系统专用的有源消雷保护装置。本装置能够把目前所有的各种消雷装置(消雷器)的消雷效果提高到最大限度，能满足超高压(500千伏)，特高压(1000千伏)输变电防雷技术的最新需要。
本有源消雷保护装置主要由直流电压发生器及其附件或交流电压发生器及其附件，电晕针，电位针，连接管等部件组装成多种型式(或多种形状和结构)的空间消雷阵列。
上述消雷阵列又可以按照不同形状的几何图形和不同排列组合方法固定在多种不同结构形状的整体支座上与一个或多个直流电源发生器及其附件(或一个或多个交流电源发生器及其附件)用导线联接在一起构成一套完整的有源消雷保护装置。
上述有源消雷保护装置的电晕针，电位针用导体材料制成，联接管及整体支座可以用非导体材料制成亦可以用导体材料制成，视不同用途和安装条件的需要而定。
上述电力系统有源消雷保护装置的联接管用非导体材料制造成组装时，亦可以用导体材料制成，其联接管内部必须装有满足一定技术条件的半导体元件等相配合。本装置的电晕针的满足一定技术条件的半导体元件等相配合。本装置的电晕针的针尖为园锥型，锥角不得大于7.5度。针杆为园柱形，其主要作用是在雷云电场作用下产生冲击电晕。
上述有源消雷保护装置的电位针的针杆为园管形(或园柱形)，针杆两端加工有外螺纹供电晕针，联接管，整体支座等组装时互相螺接使用。该电位针的主要作用是改善雷云电场在本装置附近上方空间的分布状态。电位针上端螺接一个联接管，联接管上端螺接一个导体台座，台座之上螺接1至181根电晕针。
上述电晕针的全部针尖可以处在同一个形状的曲面之上或同一个高度的水平面上，设计时采用何种曲面视现场需要而定。
上述由1至156根电位针和1至181根电晕针等部件组成的多种型式消雷针以多种几何形状，多种顺序及多种排列方法组合排列并一一螺接在整体支座上，可以成为一行或数行，也可以排列成其他形状的多种组合排列方式。
本实用新型设计方案均能达到以下效果1、能使得本消雷装置上方空间约600米(或6.7Im米，Im代表雷击电流的幅值千安数)的消雷范围以内的雷云电场强度分布状态变得均匀平滑，基本上没有局部电场奇变，从而使得消雷针阵列附近空间内不产生向上发展的雷电先导。
2、由于本有源消雷保护装置设置了较多的电晕针，从而极大的加强了雷云较低时在本装置的空间阵列尖端上的冲击膜状电晕效果，从而使得在消雷范围以内的空气电介质的击穿电压大幅度地提高，这样在消雷范围内就不容易发生雷云电压的击穿现象。
3、由于本有源消雷装置空间阵列上各个尖端附近的空气电离作用的加强和电晕点电源的增多，使得与雷云电荷相异性的空间离子电荷大量地产生和动态性的弥漫在本消雷装置附近空间，又由于雷云电场的施感作用使得本装置所有阵列尖端上产生大量的空间离子电荷，从而在下行雷电先导首端必然不断地进行着异性电荷的中和作用，使得该下行先导首端的电场强度减弱，去游离作用加强而缩回消失掉或大大降低其电荷负载量而减轻其破坏作用。因此本消雷装置必然能够消除绝大部分下行雷电先导对被保护物的对地雷击次数或大大减轻其受雷击后的破坏程度。
4、由于本有源消雷保护装置配备了适当功率的直流电源或配备了采取过特殊措施的交流电源，从而能够对150千安以上的强雷击进行人为地有源补充中和异性雷云电荷的外加强力措施，从而能够取得更高的消雷可靠率以利保证主要发电厂、变电站、配电站、输配电线路的安全供电。
5、对于难以防护的球行雷电能够产生热电子脉冲发射流诱导球形雷自身发生远距离爆炸而消失。因此，本有源消雷装置能够更大限度的减少雷击地面物体的次数和强度，其保护范围可大于12倍消雷针的平均安装高度。
图面说明
图1是本实用新型的实施例1，其中电晕针4的上部针尖为园锥形，锥角不大于7.5度，针杆为园柱形，直径为0.003米至0.05米，针杆根部加工有阳螺纹，针长为0.1米至5.3米，螺纹长为0.03米至0.09米。由1至181根上述电晕针4，用螺接的方法将其下部螺接于导体台座3的上部均匀分布的螺孔内，所有针尖处在同一高度的水平面内(或同一形状的任一曲面内)，上部导体台座3的下部设有一个联接管2(联接管2可以用非导体材料制成亦可以用导体材料制成，视用途性质而定)，联接管2下端与电位针1的上部螺接，电位针1的外直径为0.02米至0.09米，针杆长为0.5米至6.189米，针杆两端加工有长度为0.05米至0.2米的阳螺纹。
由上述电位针1、联接管2、导体台座3、电晕针4连接成本实用新型的一个单元结构，可以单独使用于一般的消雷装置上，也可以将其按一定比例的等距离不同方向组合排列成多种阵列式消雷装置，将电位针1下端分别固定在导体支座5上如图1的阵列式消雷装置，还可以组合排列成其他多种型式阵列式消雷装置。
图1的部件6是一个高强度的绝缘体，它的作用是将消雷阵列与安装塔架绝缘隔开，在经过空气间隙8和交流电源的高压线圈串联后与安装塔体联接牢固并经引下线12可靠接地。
图1中的空气间隙9为保护交流电源的高压线圈而设，11为交流电源变压器，13为间隙支点，10为安装消雷器的杆塔，7为悬挂电力线的金属横担。
图2是本实用新型的实施例的第二种结构型式，其特点是将上述消雷针设计成辐射状分布，使每个单元结构的电晕针针尖分布在同一个球面上，每个单元结构的电位针固定在一个半球形笼架5上(或固定在一个半球形上)或其他形式的固定支架上，其结构如图2。在图2中的支撑物是一座金属型结构的高大铁塔7，而固定电晕针的部件3则是半园球形的导体台座。
图3是本实用新型的实施例的第三种结构型式，其特点是将上述消雷针设计成互相平行的半园形多层结构，其中所有的电晕针针尖处在同一直径的半园柱面上，每个单元结构的电位针根部都固定在同一个导体固定支架5上，其整体结构如图3。
本实用新型的上述单元结构的消雷针可以根据各种实施例的不同要求和保护性能设计成多种其他形状的消雷保护装置，可以是有源的，也可以是无源的，视被保护设备的不同技术要求，将有源消雷保护装置与无源消雷保护装置交替使用，互补尤缺点必然会得到最佳的技术和经济效益。
权利要求1.一种电力系统有源消雷保护装置，其特征在于它由电位针1、联接管2、导体台座3、电晕针4、绝缘体6、空气间隙8，9和交流电源发生器及其附件11或直流电源发生器及其附件和接地引下线12，构成本装置的一个单元结构，称之为消雷针系统；上述电晕针顶部为园锥形，锥角不大于7.5度，针体根部有螺纹，由1至181根导体电晕针成辐射状分布，或其他形状排列安装在上述导体台座3的上半体面而成为各单元结构的；即电晕针4根部螺纹与导体台座3的上半体面上的均匀分部的螺孔相联接使得上述一组电晕针4尖部处在同一个球面上或半球面上或园柱面上或半园柱面上或同一个平面上，或同一个任意曲率的曲面上，上述导体台座3的下部安装有非导体材料制成的联接管2，联接管2内部装配有若干个满足一定技术条件的半导体元件及附件，联接管2下端螺接有电位针1，电位针1下端也有螺纹可螺接在一个整体导体支架5的均匀分布的螺孔内或许多短的螺杆上或均匀分布的焊接在整体支架上。
2.如权利要求1所述的消雷装置，其特征在于消雷针系统的1至156根电位针1可按等距离任意方向排列成一行或多行与相当数量的电晕针4一起固定在整体支架上。
3.如权利要求1所述的消雷装置，其特征在于消雷针系统的1至156根电位针1与相应数量的电晕针4一起可以呈辐射状结构组合排列成球面形或半球面形或柱面形或半柱面形或园形或半园形或部分园形等多种形状的结构消雷装置固定在导体整体支架上以提供不同防雷技术精度要求者随意选用。
专利摘要本实用新型提供了一种现代化电力系统的重要枢纽变电站，大型发电厂，超高压及以上输电线路等防雷专用的有源消雷保护装置，一组由电位针，联接管，导体台座电晕针，空气间隙，交流电源发生器等部件构成的消雷针的单元结构可以是空间阵列式或多种几何图形状的导体尖端阵列，并固定在整体支架上。本装置较传统的避雷针及其它消雷装置有如下优点消雷效率最高，消雷可靠性最大，特别是对自然界的球形雷有远距离引发爆炸的作用。
文档编号H01T19/00GK2168358SQ93218860
公开日1994年6月8日 申请日期1993年7月19日 优先权日1993年7月19日
发明者钱若泉 申请人:钱若泉