一种变能组合式防雷接地装置及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种防雷、避雷装置，尤其涉及一种变能组合式防雷接地装置。
【背景技术】
[0002] 雷电是自然界一种自然现象。雷电在发生的时候会产生超强电流电压容易对人们 的生命和财产造成损害。现有技术中的防雷地线的接地电阻需要根据施工现场的地形、地 貌和地质的导电率进行针对性设计，并需要通过反复试验，有些地质地貌很难制造出合适 的防雷地线，影响了防雷效果，且施工周期长，防雷地线很难实现统一标准，不便于大批量、 规模化生产，尤其是铁路的建设过程中，防雷地线的设计施工更是一件非常复杂的项目。
[0003]CN201282204Y公开了一种避雷接地极，其包括双层金属罐，并在中部空间和外围 空间内注入电解质溶液。但该接地极金属罐上部的避雷接地导线接头在受到雷击时，大部 分电流经过金属罐导向地面，一部分施加到电解质溶液中，导致中部空间和外围空间的压 力增大，电解质溶液会从减压阀内排出，使用一段时间需要补充电解质溶液进行维护，使用 成本较高。并且该接地极必须要埋于地下，使用范围具有局限性，增加了施工成本。
[0004]CN102496487A是申请人前期研发的变能组合式防雷地线，其为单体结构，外壳与 内芯之间填充电解质组合物。该防雷地线结构简单，使用方便，但该防雷地线仍有部分续流 产生，内阻在2欧姆左右，防雷效果还有待进一步提升。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种适应各种场合、结构简单便于安装维护、 成本低、内阻低、无反压，能够实现标准化规模化生产的便于推广的变能组合式防雷地线。
[0006] 解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0007] -种变能组合式防雷接地装置，至少由两个以上的变能防雷接地单体并联组成， 所述变能防雷接地单体包括外壳1和内芯2,所述的外壳1与内芯2之间设置有空腔3,所 述的空腔3内设置有电解质组合物，并采用绝缘盖板5将其封装在所述接地单体内，其特征 在于，电解质组合物以重量百分比计，由以下成分组成：
[0008]
[0009]
[0014] 进一步地，所述外壳1可通过导线连接安全接地棒4。
[0015] 进一步地，所述外壳1和内芯2均为导电金属，更进一步地，外壳1和内芯2均为 不锈钢，优选304不锈钢。
[0016]进一步地，所述绝缘盖板5为环氧树脂，外壳为圆柱形或方形。
[0017]本发明还提供了一种变能组合式防雷接地装置在防雷设施上的应用，进一步地， 所述变能组合式防雷接地装置应用在电信、电力、通讯、移动设备、交通工具等接地系统中， 优选应用在大型户外设备、铁路列车、飞机上。
[0018] 有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0019] 1、本发明的防雷接地装置把放电管释放出的电能进行吸收、变换、释放三位一体 的能量组合变换，代替传统防雷地线通过接地电阻向大地释放电能，实现雷电保护的功能， 具有蓄电池的充、放电性能，其特殊性是没有极性要求，正、反双向均可进行充、放电，适配 雷电、不同极性的脉冲的冲击，抗雷电流能力达l〇〇kA，其内阻很小，低压测试小于0.6欧 姆，高压测试小于0.06欧姆。
[0020] 2、本发明的电解质组合物成分经过精确配比而成，性质稳定，具有高能量转化性 能，具有快速充、放电的特性。
[0021] 3、本发明的防雷接地装置结构简单，仅在外壳和内芯之间填充电解质组合物，且 不需补充，无需人工维护，大大降低了维护成本；材质选用铸铁、铸钢，具有电一热变换功 能，热能转化效率在20 %左右。
[0022] 4、能达到标准化生产，使用方便，能够应用于铁路、大型设备、飞机、汽车等物体 上。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明变能防雷接地单体的结构示意图；
[0024] 图中，1外壳，2内芯，3空腔，4安全接地棒，5绝缘盖板。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图和实施例，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范 围不局限于所述实施例。
[0026] 如图1所示，一种变能组合式防雷接地单体，包括外壳1和内芯2,所述的外壳1与 内芯2之间设置有空腔3,所述的空腔3内存储有电解质组合物，所述的壳体1通过导线连 接有安全接地棒4,所述的壳体与内芯分别为铸钢和铸铁材料，所述的空腔3内的电解质组 合物采用绝缘盖板5环氧树脂封装。
[0027] 变能组合式防雷接地装置由至少2个接地单体并联而成。
[0028] 施工现场有防雷装置的情况，将防雷装置的放电管连接在内芯，变能组合式防雷 接地装置放在室内、箱内，安装在空中物体上均可。
[0029] 施工现场原来没有防雷装置的情况，新装变能组合式防雷接地装置，则将其安装 在避雷器下部，室内、箱内、空中物体上均可，外壳通过导线连接安全接地棒用以保护人身 安全。
[0030] 原理：应用"能量守恒定律"变能理论。雷电是自然界能量变化的一种物理现象， 它是一种瞬间变化的无固定电源的能量变化现象。这种能量，在一定的条件下，它是可以不 断变换的能量。本发明的变能组合式防雷接地装置将雷电的能量进行变换，对雷电释放的 电能完成"吸收"、"变换"、"释放"三位一体的组合变换，完成变能释放，代替传统的防雷地 线的向大地释放的"释放一变能"的变能方式，这样就取消了接地电阻的要求，就能实现防 雷地线的产品化、标准化目的。
[0031] 本发明的变能组合式防雷接地装置尤其适合安装在铁路、户外大型设备以及空中 物体上。
[0032]实施例1
[0033]该装置采用2个变能组合式防雷接地单体并联而成，电解质组合物成为如下：
[0034]
[0035] 测试仪表、设备：
[0036] 1、数字存贮示波器TDS1012B-SC型美国TEK公司
[0037] 2、冲击电流试验装置8/20&10/350西安交通大学电力电子专用设备研宄所
[0038] 3、精密LCR测试仪HP4284A美国惠普公司。
[0039] 测试结果参见表1。
[0040] 实施例2
[0041]该装置采用2个变能组合式防雷接地单体并联而成，电解质组合物成为如下：
[0042]
[0043] 测试仪表、设备同实施例1;
[0044] 测试结果参见表1。
[0045] 实施例3
[0046] 该装置采用2个变能组合式防雷接地单体并联而成，电解质组合物成为如下：
[0047]
[0048] 测试仪表、设备同实施例I;
[0049] 测试结果参见表1。
[0050] 实施例4
[0051] 该装置采用2个变能组合式防雷接地单体并联而成，电解质组合物成为如下：
[0052]
[0053] 测试仪表、设备同实施例1 ;
[0054] 测试结果参见表1。
[0055] 实施例5
[0056] 该装置采用3个变能组合式防雷接地单体并联而成，电解质组合物成为如下：
[0057]
[0058]
[0059] 测试仪表、设备同实施例I;
[0060] 测试结果参见表1。
[0061] 实施例6
[0062] 该装置采用3个变能组合式防雷接地单体并联而成，电解质组合物成为如下：
[0063]
[0064] 测试仪表、设备同实施例1;
[0065] 测试结果参见表1。
[0066]实施例7
[0067]该装置采用3个变能组合式防雷接地单体并联而成，电解质组合物成为如下：
[0068]
[0069]
[0070] 测试仪表、设备同实施例I;
[0071] 测试结果参见表1。
[0072] 实施例8
[0073] 该装置采用3个变能组合式防雷接地单体并联而成，电解质组合物成为如下：
[0074]
[0075] 测试仪表、设备同实施例1 ;
[0076] 测试结果参见表1。
[0077] 表1变能组合式防雷接地装置检测结果
[0078]
[0079] 上述8套优化方案中当冲击电压较低时，内阻能够控制在0. 1欧姆以下，当冲击 电压较高时，内阻最小可控制在〇. 047以下，这远远小于传统防雷地线所需的接地内阻值。 变能组合式防雷接地装置具有电池的性能，正负极可变，本身电阻很小，电压、电流越大其 电阻越小，产生压降越小，在雷击时产生的反向电压就很小，更有利于设备的保护，雷电击 中时产生的正向电流与反压产生的反向电流中间需过零而自动切断，保护了避雷器材和设 备。在雷击时产生了化学能、热能、电场能、磁场能等。该变能组合式防雷接地装置在雷击 时中间的内芯可以产生涡流磁场，将电能转变为磁能和热能，将电能消耗掉，壳体屏蔽了磁 场，防止磁场外泄形成次生灾害。
【主权项】
1. 一种变能组合式防雷接地装置，至少由两个以上的变能防雷接地单体并联组成，所 述变能防雷接地单体包括外壳（1)和内芯（2)，所述的外壳（1)与内芯（2)之间设置有空腔 (3)，所述的空腔（3)内填充有电解质组合物，并采用绝缘盖板（5)将其封装在所述接地单 体内，其特征在于，电解质组合物以重量百分比计，由以下成分组成：2. 根据权利要求1所述的一种变能组合式防雷接地装置，其特征在于，各组分优选为：3. 根据权利要求2所述的一种变能组合式防雷接地装置，其特征在于，各组分优选为：4. 根据权利要求1-3之一所述的一种变能组合式防雷接地装置，其特征在于，所述外 壳1通过导线连接安全接地棒（4)。5. 根据权利要求1-3之一所述的一种变能组合式防雷接地装置，其特征在于，所述外 壳⑴和内芯⑵均为导电金属。6. 根据权利要求5所述的一种变能组合式防雷接地装置，其特征在于，外壳（1)和内芯 (2)均为不锈钢，优选为304不锈钢。7. 根据权利要求1-3之一所述的一种变能组合式防雷接地装置，其特征在于，所述绝 缘盖板（5)为环氧树脂，外壳为圆柱形或方形。8. 权利要求1-7中任一项所述的一种变能组合式防雷接地装置在防雷接地系统中的 应用。9. 根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述变能组合式防雷接地装置应用在电 信、电力、通讯、移动设备、交通工具的接地系统中。10. 根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述变能组合式防雷接地装置应用在高 速列车或飞行器的接地系统中。
【专利摘要】本发明公开了一种变能组合式防雷接地装置。该变能组合式防雷接地装置至少由两个以上的变能防雷接地单体并联组成。所述变能防雷接地单体包括外壳(1)和内芯(2)，所述的外壳(1)与内芯(2)之间设置有空腔(3)，所述的空腔(3)内填充有电解质组合物，并采用绝缘盖板(5)将其封装在该接地装置内。该变能组合式防雷接地装置具有蓄电池的充、放电性能，没有极性要求，正、反双向均可进行充、放电，适配雷电、不同极性的脉冲的冲击，内阻很小，低压测试小于0.6欧姆，高压测试小于0.06欧姆。该变能组合式防雷接地装置先吸收变能、后释放，反压很小，无反压，具有优异的防雷效果；且结构简单，免于维护，可广泛应用于电信、电力、通讯、移动设备、交通工具等接地系统中。
【IPC分类】H01G9/18, H01R4/66
【公开号】CN104966912
【申请号】CN201510424624
【发明人】张万岭, 朱世华, 蔡仁峰, 徐翠芳
【申请人】扬州华峰防雷新科技有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月17日