非接入式杆塔防雷电接闪器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种非接入式杆塔防雷电接闪器,由支撑杆、接闪器基体和针头组成。接闪器基体包括耐高压冲击绝缘封密套管,在套管腔体内装有耐高压冲击电感线圈,在线圈外围表面、上下间隔的套装固定多块纳米强感应软磁体环,组成由多级电路单元R1L1C1、R2L2C2、…RnLnCn串联的RLC电路,在套管腔体下部,R1L1C1单元电路下端的纳米强感应软磁体环底部,接装固定一根绝缘支撑杆,支撑杆上部一段密封在套管腔体内，其余部分裸露于套管外,成为安装在杆塔上的绝缘支撑；无需接入输电线路,与杆塔绝缘,可带电安装,能削减雷电波峰幅值及降低波前陡度30%以上。具有免维护,免检测，运行成本及使用寿命长的特点。
【专利说明】非接入式杆塔防雷电接闪器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种防雷电接闪器，具体说是用于高压输电线路防雷电系统中一个重要的组成部件，名称为非接入式杆塔防雷电接闪器。所述非接入式接闪器是指:它是安装在杆塔的顶部与杆塔绝缘，而无须接入输电线路。
【背景技术】
[0002]传统的富兰克林避雷针，由于具有较好的防直击雷的效果，也因为其结构简单建造成本低，而广泛的应用在较高层的建筑物上。但是，在雷电的多发地区，针对一些特殊的场所、区域，例如物资貯备库、变电站、通讯及雷达站、化工厂、高压输电线路等等，靠传统的富兰克林避雷针来防雷避雷已不能解决问题，遭受雷电袭击而损失惨重的事件每年都有发生。
[0003]为避免大气放电引发雷击所造成的危害，已出现不少的接闪器发明创造，不过绝大多数都是安装在高层建筑物上，欲意保护高层建筑下面区域的安全，也有少数是想要解决高压输电线路的安全，例如专利号为2011205403585名称为“高压输电线路避雷接闪器”的实用新型专利就是其一。
[0004]按照该专利说明书的记载，这种接闪器，包括:先导接闪针头、绝缘防闪器、导体支撑杆和避雷计数器各组成构件。说明书图1给出了这种接闪器的具体结构示意图。从图中不难看出:这种接闪器自顶尖的接闪针到杆塔底座均为导体连通，其防雷电的基本原理依然是通过针尖放电，并把雷电流通过连通的导体经由钢塔泄流进入大地，这与传统的富兰克林避雷针的避雷原理并无区别。尽管顶端的接闪针下端连通所谓高压脉冲放电器，但从文字记载这种所谓高压脉冲放电器，只不过是直径为150_、中心厚至边缘逐渐变薄的金属体，很难令人信服:这种结构的接闪针头I与其下部的绝缘防闪器2，如何能相互配合实现提前放电，文中既无记载实现提前放电的理机也无实验验证，能够看到的还是一架富兰克林避雷针，只不过装有避雷计数器。这种技术方案仍然解决不了瞬间到来的強大的高压脉冲雷电流的绕击和反击所造成的危害。
【发明内容】
[0005]本实用新型的发明目的在于:为用户提供一种非接入式杆塔防雷电接闪器。这种接闪器是高压输电线路综合防雷电系统中的重要器件，是安装在高压输电线杆塔的顶部与杆塔绝缘，并不接入输电线路，它能有效降低雷电波的前沿陡度和幅值，对冲击雷电流进行分流，有效降低塔顶的电位，实现对杆塔附近雷击危险区的绕击防护和反击防护的双重功效。
[0006]实现本实用新型的发明目的，采用下述技术方案:
[0007]非接入式杆塔防雷电接闪器，自下而上依序由绝缘支撑杆、接闪器基体和接闪器针头连接组成，其特征在于:接闪器基体包括有耐高压冲击绝缘密封套管，以及在耐高压冲击绝缘密封套管腔体内装有耐高压冲击电感线圈，在该耐高压冲击电感线圈的外围表面、上下间隔的套装固定有多块纳米强感应软磁体环，如此自下而上组成了由多级电路单元R1L1CpR2L2Cy…RnLnCn串联组成的RLC电路，在所述耐高压冲击绝缘密封套管腔体下部，R1L1C1单元电路下端的纳米强感应软磁体环的底部，接装并固定有一根绝缘支撑杆，该绝缘支撑杆上部的一段密封在所述耐高压冲击绝缘密封套管腔体内，而其余部分裸露于耐高压冲击绝缘密封套管外，成为安装在杆塔上的绝缘支撑；
[0008]所述接闪器针头与接闪器基体连接，是接闪器针头底部与耐高压冲击绝缘密封套管内顶端纳米强感应软磁体环顶面的连接；这种防雷电接闪器，具有的等效电感为37—80 ii H，等效电容为18 —42pF ;具有的耐冲击电压为450— 850 kV ;耐最大冲击电流为100— 290 KA。其中所采用的纳米强感应软磁体环，是由纳米粉体制成的以Fe元素为主体，掺杂少量N1、Sn、S1、Nb元素所组成的10-20 nm微晶态强感应纳米软磁体。
[0009]所述非接入式杆塔防雷电接闪器:在接闪器基体的耐高压冲击绝缘密封套管内，在每块纳米强感应软磁体环的顶面上，都接装固定有一个感应冲击铜环。
[0010]所述非接入式杆塔防雷电接闪器:接闪器针头与接闪器基体连接，是接闪器针头底部与装在所述耐高压冲击绝缘密封套管顶端纳米强感应软磁体环顶面上的感应冲击铜环相连接。
[0011]按照产品适用的高压输电线路，分别输送的电压为35kV、110kV、220kV、330kV和500kV五个等级，将防雷电接闪器产品分为五个规格等级:XHGX-35、XHGX-110, XHGX-220、XHGX-330、XHGX-500，对应具有承受的最大冲击电流，分别为100 kA、180 kA、230 kA、260kA、290 kA。
[0012]本实用新型能有效保护高压输电线路免遭雷电危害的原理是:
[0013]依据研究影响雷电波的时域和频域特性，结合获取的重要实验数据，依特定的材料和科学的比例设计而成的这种非接入式杆塔防雷电接闪器，是通过改变雷电波传输的通道参数，而有效降低雷电波的前沿陡度和幅值，达到对雷电波削峰降陡的目的；同时，这种接闪器与杆塔绝缘，能分担部分雷电过电压，实现对杆塔附近雷击危险区的绕击防护和反击防护的双重功效。
[0014]本实用新型突出优点在于:
[0015]①这种接闪器对雷电波具有良好的削峰降徒、对冲击雷电流分流和有效降低塔顶电位，能实现对杆塔附近雷击危险区的绕击防护和反击防护双重功效。
[0016]②这种接闪器是安装在高压输电线路的杆塔顶部，无需接入输电线路，与杆塔绝缘，可带电安装。
[0017]③这种接闪器安装简单，只须在杆塔上安装抱箍并将接闪器的主体绝缘支撑插入紧固即可。
[0018④这种接闪器能实现免维护，免检测，具有运行成本低，使用寿命长的特点。
[0019]【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型接闪器纵剖内部结构示意图
[0021]图2为本实用新型接闪器的等效RLC电路示意图
[0022]图3为本实用新型接闪器在杆塔上的安装位置示意图
[0023]图中标记:I为接闪器针头，2为与感应冲击铜环连接的接闪器针头底线，3为感应冲击铜环,4为纳米强感应软磁体环，5为耐高压冲击电感线圈，6为耐高压冲击绝缘密封套管，7为绝缘支撑杆，8为在耐高压冲击绝缘密封套管下端与套管内的纳米强感应软磁体环相连接的接地引下线，9为接闪器安装位置。
[0024]【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实例对本实用新型接闪器作详细描述:
[0026]一种非接入式杆塔防雷电接闪器，自下而上依序由绝缘支撑杆7、接闪器基体和接闪器针头I连接组成。
[0027]接闪器基体包括有:耐高压冲击绝缘密封套管6，以及在耐高压冲击绝缘密封套管6腔体内装有的耐高压冲击电感线圈5，并在该耐高压冲击电感线圈5的外围表面、上下间隔的套装固定有多块纳米强感应软磁体环4，如此自下而上组成了由多级电路单元R1L1C1, R2L2C2,…RnLnCn串联组成的RLC电路，在所述耐高压冲击绝缘密封套管6腔体下部，R1L1C1单元电路下端的纳米强感应软磁体环的底部，接装并固定有一根绝缘支撑杆7，该绝缘支撑杆7上部的一段密封在所述耐高压冲击绝缘密封套管6的腔体内，而其余部分裸露于耐高压冲击绝缘密封套管6外面，成为安装在杆塔上的绝缘支撑；
[0028]所述接闪器针头I与接闪器基体连接，是接闪器针头I底部与耐高压冲击绝缘密封套管6内顶端纳米强感 应软磁体环4顶面的连接；
[0029]这种防雷电接闪器，具有的等效电感为37— 80 ii H，等效电容为18 — 42pF ;具有的耐冲击电压为450— 850 kV ;耐最大冲击电流为100 —290 kA。
[0030]作为最佳接闪器:接闪器除具有上述结构外，在接闪器基体的耐高压冲击绝缘密封套管6腔体内，在每块纳米强感应软磁体环4的顶面上，都接装固定有一个感应冲击铜环3。
[0031]所述接闪器针头I与接闪器基体连接，是接闪器针头I底部与所述耐高压冲击绝缘封密6内顶端纳米强感应软磁体环4顶面上的感应冲击铜环3相连接。
[0032]所述在接闪器耐高压冲击电感线圈5外表面上套装采用的纳米强感应软磁体环
4,是由纳米粉体制成的以Fe元素为主体、掺杂少量N1、Sn、S1、Nb元素组成的10-20nm微晶态强感应纳米软磁体。
[0033]作为最佳接闪器，开发了五种规格型号产品:XHGX-35、XHGX-110、XHGX-220、XHGX-330、XHGX-500非接入式杆塔防雷电接闪器，分别适用于高压输电线路输送电压为35kV、110kV、220kV、330kV 和 500kV 五个等级。
[0034][0022经有关部权威门测试，这种接闪器可削减雷电波峰幅值30%以上，使雷电波的波前陡度降低30%以上。
[0035]实例1:XHGX_35非接入式杆塔防雷电接闪器基体(不包括针头)
[0036]長度:1500mm，
[0037]直径:75mm,
[0038]重量:8kg，
[0039]等效电感:37 ii H
[0040]等效电容:18 pF
[0041]耐压水平:450KV，
[0042]耐雷电水平:100kA，
[0043]适于高压输电线路输送电压的等级参数:35kV以下。[0044]实例2 =XHGX-1lO非接入式杆塔防雷电接闪器基体
[0045]長度:2000mm，
[0046]直径:75mm，
[0047]重量:10kg，
[0048]等效电感:50 ii H
[0049]等效电容:20 pF
[0050]耐压水平:550kV，
[0051]耐雷电流水平:180kA，
[0052]适于高压输电线路输送电压的等级参数:110kV。
[0053]实例3:XHGX-220非接入式杆塔防雷电接闪器基体
[0054]長度:2400mm，
[0055]直径:75mm，
[0056]重量:11kg，
[0057]等效电感:62 ii H
[0058]等效电容:24 pF
[0059]耐压水平:650kV，
[0060]耐雷电流水平:230kA，
[0061]适于高压输电线路输送电压的等级参数:220kV。
[0062]实例4:XHGX-330非接入式杆塔防雷电接闪器基体
[0063]長度:2800mm，
[0064]直径:75mm，
[0065]重量:13kg，
[0066]等效电感:78 ii H
[0067]等效电容:33 pF
[0068]耐压水平:750kV，
[0069]耐雷电流水平:260 kA，
[0070]适于高压输电线路输送电压的等级参数:330kV。
[0071]实例5:XHGX-500非接入式杆塔防雷电接闪器基体
[0072]長度:3800mm，
[0073]直径:75mm,
[0074]重量:22kg，
[0075]等效电感:80 ii H
[0076]等效电容:42 pF
[0077]耐压水平:850kV，
[0078]耐雷电流水平:290 kA
[0079]适于高压输电线路输送电压的等级参数:500kV。
【权利要求】
1.非接入式杆塔防雷电接闪器，自下而上依序由绝缘支撑杆(7)、接闪器基体和接闪器针头(I)连接组成，其特征在于: 接闪器基体包括有耐高压冲击绝缘密封套管出)，以及在耐高压冲击绝缘密封套管(6)腔体内装有的耐高压冲击电感线圈(5)，在该耐高压冲击电感线圈(5)的外围表面、上下间隔的套装固定有多块纳米强感应软磁体环(4)，如此自下而上组成了由多级电路单元R1L1CpR2L2C2、…RnLnCn串联组成的RLC电路，在所述耐高压冲击绝缘密封套管(6)腔体下部，R1L1C1单元电路下端的纳米强感应软磁体环的底部，接装固定有一根绝缘支撑杆(J)，该绝缘支撑杆(7)上部的一段密封在所述耐高压冲击绝缘密封套管(6)腔体内，而其余部分裸露于耐高压冲击绝缘密封套管(6)外，成为安装在杆塔上的绝缘支撑； 所述接闪器针头(I)与接闪器基体连接，是接闪器针头(I)底部与耐高压冲击绝缘密封套管(6)内顶端纳米强感应软磁体环(4)顶面的连接； 这种防雷电接闪器，具有的等效电感为37— 80 ii H，等效电容为18 — 42pF;耐冲击电压为450— 850 kV ;耐最大冲击电流为100 —290 kA。
2.按照权利要求1所述的非接入式杆塔防雷电接闪器，其特征在于:在接闪器基体的耐高压冲击绝缘密封套管(6)内，在每块纳米强感应软磁体环(4)的顶面上，都接装固定有一个感应冲击铜环(3)。
3.按照权利要求2所述的非接入式杆塔防雷电接闪器，其特征在于:所述接闪器针头(I)与接闪器基体连接，是接闪器针头(I)底部与耐高压冲击绝缘密封套管(6)腔体内顶端的纳米强感应软磁体环(4)顶面上的感应冲击铜环(3)相连接。
4.按照权利要求2或3所述的非接入式杆塔防雷电接闪器，其特征在于: 适于高压输电线路输送电压35kV以下的接闪器基体，不包括针头，具有下述应用参数: 長度:1500mm, 直径:75mm, 重量:8kg, 等效电感:37iiH 等效电容:18 pF 耐压水平:450kV， 耐雷电水平:100kA。
5.按照权利要求2或3所述的非接入式杆塔防雷电接闪器，其特征在于: 适于高压输电线路输送电压为IlOkV的接闪器基体，不包括针头，具有下述应用参数: 長度:2000mm, 直径:75mm, 重量:10kg, 等效电感:50 V- H 等效电容:20 pF 耐压水平:550kV， 耐雷电流水平:180kA。
6.按照权利要求2或3所述的非接入式杆塔防雷电接闪器，其特征在于: 适于高压输电线路输送电压为220kV的接闪器基体，不包括针头，具有下述应用参数: 長度:2400mm, 直径:75mm, 重量:11kg, 等效电感:62iiH 等效电容:24 pF 耐压水平:650kV， 耐雷电流水平:230kA。
7.按照权利要求2或3所述的非接入式杆塔防雷电接闪器，其特征在于: 适于高压输电线路输送电压为330kV的接闪器基体，不包括针头，具有下述应用参数:
長度:2800mm, 直径:75mm, 重量:13kg, 等效电感:78iiH 等效电容:33 pF 耐压水平:750kV， 耐雷电流水平:260 kA
8.按照权利要求2或3所述的非接入式杆塔防雷电接闪器，其特征在于: 适于高压输电线路输送电压为500kV的接闪器基体，不包括针头，具有下述应用参数: 長度:3800mm, 直径:75mm, 重量:22kg, 等效电感:80 V- H 等效电容:42 pF 耐压水平:850kV， 耐雷电流水平:290 kA。
【文档编号】H01T19/04GK203491507SQ201320602373
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年9月28日 优先权日:2013年9月28日
【发明者】郭玉章, 张强 申请人:成都星河科技产业有限公司