專利名稱：避雷針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及避雷針的改進(jìn)。
當(dāng)前普遍采用的直擊雷防護(hù)裝置即避雷針是200多年前弗蘭克林發(fā)明的，其結(jié)構(gòu)為上端有金屬針的導(dǎo)電體，下面接地，羅蒙諾索夫解釋了它的工作原理避雷針畸變了雷云與大地間的場，吸引雷擊于避雷針上，使避雷針周圍某一空間范圍內(nèi)的物體免遭雷擊而獲得保護(hù)。但是模擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用都表明，慣用避雷針的引雷作用較小，它對較遠(yuǎn)處雷電的吸引有可能未吸引到避雷針上，而可能吸引到它周圍的物體上，故原有避雷針的保護(hù)范圍小；由于保護(hù)范圍小，被保護(hù)物距避雷針不能遠(yuǎn)，當(dāng)雷擊避雷針時(shí)，強(qiáng)大的雷電流通過避雷針的電感和接地電阻時(shí)，在避雷針及其接地裝置上形成的過高電壓，還會對被保護(hù)物發(fā)生反擊，強(qiáng)大的雷電通過避雷針時(shí)還會在被保護(hù)物上形成很高的感應(yīng)過電壓，反擊及感應(yīng)過電壓也可能使被保護(hù)物損壞，即現(xiàn)有避雷針的可靠性差。
本實(shí)用新型的任務(wù)是為了增強(qiáng)引雷作用，擴(kuò)大保護(hù)范圍、提高可靠性而對現(xiàn)有避雷針進(jìn)行改進(jìn)。
本實(shí)用新型的任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的，避雷針包括導(dǎo)電體及位于導(dǎo)電體上端的針尖，在針尖及其附近一段導(dǎo)電體的外部有絕緣套管，呈現(xiàn)圓管狀，絕緣套管的高度高于、至少等于針尖的尖端的高度。為了防止針尖上部的絕緣套管內(nèi)積雨水，絕緣套管在針尖與導(dǎo)電體銜接處以上的位置設(shè)有至少一組排水孔，每組排水孔沿周向輻射布置，排水孔自內(nèi)到外向下傾斜。為了防止雨水經(jīng)針尖上部、絕緣套管外部到導(dǎo)電體把絕緣套管短路掉，在排水孔出口下面的絕緣套管外壁設(shè)有至少一個(gè)傘狀的裙邊。裙邊與絕緣套管的連接及結(jié)構(gòu)有兩種形式，第一種是裙邊與絕緣套管是鑄為一體的，在裙邊內(nèi)側(cè)與絕緣套管之間有多個(gè)加強(qiáng)筋。第2種方式裙邊是粘接到絕緣套管上的，在裙邊的內(nèi)部有一段與絕緣套管外壁相配合的管段。為防止絕緣套管與導(dǎo)電體脫離，絕緣套管與導(dǎo)電體呈現(xiàn)緊密的連接，為螺紋連接或粘接。為了減輕重量，導(dǎo)電體為管狀，其材料為鋼、鋁、鋁合金、銅、銅合金中的一種，絕緣套管及裙邊的材料為環(huán)氧樹脂、高強(qiáng)度塑料、玻璃鋼中的一種。關(guān)于導(dǎo)電體裝在桿塔上、構(gòu)筑物上端及接地等，都是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)。
按照傳統(tǒng)的理解，避雷針是引導(dǎo)雷電的，外表應(yīng)是潔凈的帶針尖的導(dǎo)電體，本實(shí)用新型基于空間電荷對電場的改善作用的道理，設(shè)想在針尖及其附近加絕緣套管阻礙空間電荷的運(yùn)動和消失，增強(qiáng)局部區(qū)域的電場強(qiáng)度，提高引雷作用，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)，取得意想不到的效果，與不加絕緣套管的現(xiàn)有避雷針相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.引雷作用更強(qiáng)，其保護(hù)范圍至少大三倍；2.由于保護(hù)范圍大，被保護(hù)物與避雷針的距離大，當(dāng)避雷針有雷電流通過時(shí)，引起的感應(yīng)過電壓降低，可避免感應(yīng)過電壓和反擊事故的發(fā)生，提高了可靠性；3.本實(shí)用新型只是在常規(guī)避雷針尖端處加一絕緣套管，成本增加很少，但其保護(hù)范圍大，在同樣保護(hù)范圍下，避雷針數(shù)目可減少到1／3至1／4，甚至更少，即效益價(jià)格比高，有很大經(jīng)濟(jì)效益；4.對于特別重要的被保護(hù)物，用與現(xiàn)有避雷針器數(shù)目的本避雷針，避雷作用可靠性可提高很多倍；5.本實(shí)用新型即絕緣套管避免針對接地電阻無嚴(yán)格要求，而常規(guī)避雷針要求接地電阻小于10Ω，主要是防止反擊，本避雷針由于保護(hù)范圍大，與被保護(hù)物距離大，防止了反擊，對于土壤電阻率高，降低接地電阻困難的地方本實(shí)用新型更具有優(yōu)越性。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。


圖1為絕緣套管式避雷針結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為相同保護(hù)范圍避雷針數(shù)目對比示意圖。
實(shí)施例1(見圖1)，絕緣套管式避雷針，包括針尖1和導(dǎo)電體5，針尖為低碳鋼加工成的圓錐形，導(dǎo)電體為外徑12mm的鋼管，在針尖及其附近一段導(dǎo)電體外面套有一個(gè)絕緣套管2，套管上部高出針尖尖頭100mm，絕緣套管材料為環(huán)氧玻璃鋼，絕緣套管與導(dǎo)電體之間用粘接劑粘接，為此套管內(nèi)徑與導(dǎo)電體外徑呈松動配合，為可靠及定位，設(shè)有至少一個(gè)定位固定螺釘，針尖周圍及上部是一個(gè)予計(jì)電荷空間，為了防止該處積滿雨水，在針尖與導(dǎo)電體接口以上的絕緣套管上設(shè)有二組排水孔3，每組排水孔呈周向輻射均布，例如為六個(gè)，排水孔自內(nèi)到外向下傾斜，最好為錐形孔，上小下大。在排水孔出口下面的絕緣套管外壁上設(shè)有兩個(gè)傘狀的裙邊4，它的作用是防止雨水從外面把絕緣套管短路掉，本例絕緣套管2與裙邊4采用粘接方式，在裙邊內(nèi)部有一小段圓管，其內(nèi)徑與導(dǎo)電體外徑松動配合，為了可靠連接和定位，每個(gè)裙邊與絕緣套管之間向至少有一個(gè)定位銷，定位銷采用與套管和裙邊相同的絕緣材料，定位時(shí)也加粘接劑，將銷固定在銷孔內(nèi)。本例避雷針管長1200mm，絕緣套管長200mm。
實(shí)施例2，(見圖2)，與實(shí)施1不同處為絕緣套管2與導(dǎo)電體5之間采用螺紋連接，絕緣套管與裙邊采用工業(yè)高強(qiáng)塑襯注成一體，在裙邊下面有三個(gè)加強(qiáng)筋，其余同實(shí)施例1。
實(shí)施例3，采用本實(shí)用新型與常規(guī)避雷針對照(見圖2)，圖中大方塊是120米×140米的被保護(hù)區(qū)，被保護(hù)物高20米，細(xì)實(shí)線表示本實(shí)用新型絕緣套管式避雷器數(shù)量及保護(hù)范圍示意圖，虛線為常規(guī)避雷器分布及保護(hù)范圍示意圖，避雷針高度均為30米，用絕緣套管式避雷針只用四個(gè)，分布在四角，而用常規(guī)避雷針，需要布置16個(gè)。
本實(shí)用新型絕緣套管式避雷針與常規(guī)避雷針，在模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)有以下數(shù)據(jù)，模型同樣高度，同一實(shí)驗(yàn)條件，本實(shí)用新型的擊穿電壓是常規(guī)型避雷針的80％，保護(hù)范圍擴(kuò)大三倍以上。
權(quán)利要求1.一種避雷針，包括導(dǎo)電體5及位于導(dǎo)電體上端針尖1，其特征在于在針尖及其附近一段導(dǎo)電體的外部有絕緣套管2，絕緣套管的高度高于、至少等于針尖的尖端高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的避雷針，其特征在于絕緣套管在針尖與導(dǎo)電體銜接處以上的位置設(shè)有至少一組排水孔3，每組排水孔沿周向輻射布置，排水孔自內(nèi)到外向下傾斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的避雷針，其特征在于在排水孔出口下面的絕緣套管外壁設(shè)有至少一個(gè)傘狀的裙邊4。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的避雷針，其特征在于、裙邊4與絕緣套管2是鑄為一體的，在裙邊內(nèi)側(cè)與絕緣套管之間有多個(gè)加強(qiáng)筋。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的避雷針，其特征在于裙邊4是粘接到絕緣管2上的，在裙邊的內(nèi)部有一段與絕緣套管外壁相配合的管段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的避雷針，其特征在于絕緣套管2與導(dǎo)電體5呈現(xiàn)緊密的連接，為螺紋連接或粘接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的避雷針，其特征在于導(dǎo)電體5為管狀，其材料為鋼、鋁、鋁合金、銅、銅合金中的一種，絕緣套管及裙邊的材料為環(huán)氧樹脂、高強(qiáng)度塑料、玻璃鋼中的一種。
專利摘要本實(shí)用新型涉及避雷針的改進(jìn)，在針尖及其附近的導(dǎo)電體外面設(shè)有絕緣套管，在針尖外部的絕緣套管上設(shè)有一系列向外下傾斜的排水孔，在排水孔下面絕緣套管外壁有傘狀裙邊。由于絕緣套管的作用，使引雷作用增大，保護(hù)范圍擴(kuò)大至少三倍，避免反擊和降低感應(yīng)過電壓。
文檔編號H01T19/04GK2166542SQ9321704
公開日1994年5月25日 申請日期1993年7月2日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月2日
發(fā)明者劉玄毅, 管水龍 申請人:東北電力學(xué)院