專利名稱：一種遙測(cè)數(shù)字地震儀數(shù)據(jù)傳輸電纜防雷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及雷電防護(hù)安全技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種遙測(cè)數(shù)字地震儀數(shù)據(jù)傳輸電纜防雷裝置。
背景技術(shù)：
石油和天然氣是國家重要的能源和戰(zhàn)略資源，我國的油氣勘探作業(yè)目前主要依靠使用進(jìn)口的遙測(cè)數(shù)字地震儀(如法國產(chǎn)408UL型)來完成，該儀器配套安裝有一套龐大的鋪設(shè)在野外的數(shù)據(jù)采集和傳輸電纜網(wǎng)絡(luò)，工作地域大多在荒山野嶺。由于一臺(tái)地震儀的傳輸電纜網(wǎng)絡(luò)(分三維和二維)一般由十多條30 50公里長(zhǎng)的4芯傳輸電纜組成，每條電纜測(cè)線中間隔50米和MOO米分別串聯(lián)一個(gè)數(shù)據(jù)采集站和一個(gè)直流12V電源站；此外，還有大量的檢波器和將每條電纜測(cè)線連成網(wǎng)絡(luò)狀的交叉線，如圖1所示。如此龐大的數(shù)據(jù)傳輸電纜網(wǎng)絡(luò)常年布置在廣大的高山峽谷、曠野、樹林和村鎮(zhèn)等多雷地區(qū)，感應(yīng)雷甚至直擊雷害問題非常嚴(yán)重。國外遙測(cè)數(shù)字地震儀傳輸電纜防雷現(xiàn)狀法國、美國等西方發(fā)達(dá)國家的油氣勘探裝備研制技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，裝備性能先進(jìn)；經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚，經(jīng)濟(jì)承受能力高；油氣勘探裝備數(shù)量多、已勘探多年，可勘探或未勘探面積?。蝗藛T工作條件要求高，雷暴天氣條件下一般不進(jìn)行野外油氣勘探作業(yè)。故雷擊問題不是特別突出，未引起足夠重視，也未投入很多人力、物力、財(cái)力和技術(shù)力量去研制開發(fā)生產(chǎn)遙測(cè)數(shù)字地震儀傳輸電纜專用配套防雷設(shè)備或裝置。國內(nèi)遙測(cè)數(shù)字地震儀傳輸電纜防雷現(xiàn)狀我國的油氣勘探裝備研制技術(shù)比較落后，起步較晚，2005年才開始將遙測(cè)數(shù)字地震儀或遙測(cè)地震網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)列入國家十五重大技術(shù)裝備研制計(jì)劃項(xiàng)目。我國目前的油氣勘探裝備主要依賴進(jìn)口，數(shù)量約200套，每套價(jià)值高達(dá)約7000萬元。我國油氣勘探領(lǐng)域整體防雷技術(shù)水平低，配套防雷設(shè)備和裝置研制開發(fā)工作近年剛剛起步，裝備防雷功能普遍缺乏， 暫時(shí)無暇和無能力顧及進(jìn)口遙測(cè)數(shù)字地震儀配套機(jī)動(dòng)式防雷設(shè)備或裝置的研制開發(fā)。由于我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力有限，經(jīng)濟(jì)承受能力不強(qiáng)，油氣勘探裝備數(shù)量相對(duì)較少、勘探效率較低，待勘探或未勘探面積還很大，且大多位于大山深處多雷區(qū)；人員多，工作條件要求低，野外油氣勘探作業(yè)多在夏天進(jìn)行，在大山深處布置的龐大的傳輸電纜網(wǎng)絡(luò)無法快速在雷暴天氣來臨前及時(shí)撤收，雷擊問題特別突出，雷擊已經(jīng)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。長(zhǎng)期以來，因缺乏有效的專用防雷設(shè)備或裝置，很多地震儀遭受了雷電的嚴(yán)重侵害，大量的采集站和傳輸電纜被燒壞，往往一次雷擊可燒壞幾百個(gè)采集站和近千米傳輸電纜，每次雷擊事故都造成了少則幾十萬多則幾百萬元的直接經(jīng)濟(jì)損失。全國僅數(shù)百臺(tái)套進(jìn)口的遙測(cè)地震儀每年累計(jì)經(jīng)濟(jì)損失巨大。因此，研制開發(fā)具有機(jī)動(dòng)能力的遙測(cè)數(shù)字地震儀傳輸電纜專用配套防雷裝置非常必要。
發(fā)明內(nèi)容[0008]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，為國內(nèi)外的各種遙測(cè)數(shù)字地震勘探儀提供一種體積小、重量輕、安裝撤收和維修方便、可移動(dòng)和重復(fù)使用的遙測(cè)數(shù)字地震儀數(shù)據(jù)傳輸電纜防雷裝置，可以解決當(dāng)前石油天然氣勘探數(shù)據(jù)采集站經(jīng)常大量遭受雷擊損壞且完全依靠進(jìn)口或國外維修更換的防雷難題，減小經(jīng)濟(jì)損失，提高油氣勘探裝備的雷電防護(hù)能力、使用壽命和全天候工作能力。一種遙測(cè)數(shù)字地震儀數(shù)據(jù)傳輸電纜防雷裝置，包括金屬外殼，金屬外殼內(nèi)設(shè)有電纜防雷單元，金屬外殼的兩端分別通過傳輸電纜安裝有防水式快速插頭和防水式快速插座，金屬外殼兩端的傳輸電纜分別通過電纜緊固件進(jìn)入金屬外殼內(nèi)與電纜防雷單元電氣連接。本實(shí)用新型變傳統(tǒng)落后的提前剝皮斷線或退縮在設(shè)備機(jī)殼內(nèi)置的慢速低效安裝方式為先進(jìn)的在電纜線路中提前串接、快速插拔安裝方式，不僅防雷效果好，還增加了快速機(jī)動(dòng)性，率先為需要經(jīng)常轉(zhuǎn)移的野外移動(dòng)式油氣勘探作業(yè)提供了移動(dòng)式輕便快速的防雷裝置；在傳輸電纜線路中提前設(shè)置增加防雷裝置，可以做到提前泄放，多一級(jí)泄放，殘壓更低， 防雷效果更好。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)法國產(chǎn)408UL型遙測(cè)數(shù)字地震儀勘測(cè)工作狀態(tài)示意圖；圖2是本實(shí)用新型遙測(cè)數(shù)字地震儀數(shù)據(jù)傳輸電纜防雷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括電纜防雷元7 ；圖3是本實(shí)用新型遙測(cè)數(shù)字地震儀數(shù)據(jù)傳輸電纜防雷裝置的使用安裝示意圖；圖4是圖2中電纜防雷元7的電路原理圖。圖中1-防水式快速插頭，2-傳輸電纜，3-金屬外殼，4-電纜緊固件，5-防水式快速插座，6-填充料，7-電纜防雷單元，8-專用接地線及快速接頭，9-輕質(zhì)接地極，10-采集站，11-雷電流，12-雷電襲擊符號(hào)。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。圖2所示為本實(shí)用新型遙測(cè)數(shù)字地震儀數(shù)據(jù)傳輸電纜防雷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，所述遙測(cè)數(shù)字地震儀數(shù)據(jù)傳輸電纜防雷裝置包括金屬外殼3，金屬外殼3內(nèi)設(shè)有電纜防雷單元7。金屬外殼3的兩端分別通過傳輸電纜2安裝有防水式快速插頭1和防水式快速插座 5。金屬外殼3兩端的傳輸電纜2分別通過電纜緊固件4進(jìn)入金屬外殼3內(nèi)與電纜防雷單元7電氣連接。具體的，電纜防雷單元7安裝在充滿填充料6的金屬外殼3內(nèi)，填充料6可以起密封防水防震作用；電纜防雷單元7通過專用接地線及快速接頭8引接到金屬外殼3 外與輕質(zhì)接地極9 ( 一種比較輕的銅包鋁接地樁)電氣連接，能實(shí)現(xiàn)快速有效的接地泄流并且能移動(dòng)和重復(fù)使用。野外數(shù)據(jù)傳輸電纜一般為四芯電纜線，其中二根為12V直流電源線，另外二根為 12V信號(hào)線，通常這四芯電纜線容易遭受直擊雷(大約占15%)、感應(yīng)雷、侵入波及地電位反擊(大約占85%)等損害。對(duì)此，本實(shí)用新型在這四根傳輸電纜中每隔一段距離設(shè)計(jì)安裝
4一套主要包含三級(jí)雷電浪涌吸收泄放電路和輕型銅包鋁接地樁電纜防雷裝置(如圖4)，亦即在線纜中設(shè)計(jì)串聯(lián)接入針對(duì)12V直流電源線路和12V直流信號(hào)線路防雷的三級(jí)雷電浪涌吸收泄放電路及其接地泄流裝置，使野外傳輸電纜上遭受的直擊雷或感應(yīng)雷電流或雷電浪涌能被逐級(jí)吸收泄放于大地中。野外傳輸電纜線路上必須針對(duì)性地設(shè)計(jì)安裝能逐級(jí)有效攔截和泄放雷電流的輕便激動(dòng)型防雷接地裝置。具體的防雷布置方法是如圖3所示，在傳輸電纜線路中，每間隔一段距離(如200米)串聯(lián)接入一個(gè)本實(shí)用新型防雷裝置，具體的，本實(shí)用新型防雷裝置一端的防水式快速插頭1與其左側(cè)的采集站10延伸出的防水式快速插座5插接，本實(shí)用新型防雷裝置另一端的防水式快速插座5與其右側(cè)的采集站10延伸出的防水式快速插頭1插接，其他的防雷裝置的連接方式與此相同。當(dāng)傳輸電纜上遭受雷電襲擊時(shí)(如圖2中雷電襲擊符號(hào)12所示)，其上會(huì)產(chǎn)生很大的雷電流或很高的雷擊過電壓，只要在一定的電纜廠度范圍內(nèi)設(shè)計(jì)安裝一個(gè)或幾個(gè)本實(shí)用新型的防雷裝置，所述防雷裝置內(nèi)設(shè)置的電纜防雷單元7可以通過專用接地線及快速接頭8和輕質(zhì)接地極9及時(shí)地逐級(jí)有效地泄放雷電流(如圖2中雷電流11所示)進(jìn)入大地， 從而保護(hù)相鄰其它的大部分采集站和傳輸電纜免遭雷擊毀壞。本實(shí)用新型中電纜防雷電路單元7的電路原理圖如圖4所示，其電路工作原理說明如下所述電纜防雷電路單元7有4個(gè)接口 Jl、J2、J3和J4，其中Jl和J3為輸入端接口，J2和J4為輸出端接口，Jl和J3分別與輸入端的四芯傳輸電纜2中的12V直流電源線和12V信號(hào)線連接，J2和J4分別與輸出端的四芯傳輸電纜2中的12V直流電源線和12V信號(hào)線連接。所述電纜防雷電路單元7內(nèi)部元件采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用于多節(jié)點(diǎn)串聯(lián)電纜線路的雙向防雷保護(hù)。前級(jí)設(shè)計(jì)采用壓敏電阻(MOV)串聯(lián)陶瓷氣體放電管(GDT)，并配以可靠接地(GND)，對(duì)電纜線路上的大部分雷電浪涌進(jìn)行吸收泄放入地；第二級(jí)采用瞬態(tài)抑制二極管(TVQ串聯(lián)半導(dǎo)體放電管(TSS)，再次對(duì)雷電浪涌進(jìn)行吸收泄放入地；第三級(jí)即末級(jí)采用 TVSArrays對(duì)信號(hào)電壓進(jìn)行精確嵌位，將殘余浪涌吸收泄放入地，確保數(shù)據(jù)采集傳輸電纜信號(hào)電壓達(dá)到正常值，使系統(tǒng)電路正常工作。串聯(lián)在電路中的熱保險(xiǎn)絲(FUSE)、自恢復(fù)保險(xiǎn)絲 (PTC)和電感(L)起到退耦和過流保護(hù)作用。實(shí)際制造時(shí)還須針對(duì)傳輸電纜所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)頻率、電壓、電纜等參數(shù)對(duì)信號(hào)電壓各器件參數(shù)做精確的選擇，確保器件不影響信號(hào)參數(shù)。值得注意的是，野外布設(shè)如此大面積的測(cè)網(wǎng)主要靠人工來進(jìn)行，人工負(fù)重能力非常有限的，因此防雷裝置的重量和體積要求至關(guān)重要，一定要體積小、重量輕，故除將插頭和機(jī)殼分別使用塑料和鋁材外，還特地將輕質(zhì)接地極9設(shè)計(jì)為長(zhǎng)1米多的銅包鋁合金桿。每套防雷裝置因考慮其機(jī)動(dòng)性只配備3根輕質(zhì)接地極9，即只為單套電纜防雷裝置設(shè)計(jì)了基本的泄流能力，較強(qiáng)的泄流能力主要是靠多級(jí)接地裝置的聯(lián)合泄放來完成。也可在布設(shè)測(cè)網(wǎng)過程中，根據(jù)地形及雷擊的可能性大小來增減輕質(zhì)接地極的數(shù)量。本實(shí)用新型具有如下創(chuàng)新點(diǎn)1、在防雷設(shè)備的安裝使用方式方法上突破了傳統(tǒng)的安裝模式，變傳統(tǒng)落后的提前剝皮斷線或退縮在設(shè)備機(jī)殼內(nèi)置的慢速低效安裝方式為先進(jìn)的在電纜線路中提前串接、快速插拔安裝方式，不僅防雷效果好，還增加了快速機(jī)動(dòng)性，率先為需要經(jīng)常轉(zhuǎn)移的野外移動(dòng)式油氣勘探作業(yè)提供了移動(dòng)式輕便快速的防雷裝置。2、用一套防雷裝置代替幾個(gè)防雷元件(放電管)，防雷泄流通道增大，泄流能力大大增強(qiáng)；3、在傳輸電纜線路中提前設(shè)置增加的防雷裝置，提前泄放，多一級(jí)泄放，殘壓更低，防雷效果更好。以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種遙測(cè)數(shù)字地震儀數(shù)據(jù)傳輸電纜防雷裝置，其特征在于包括金屬外殼(3)，金屬外殼(3)內(nèi)設(shè)有電纜防雷單元(7)，金屬外殼C3)的兩端分別通過傳輸電纜( 安裝有防水式快速插頭(1)和防水式快速插座(5)，金屬外殼C3)兩端的傳輸電纜( 分別通過電纜緊固件⑷進(jìn)入金屬外殼⑶內(nèi)與電纜防雷單元(7)電氣連接。
2.如權(quán)利要求1所述的防雷裝置，其特征在于所述電纜防雷單元(7)安裝在充滿填充料(6)的金屬外殼(3)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的防雷裝置，其特征在于電纜防雷單元(7)通過專用接地線及快速接頭⑶引接到金屬外殼⑶外與輕質(zhì)接地極(9)電氣連接。
4.如權(quán)利要求3所述的防雷裝置，其特征在于所述輕質(zhì)接地極(9)為銅包鋁合金桿。
5.如權(quán)利要求1所述的防雷裝置，其特征在于所述防水式快速插頭(1)與所述防雷裝置一側(cè)采集站(10)延伸出的防水式快速插座插接，所述防水式快速插座( 與其另一側(cè)的采集站(10)延伸出的防水式快速插頭插接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種遙測(cè)數(shù)字地震儀數(shù)據(jù)傳輸電纜防雷裝置，包括金屬外殼，金屬外殼內(nèi)設(shè)有電纜防雷單元，金屬外殼的兩端分別通過傳輸電纜安裝有防水式快速插頭和防水式快速插座，金屬外殼兩端的傳輸電纜分別通過電纜緊固件進(jìn)入金屬外殼內(nèi)與電纜防雷單元電氣連接。本實(shí)用新型變傳統(tǒng)落后的提前剝皮斷線或退縮在設(shè)備機(jī)殼內(nèi)置防雷元件的慢速低效安裝方式為先進(jìn)的在電纜線路中使用相同的插頭插座提前串接、快速插拔安裝方式，不僅防雷效果好，還增加了快速機(jī)動(dòng)性，率先為需要經(jīng)常轉(zhuǎn)移的野外移動(dòng)式油氣勘探作業(yè)提供了移動(dòng)式輕便快速的防雷裝置；在傳輸電纜線路中提前設(shè)置防雷裝置，可以做到提前攔截泄放，多一級(jí)泄放，殘壓更低，防雷效果更好。
文檔編號(hào)H02H9/06GK202026085SQ20112014077
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者余明友, 余驍行 申請(qǐng)人:余明友