一種變能組合式防雷接地裝置及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種防雷、避雷裝置，尤其涉及一種變能組合式防雷接地裝置。
【背景技術】
[0002] 雷電是自然界一種自然現象。雷電在發生的時候會產生超強電流電壓容易對人們 的生命和財產造成損害。現有技術中的防雷地線的接地電阻需要根據施工現場的地形、地 貌和地質的導電率進行針對性設計，并需要通過反復試驗，有些地質地貌很難制造出合適 的防雷地線，影響了防雷效果，且施工周期長，防雷地線很難實現統一標準，不便于大批量、 規模化生產，尤其是鐵路的建設過程中，防雷地線的設計施工更是一件非常復雜的項目。
[0003]CN201282204Y公開了一種避雷接地極，其包括雙層金屬罐，并在中部空間和外圍 空間內注入電解質溶液。但該接地極金屬罐上部的避雷接地導線接頭在受到雷擊時，大部 分電流經過金屬罐導向地面，一部分施加到電解質溶液中，導致中部空間和外圍空間的壓 力增大，電解質溶液會從減壓閥內排出，使用一段時間需要補充電解質溶液進行維護，使用 成本較高。并且該接地極必須要埋于地下，使用范圍具有局限性，增加了施工成本。
[0004]CN102496487A是申請人前期研發的變能組合式防雷地線，其為單體結構，外殼與 內芯之間填充電解質組合物。該防雷地線結構簡單，使用方便，但該防雷地線仍有部分續流 產生，內阻在2歐姆左右，防雷效果還有待進一步提升。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術的不足，本發明提供了一種適應各種場合、結構簡單便于安裝維護、 成本低、內阻低、無反壓，能夠實現標準化規模化生產的便于推廣的變能組合式防雷地線。
[0006] 解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：
[0007] -種變能組合式防雷接地裝置，至少由兩個以上的變能防雷接地單體并聯組成， 所述變能防雷接地單體包括外殼1和內芯2,所述的外殼1與內芯2之間設置有空腔3,所 述的空腔3內設置有電解質組合物，并采用絕緣蓋板5將其封裝在所述接地單體內，其特征 在于，電解質組合物以重量百分比計，由以下成分組成：
[0008]
[0009]
[0014] 進一步地，所述外殼1可通過導線連接安全接地棒4。
[0015] 進一步地，所述外殼1和內芯2均為導電金屬，更進一步地，外殼1和內芯2均為 不銹鋼，優選304不銹鋼。
[0016]進一步地，所述絕緣蓋板5為環氧樹脂，外殼為圓柱形或方形。
[0017]本發明還提供了一種變能組合式防雷接地裝置在防雷設施上的應用，進一步地， 所述變能組合式防雷接地裝置應用在電信、電力、通訊、移動設備、交通工具等接地系統中， 優選應用在大型戶外設備、鐵路列車、飛機上。
[0018] 有益效果：本發明與現有技術相比，具有以下有益效果：
[0019] 1、本發明的防雷接地裝置把放電管釋放出的電能進行吸收、變換、釋放三位一體 的能量組合變換，代替傳統防雷地線通過接地電阻向大地釋放電能，實現雷電保護的功能， 具有蓄電池的充、放電性能，其特殊性是沒有極性要求，正、反雙向均可進行充、放電，適配 雷電、不同極性的脈沖的沖擊，抗雷電流能力達l〇〇kA，其內阻很小，低壓測試小于0.6歐 姆，高壓測試小于0.06歐姆。
[0020] 2、本發明的電解質組合物成分經過精確配比而成，性質穩定，具有高能量轉化性 能，具有快速充、放電的特性。
[0021] 3、本發明的防雷接地裝置結構簡單，僅在外殼和內芯之間填充電解質組合物，且 不需補充，無需人工維護，大大降低了維護成本；材質選用鑄鐵、鑄鋼，具有電一熱變換功 能，熱能轉化效率在20 %左右。
[0022] 4、能達到標準化生產，使用方便，能夠應用于鐵路、大型設備、飛機、汽車等物體 上。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發明變能防雷接地單體的結構示意圖；
[0024] 圖中，1外殼，2內芯，3空腔，4安全接地棒，5絕緣蓋板。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合附圖和實施例，對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護范 圍不局限于所述實施例。
[0026] 如圖1所示，一種變能組合式防雷接地單體，包括外殼1和內芯2,所述的外殼1與 內芯2之間設置有空腔3,所述的空腔3內存儲有電解質組合物，所述的殼體1通過導線連 接有安全接地棒4,所述的殼體與內芯分別為鑄鋼和鑄鐵材料，所述的空腔3內的電解質組 合物采用絕緣蓋板5環氧樹脂封裝。
[0027] 變能組合式防雷接地裝置由至少2個接地單體并聯而成。
[0028] 施工現場有防雷裝置的情況，將防雷裝置的放電管連接在內芯，變能組合式防雷 接地裝置放在室內、箱內，安裝在空中物體上均可。
[0029] 施工現場原來沒有防雷裝置的情況，新裝變能組合式防雷接地裝置，則將其安裝 在避雷器下部，室內、箱內、空中物體上均可，外殼通過導線連接安全接地棒用以保護人身 安全。
[0030] 原理：應用"能量守恒定律"變能理論。雷電是自然界能量變化的一種物理現象， 它是一種瞬間變化的無固定電源的能量變化現象。這種能量，在一定的條件下，它是可以不 斷變換的能量。本發明的變能組合式防雷接地裝置將雷電的能量進行變換，對雷電釋放的 電能完成"吸收"、"變換"、"釋放"三位一體的組合變換，完成變能釋放，代替傳統的防雷地 線的向大地釋放的"釋放一變能"的變能方式，這樣就取消了接地電阻的要求，就能實現防 雷地線的產品化、標準化目的。
[0031] 本發明的變能組合式防雷接地裝置尤其適合安裝在鐵路、戶外大型設備以及空中 物體上。
[0032]實施例1
[0033]該裝置采用2個變能組合式防雷接地單體并聯而成，電解質組合物成為如下：
[0034]
[0035] 測試儀表、設備：
[0036] 1、數字存貯示波器TDS1012B-SC型美國TEK公司
[0037] 2、沖擊電流試驗裝置8/20&10/350西安交通大學電力電子專用設備研宄所
[0038] 3、精密LCR測試儀HP4284A美國惠普公司。
[0039] 測試結果參見表1。
[0040] 實施例2
[0041]該裝置采用2個變能組合式防雷接地單體并聯而成，電解質組合物成為如下：
[0042]
[0043] 測試儀表、設備同實施例1;
[0044] 測試結果參見表1。
[0045] 實施例3
[0046] 該裝置采用2個變能組合式防雷接地單體并聯而成，電解質組合物成為如下：
[0047]
[0048] 測試儀表、設備同實施例I;
[0049] 測試結果參見表1。
[0050] 實施例4
[0051] 該裝置采用2個變能組合式防雷接地單體并聯而成，電解質組合物成為如下：
[0052]
[0053] 測試儀表、設備同實施例1 ;
[0054] 測試結果參見表1。
[0055] 實施例5
[0056] 該裝置采用3個變能組合式防雷接地單體并聯而成，電解質組合物成為如下：
[0057]
[0058]
[0059] 測試儀表、設備同實施例I;
[0060] 測試結果參見表1。
[0061] 實施例6
[0062] 該裝置采用3個變能組合式防雷接地單體并聯而成，電解質組合物成為如下：
[0063]
[0064] 測試儀表、設備同實施例1;
[0065] 測試結果參見表1。
[0066]實施例7
[0067]該裝置采用3個變能組合式防雷接地單體并聯而成，電解質組合物成為如下：
[0068]
[0069]
[0070] 測試儀表、設備同實施例I;
[0071] 測試結果參見表1。
[0072] 實施例8
[0073] 該裝置采用3個變能組合式防雷接地單體并聯而成，電解質組合物成為如下：
[0074]
[0075] 測試儀表、設備同實施例1 ;
[0076] 測試結果參見表1。
[0077] 表1變能組合式防雷接地裝置檢測結果
[0078]
[0079] 上述8套優化方案中當沖擊電壓較低時，內阻能夠控制在0. 1歐姆以下，當沖擊 電壓較高時，內阻最小可控制在〇. 047以下，這遠遠小于傳統防雷地線所需的接地內阻值。 變能組合式防雷接地裝置具有電池的性能，正負極可變，本身電阻很小，電壓、電流越大其 電阻越小，產生壓降越小，在雷擊時產生的反向電壓就很小，更有利于設備的保護，雷電擊 中時產生的正向電流與反壓產生的反向電流中間需過零而自動切斷，保護了避雷器材和設 備。在雷擊時產生了化學能、熱能、電場能、磁場能等。該變能組合式防雷接地裝置在雷擊 時中間的內芯可以產生渦流磁場，將電能轉變為磁能和熱能，將電能消耗掉，殼體屏蔽了磁 場，防止磁場外泄形成次生災害。
【主權項】
1. 一種變能組合式防雷接地裝置，至少由兩個以上的變能防雷接地單體并聯組成，所 述變能防雷接地單體包括外殼（1)和內芯（2)，所述的外殼（1)與內芯（2)之間設置有空腔 (3)，所述的空腔（3)內填充有電解質組合物，并采用絕緣蓋板（5)將其封裝在所述接地單 體內，其特征在于，電解質組合物以重量百分比計，由以下成分組成：2. 根據權利要求1所述的一種變能組合式防雷接地裝置，其特征在于，各組分優選為：3. 根據權利要求2所述的一種變能組合式防雷接地裝置，其特征在于，各組分優選為：4. 根據權利要求1-3之一所述的一種變能組合式防雷接地裝置，其特征在于，所述外 殼1通過導線連接安全接地棒（4)。5. 根據權利要求1-3之一所述的一種變能組合式防雷接地裝置，其特征在于，所述外 殼⑴和內芯⑵均為導電金屬。6. 根據權利要求5所述的一種變能組合式防雷接地裝置，其特征在于，外殼（1)和內芯 (2)均為不銹鋼，優選為304不銹鋼。7. 根據權利要求1-3之一所述的一種變能組合式防雷接地裝置，其特征在于，所述絕 緣蓋板（5)為環氧樹脂，外殼為圓柱形或方形。8. 權利要求1-7中任一項所述的一種變能組合式防雷接地裝置在防雷接地系統中的 應用。9. 根據權利要求8所述的應用，其特征在于，所述變能組合式防雷接地裝置應用在電 信、電力、通訊、移動設備、交通工具的接地系統中。10. 根據權利要求9所述的應用，其特征在于，所述變能組合式防雷接地裝置應用在高 速列車或飛行器的接地系統中。
【專利摘要】本發明公開了一種變能組合式防雷接地裝置。該變能組合式防雷接地裝置至少由兩個以上的變能防雷接地單體并聯組成。所述變能防雷接地單體包括外殼(1)和內芯(2)，所述的外殼(1)與內芯(2)之間設置有空腔(3)，所述的空腔(3)內填充有電解質組合物，并采用絕緣蓋板(5)將其封裝在該接地裝置內。該變能組合式防雷接地裝置具有蓄電池的充、放電性能，沒有極性要求，正、反雙向均可進行充、放電，適配雷電、不同極性的脈沖的沖擊，內阻很小，低壓測試小于0.6歐姆，高壓測試小于0.06歐姆。該變能組合式防雷接地裝置先吸收變能、后釋放，反壓很小，無反壓，具有優異的防雷效果；且結構簡單，免于維護，可廣泛應用于電信、電力、通訊、移動設備、交通工具等接地系統中。
【IPC分類】H01G9/18, H01R4/66
【公開號】CN104966912
【申請號】CN201510424624
【發明人】張萬嶺, 朱世華, 蔡仁峰, 徐翠芳
【申請人】揚州華峰防雷新科技有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年7月17日