[发明专利]一种自耗能型线路综合防雷装置

说明书

本发明公开了一种自耗能型线路综合防雷装置，该装置前端装有接闪器用来接收直接雷击，接闪器后端连接有若干个自耗能回路用来进行多次雷电能量的消纳。若干个自耗能回路以串联方式连接，单个自耗能回路包括电感线圈、线圈电阻和电容间隙，电感线圈与线圈电阻串联后与电容间隙并联形成自耗能回路。当雷电流通过自耗能回路时，电感线圈产生反感应电动势使该支路电流初始值为零并在所述电容间隙两端形成高电压使其击穿放电释放出等同于雷电流的大电流进而达到消耗雷电能量的目的。该装置从源头上解决了传统防雷装置的反击问题，在雷电流接地之前将其消纳，有效保障了人员及设备的安全。

技术领域

本发明属于输电线路防雷技术领域，具体涉及一种自耗能型线路综合防雷装置。

背景技术

传统防雷装置包括避雷针和避雷器。其中避雷针即接闪器，当线路或电站设置避雷针后，会把周边的雷引导到此处入地，这样就可以对周边线路及设备起到保护作用，接地引下线和接地装置将雷电流引入地下的每一个环节都不能出现问题，才能实现避雷效果。

由于遭受直击雷的金属体(包括接闪器、接地引下线和接地体)，在引导强大的雷电流流入大地时，在它的引下线、接地体以及与它们相连接的金属导体上会产生非常高的电压，对周围与它们连接的金属物体、设备、线路、人体之间产生巨大的电位差，这个电位差会引起闪络。在接闪瞬间与大地间存在着很高的电压，该电压对与大地连接的其他金属物品发生放电，此为雷电反击现象，该现象将导致线路发生对地短接和设备损坏。

避雷器(即非线性电阻)就是为了防止反击现象发生而产生的。当雷电流通过避雷针流入线路杆塔时，避雷器由于大电流作用其电阻很小使雷电流通过，防止雷电流将线路绝缘子击穿后该条线路对地短接，当线路电流要从避雷器通过时由于电流极小其电阻很大而使线路电流不能通过。因此，避雷器能有效防止雷电反击。然而避雷器安装复杂且需要防雷电反击的位置较多，并且当避雷器被一次击穿后需停电更换，因此这大大提高了安装难度和安装成本，且即使避雷针和避雷器的组合既能够保护周边线路及设备，但入地后的大电流会产生较大跨步电压，威胁着人身安全。

传统方法通过改造接地电阻、安装吸水模块、安装避雷器等手段来达到防雷泄流的目的。然而在短时内，大地对雷电流的吸收能力是有限的；当雷电流较大时，接地电阻较好的情况下，因雷电流波型在上升波段斜率极大并且传统方法并不能有效改变此现状，输电线路常常发生反击(雷击主要发生在雷电波上升的阶段)。因此仅采用传统方法防雷效果不佳，这就是改造接地电阻、安装避雷器在一些重雷区，防雷效果不明显的主要原因。

据防雷检测机构的不完全统计，2017年全国雷电灾害典型案例高达188条，其中由于防雷装置不完善导致的案例占其中的1/3，因此实现一套有效的防雷装置和防雷方法迫在眉睫。

发明内容

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种自耗能型线路综合防雷装置由若干个自耗能回路串联而成，所述第1个自耗能回路的任一节点与接闪器相连接，所述接闪器的尖端竖直朝上，用来接收直接雷击将雷电流引入第1个自耗能回路，所述最后一个自耗能回路后端连接需要防雷的线路杆塔塔顶。

所述串联的自耗能回路的个数范围在1个—10个区间内，每个自耗能回路对应一种类型的雷电能量消纳。

所述的单个自耗能回路包括电感线圈和电容间隙；所述电感线圈与电容间隙并联形成自耗能回路。

所述每个自耗能回路中的电感线圈的电感大小L需满足单位时间所需消纳的雷电流施加在电感线圈上的电流变化量所产生的感应电动势大于电容间隙的击穿电压以此保证所述电容间隙被击穿，雷电能量通过自耗能回路被消耗。

所述单个自耗能回路当且仅当所述电容间隙被击穿时消纳雷电能量；若所述电容间隙未被击穿时等同于单个电感线圈，不构成自耗能回路，未消纳雷电能量，雷电流通过所述单个电感线圈流入下一个自耗能回路。