[發明專利]電弧反沖與雷電波反射疊加衰減雷擊強度方法及其裝置

在審

• 申請號: 202110444550.2
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113206450A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 王巨豐;王嬿蕾;譚思源;楊子童;李慶一;王曉蕾;張鐿義;盧楊;何琪文;宋永鋒;余育植;賈征浩;李浩;郭克竹;金鑫;段小嬿;駱耀敬;陳宇寧
• 申請（專利權）人: 南寧超伏電氣科技有限公司
• 主分類號: H01T1/02
• 分類號: H01T1/02;H01R4/66;H01T19/04;H02H9/08;H02H9/00
• 代理公司: 南寧智卓專利代理事務所(普通合伙) 45129
• 代理人: 鄧世江

本發明公開了電弧反沖與雷電波反射疊加衰減雷擊強度方法及其裝置，屬于防雷技術領域，方法為將反沖管底部的接閃電極通過串接電抗器后再接地，反沖管通過外部金具設置在輸電線底部，雷擊輸電線路后，雷電弧進入反沖管內部，反沖管內氣體或者絕緣液體的溫升效應導致電弧爆炸并反向噴出，形成電弧反沖截斷，經過反沖管的反沖作用后的雷電流傳到電抗器，電抗器利用電抗電流不能突變的特性，延長雷電弧在反沖管內的停留時間，使得電弧在反沖管內有重復被截斷的時間。形成電抗器波反射和反沖滅弧的良性互動機制一，強化反沖管內電弧強度達到倍增水平是反沖滅弧能力提高，衰減雷擊強度。

技術領域

本發明涉及防雷技術領域，尤其涉及電弧反沖與雷電波反射疊加衰減雷擊強度方法及其裝置。

背景技術

雷擊避雷針時雷電流強度為自然雷擊強度，強度和陡度都非常巨大。在土壤里會在避雷針地網產生巨大電位差形成對絕緣的反擊(桿塔絕緣)，在避雷針地網產生巨大跨步電壓(基站附近和建筑物附近)造成人身傷害；在空氣中會產生巨大瞬變電磁場對電子設備(例如雷達)造成破壞；雷電擊中建筑物時會通過結構鋼筋的電暈放電剝離與水泥接觸面導致鋼筋水泥結構“骨肉分離”而使建筑物結構變的“松散”；雷電擊中鋼廠或煉油廠外漏鍋爐會造成鍋爐傳感器的損壞導致巨大損失。為了能對雷擊進行接閃的同時對雷電流的強度和陡度進行大幅度衰減，從根本上消除雷擊的電位差、跨步電壓、電磁感應和電暈放電等破壞的總根源，確保防雷有效、安全、經濟，解決直擊雷接閃過程中伴隨性出現的雷擊二次破壞問題的同時大幅度降低用于降低避雷針地網電阻降阻和均壓的投資。針對雷擊避雷器時，瞬時大電流在極短的時間內通過滅弧通道釋放能量，對建筑物的結構安全造成危害，甚至引起跨步電壓造成人身傷亡的問題，提出了電弧反沖與雷電波反射疊加衰減雷擊強度方法。

發明內容

本發明的目的在于提供電弧反沖與雷電波反射疊加衰減雷擊強度方法及其裝置，解決現有瞬時大電流在極短的時間內通過滅弧通道釋放能量，對建筑物的結構安全造成危害，甚至引起跨步電壓造成人身傷亡的技術問題。本發明將反沖管接閃電極串接電抗器后再接地，利用電抗電流不能突變的原理延緩雷電波入地速度，延長雷電弧經過反沖管的時間，使得反沖管內的溫升效應充分作用在電弧上，達到截斷電弧的目的。

電弧反沖與雷電波反射疊加衰減雷擊強度方法，將反沖管底部的接閃電極通過串接電抗器后再接地，反沖管通過外部金具設置在輸電線底部，雷擊輸電線路后，雷電弧進入反沖管內部，反沖管內氣體或者絕緣液體的溫升效應導致電弧爆炸并反向噴出，形成電弧反沖截斷，經過反沖管的反沖作用后的雷電流傳到電抗器，電抗器利用電抗電流不能突變的特性，延緩雷電波入地速度，延長雷電弧在反沖管內的停留時間，使得電弧在反沖管內有重復被截斷的時間，經過重復截斷滅弧衰減的雷電流接地，避免瞬時大電流和高電壓出現。

進一步地，雷電弧在反沖管內間歇滅弧的過程為：

反沖滅弧形成雷擊閃絡過程的間歇性放電，雷電弧進入細孔反沖管內封閉空間的電弧產生溫升效應，電弧變細后的電流歐姆發熱溫升效應，電弧等離子體密度增加后等離子體相互摩擦溫升效應，反沖管阻斷電弧輻射、傳導和對流能量流失通道溫升效應，溫升效應導致電弧爆炸并反向噴出入口形成電弧反沖截斷，在通過重燃恢復電弧接通，由此形成間歇放電過程，延長放電時間降低放電強度。

進一步地，電抗器延緩雷電波入地的具體過程為：

電抗器對折射波具有阻尼延遲通過的作用，折射波為通過電抗器的波，使電弧滯留在反沖管內的時間延長，使截斷電弧具有更長的時間，電抗器對雷電波的正反射的能力使滯留在反沖管內的電弧強度倍增，使反沖時間提前到雷電波較小靠近波頭起點附近的水平，加大截斷電弧的反向爆炸力和降低了截斷電弧的閾值，通過電抗的正反射雷電波使反沖管內電弧強度倍增，電弧反方向定向爆炸截斷電弧能力也會倍增，由此提高電弧發生反向定向爆炸的強度和靈敏度，使雷電弧強度由于雷電波在電抗器產生正反射而得以倍增強化，使得在較小的雷電弧強度下就能發生劇烈的反沖滅弧能量，使雷電弧的截斷時間提前和放電時間辣的更長，在相同自然雷擊強度下電抗器的對雷電波的正反射作用和阻尼折射作用會進一步衰減雷擊強度。