[发明专利]电弧反冲与雷电波反射叠加衰减雷击强度方法及其装置

说明书

本发明公开了电弧反冲与雷电波反射叠加衰减雷击强度方法及其装置，属于防雷技术领域，方法为将反冲管底部的接闪电极通过串接电抗器后再接地，反冲管通过外部金具设置在输电线底部，雷击输电线路后，雷电弧进入反冲管内部，反冲管内气体或者绝缘液体的温升效应导致电弧爆炸并反向喷出，形成电弧反冲截断，经过反冲管的反冲作用后的雷电流传到电抗器，电抗器利用电抗电流不能突变的特性，延长雷电弧在反冲管内的停留时间，使得电弧在反冲管内有重复被截断的时间。形成电抗器波反射和反冲灭弧的良性互动机制一，强化反冲管内电弧强度达到倍增水平是反冲灭弧能力提高，衰减雷击强度。

技术领域

本发明涉及防雷技术领域，尤其涉及电弧反冲与雷电波反射叠加衰减雷击强度方法及其装置。

背景技术

雷击避雷针时雷电流强度为自然雷击强度，强度和陡度都非常巨大。在土壤里会在避雷针地网产生巨大电位差形成对绝缘的反击(杆塔绝缘)，在避雷针地网产生巨大跨步电压(基站附近和建筑物附近)造成人身伤害；在空气中会产生巨大瞬变电磁场对电子设备(例如雷达)造成破坏；雷电击中建筑物时会通过结构钢筋的电晕放电剥离与水泥接触面导致钢筋水泥结构“骨肉分离”而使建筑物结构变的“松散”；雷电击中钢厂或炼油厂外漏锅炉会造成锅炉传感器的损坏导致巨大损失。为了能对雷击进行接闪的同时对雷电流的强度和陡度进行大幅度衰减，从根本上消除雷击的电位差、跨步电压、电磁感应和电晕放电等破坏的总根源，确保防雷有效、安全、经济，解决直击雷接闪过程中伴随性出现的雷击二次破坏问题的同时大幅度降低用于降低避雷针地网电阻降阻和均压的投资。针对雷击避雷器时，瞬时大电流在极短的时间内通过灭弧通道释放能量，对建筑物的结构安全造成危害，甚至引起跨步电压造成人身伤亡的问题，提出了电弧反冲与雷电波反射叠加衰减雷击强度方法。

发明内容

本发明的目的在于提供电弧反冲与雷电波反射叠加衰减雷击强度方法及其装置，解决现有瞬时大电流在极短的时间内通过灭弧通道释放能量，对建筑物的结构安全造成危害，甚至引起跨步电压造成人身伤亡的技术问题。本发明将反冲管接闪电极串接电抗器后再接地，利用电抗电流不能突变的原理延缓雷电波入地速度，延长雷电弧经过反冲管的时间，使得反冲管内的温升效应充分作用在电弧上，达到截断电弧的目的。

电弧反冲与雷电波反射叠加衰减雷击强度方法，将反冲管底部的接闪电极通过串接电抗器后再接地，反冲管通过外部金具设置在输电线底部，雷击输电线路后，雷电弧进入反冲管内部，反冲管内气体或者绝缘液体的温升效应导致电弧爆炸并反向喷出，形成电弧反冲截断，经过反冲管的反冲作用后的雷电流传到电抗器，电抗器利用电抗电流不能突变的特性，延缓雷电波入地速度，延长雷电弧在反冲管内的停留时间，使得电弧在反冲管内有重复被截断的时间，经过重复截断灭弧衰减的雷电流接地，避免瞬时大电流和高电压出现。

进一步地，雷电弧在反冲管内间歇灭弧的过程为：

反冲灭弧形成雷击闪络过程的间歇性放电，雷电弧进入细孔反冲管内封闭空间的电弧产生温升效应，电弧变细后的电流欧姆发热温升效应，电弧等离子体密度增加后等离子体相互摩擦温升效应，反冲管阻断电弧辐射、传导和对流能量流失通道温升效应，温升效应导致电弧爆炸并反向喷出入口形成电弧反冲截断，在通过重燃恢复电弧接通，由此形成间歇放电过程，延长放电时间降低放电强度。

进一步地，电抗器延缓雷电波入地的具体过程为：

电抗器对折射波具有阻尼延迟通过的作用，折射波为通过电抗器的波，使电弧滞留在反冲管内的时间延长，使截断电弧具有更长的时间，电抗器对雷电波的正反射的能力使滞留在反冲管内的电弧强度倍增，使反冲时间提前到雷电波较小靠近波头起点附近的水平，加大截断电弧的反向爆炸力和降低了截断电弧的阈值，通过电抗的正反射雷电波使反冲管内电弧强度倍增，电弧反方向定向爆炸截断电弧能力也会倍增，由此提高电弧发生反向定向爆炸的强度和灵敏度，使雷电弧强度由于雷电波在电抗器产生正反射而得以倍增强化，使得在较小的雷电弧强度下就能发生剧烈的反冲灭弧能量，使雷电弧的截断时间提前和放电时间辣的更长，在相同自然雷击强度下电抗器的对雷电波的正反射作用和阻尼折射作用会进一步衰减雷击强度。