一种避雷器的多层棒式接地系统

摘要

本发明公开了一种避雷器的多层棒式接地系统，包括插设在地下的棒体，所述棒体由多个圆柱状的层棒一以及层棒二交替焊接组成，所述棒体内埋设有一个螺旋管，所述螺旋管的外径小于棒体直径且二者差值在5～10mm之间，所述螺旋管的首尾两端通过中管连通，所述螺旋管以及中管内灌装有冷却液，所述中管位于棒体的轴线位置，所述棒体外壁套设有若干圈刮片，所述刮片为硬质薄片状结构。优点在于：雷雨天气下氧化物较多的棒体会明显放热，而相邻不同材质的层棒则会温度较低，两种材质的层棒的温差驱动螺旋管内的冷却液经中管循环流动，且两种材质的层棒温差越大，冷却液的流速越快；从而驱动中管内的叶轮高速转动，配合起振组件完成自维护效果。

权利要求

1.一种避雷器的多层棒式接地系统，包括插设在地下的棒体，其特征在于，所述棒体由多个圆柱状的层棒一(1)以及层棒二(2)交替焊接组成，所述棒体内埋设有一个螺旋管(3)，所述螺旋管(3)的外径小于棒体直径且二者差值在5～10mm之间，所述螺旋管(3)的首尾两端通过中管(4)连通，所述螺旋管(3)以及中管(4)内灌装有冷却液，所述中管(4)位于棒体的轴线位置，所述棒体外壁套设有若干圈刮片(5)，所述刮片(5)为硬质薄片状结构；

所述棒体的中部设置有一个起振机构，所述起振机构包括两个形变杆(7)以及一个通过轴承转动连接在中管(4)内部的叶轮(14)；

两个所述形变杆(7)固定连接在两个伸缩槽(6)内部，两个所述伸缩槽(6)分别开设在相邻的层棒一(1)和层棒二(2)内，两个所述伸缩槽(6)的一端靠近棒体的外壁，两个所述伸缩槽(6)的另一端连通有一个内腔(8)，所述内腔(8)开设在对应层棒一和层棒二的连接处；

所述内腔(8)、叶轮(14)共同连接有起振组件。

2.根据权利要求1所述的一种避雷器的多层棒式接地系统，其特征在于，所述起振组件包括滑动连接在内腔(8)内的滑板(9)，所述滑板(9)靠近伸缩槽(6)的一端相抵有一个复位弹簧(10)，所述滑板(9)靠近叶轮(14)的一端相抵有一个机动弹簧(11)，所述机动弹簧(11)固定连接有一个挡板(12)；

所述内腔(8)与中管(4)之间连通有一个板槽，所述挡板(12)滑动连接在板槽内，所述形变杆(7)远离内腔(8)的一端与伸缩槽(6)的内壁固定连接，所述挡板(12)与叶轮(14)共同设置有锁紧结构，所述形变杆(7)使用记忆金属制成。

3.根据权利要求2所述的一种避雷器的多层棒式接地系统，其特征在于，所述锁紧结构包括固定连接在内腔(8)下壁的滑套(15)，所述滑套(15)内密封滑动连接有一个锁块(16)，所述锁块(16)的上端为锁舌结构，所述挡板(12)的下端设置有与锁块(16)配合的锁槽，所述锁块(16)的下侧壁开设有一个侧槽(17)，所述侧槽(17)内密封滑动连接有一个固定连接在滑套(15)内壁的边板(18)，所述边板(18)与侧槽(17)的上壁共同相抵有一个触发弹簧(19)；

所述滑套(15)连通有一个连通管(20)，所述连通管(20)与滑套(15)的连接点位于边板(18)的上侧，所述连通管(20)远离滑套(15)的一端连通有一个液囊(13)，所述液囊(13)嵌设在叶轮(14)的外圈，所述叶轮(14)的外壁滑动连接有多个抵块(21)。

说明书

一种避雷器的多层棒式接地系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电力设施技术领域，尤其涉及一种避雷器的多层棒式接地系统。

背景技术

[0002] 避雷器的作用时在当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变。在避雷器的顶端形成局部电场集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再
通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。

[0003] 现有技术中的避雷器都是通过埋设在地下的金属棒接地，但现实中的地下环境复杂，土壤中酸碱度难以把控及预测，同时土壤中还存在各种对金属产生氧化的元素，从而导
致埋设在地下的接地棒表面发生氧化，而金属的接地棒在氧化后的会使其表面电阻增大，
从而导致接地棒上的电荷无法及时、迅速的传导至大地中，则避雷器顶部所能接收云端的
电荷也变慢，而现有技术对避雷器接地棒的维护只能人工拔出后操作，导致避雷器在使用
一端时间后无法良好的实现避雷效果。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为了解决现有技术中避雷器接地棒不易及时维护的问题，而提出的一种避雷器的多层棒式接地系统。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种避雷器的多层棒式接地系统，包括插设在地下的棒体，所述棒体由多个圆柱状的层棒一以及层棒二交替焊接组成，所
述棒体内埋设有一个螺旋管，所述螺旋管的外径小于棒体直径且二者差值在5～10mm之间，
所述螺旋管的首尾两端通过中管连通，所述螺旋管以及中管内灌装有冷却液，所述中管位
于棒体的轴线位置，所述棒体外壁套设有若干圈刮片，所述刮片为硬质薄片状结构；

[0006] 所述棒体的中部设置有一个起振机构，所述起振机构包括两个形变杆以及一个通过轴承转动连接在中管内部的叶轮；

[0007] 两个所述形变杆固定连接在两个伸缩槽内部，两个所述伸缩槽分别开设在相邻的层棒一和层棒二内，两个所述伸缩槽的一端靠近棒体的外壁，两个所述伸缩槽的另一端连
通有一个内腔，所述内腔开设在对应层棒一和层棒二的连接处；所述内腔、叶轮共同连接有
起振组件。

[0008] 在上述的避雷器的多层棒式接地系统中，所述起振组件包括滑动连接在内腔内的滑板，所述滑板靠近伸缩槽的一端相抵有一个复位弹簧，所述滑板靠近叶轮的一端相抵有
一个机动弹簧，所述机动弹簧固定连接有一个挡板；

[0009] 所述内腔与中管之间连通有一个板槽，所述挡板滑动连接在板槽内，所述形变杆远离内腔的一端与伸缩槽的内壁固定连接，所述挡板与叶轮共同设置有锁紧结构，所述形
变杆使用记忆金属制成。

[0010] 在上述的避雷器的多层棒式接地系统中，所述锁紧结构包括固定连接在内腔下壁的滑套，所述滑套内密封滑动连接有一个锁块，所述锁块的上端为锁舌结构，所述挡板的下
端设置有与锁块配合的锁槽，所述锁块的下侧壁开设有一个侧槽，所述侧槽内密封滑动连
接有一个固定连接在滑套内壁的边板，所述边板与侧槽的上壁共同相抵有一个触发弹簧；

[0011] 所述滑套连通有一个连通管，所述连通管与滑套的连接点位于边板的上侧，所述连通管远离滑套的一端连通有一个液囊，所述液囊嵌设在叶轮的外圈，所述叶轮的外壁滑
动连接有多个抵块。

[0012] 与现有的技术相比，本发明的优点在于：

[0013] 1、本发明中，层棒一和层棒二使用不同材质制成，二者氧化速度不同、氧化物的电阻也不同，则雷雨天气下氧化物较多的棒体会明显放热，而相邻不同材质的层棒则会温度
较低，两种材质的层棒的温差驱动螺旋管内的冷却液经中管循环流动，且两种材质的层棒
温差越大，冷却液的流速越快；从而驱动中管内的叶轮高速转动，配合起振组件完成自维护
效果；

[0014] 2、转动的叶轮产生的离心力使抵块与液囊相抵，将液囊内的液体挤压至边板上部空间使得锁块下移至与挡板脱离接触，挡板受机动弹簧的推动而向中管内弹射，从而使得
中管内的冷却液迅速停止流动，快速流动的液体在受阻挡而瞬间停止流动时，则会产生明
显的水锤效应，使得整个棒体产生明显的震动，此震动下会使得刮片与棒体产生明显的相
对位移，从而使得刮片能够将棒体外壁的氧化层刮除，起到自维护的效果。

[0015] 3、棒体上的温度明显降低后，形变杆复位不对滑板产生挤压效果，复位弹簧拉动滑板复位，机动弹簧则变为拉伸状态而将挡板从中管中拉出，不对中管内的流体产生阻断
效果；液囊内的液体在液囊自身弹性作用下也回流至液囊内，触发弹簧作用使得锁块向上
运动重新将挡板卡住，完成整个装置的复位，以便下次棒体产生明显氧化且出现雷雨天气
时再次完成自维护的操作。

附图说明

[0016] 图1为本发明提出的一种避雷器的多层棒式接地系统的结构示意图；

[0017] 图2为图1中A部分结构的放大示意图；

[0018] 图3为本发明提出的一种避雷器的多层棒式接地系统中叶轮部分的结构示意图；

[0019] 图4为本发明提出的一种避雷器的多层棒式接地系统中叶轮部分的俯视图。

[0020] 图中：1层棒一、2层棒二、3螺旋管、4中管、5刮片、6伸缩槽、7形变杆、8内腔、9滑板、10复位弹簧、11机动弹簧、12挡板、13液囊、14叶轮、15滑套、16锁块、17侧槽、18边板、19触发
弹簧、20连通管、21抵块。

具体实施方式

[0021] 以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

[0022] 实施例

[0023] 参照图1‑4，一种避雷器的多层棒式接地系统，包括插设在地下的棒体，棒体由多个圆柱状的层棒一1以及层棒二2交替焊接组成，层棒一1和层棒二2使用不同的材质制成，
当棒体处于地下时，两种材质的层棒氧化层产生的速度有明显不同，棒体内埋设有一个螺
旋管3，螺旋管3的外径小于棒体直径且二者差值在5～10mm之间，螺旋管3的首尾两端通过
中管4连通，螺旋管3以及中管4内灌装有冷却液，中管4位于棒体的轴线位置，棒体外壁套设
有若干圈刮片5，刮片5为硬质薄片状结构，当刮片5与棒体产生明显的相对运动时，刮片5则
会将棒体表面的氧化物刮去，起到维护的效果；

[0024] 棒体的中部设置有一个起振机构，起振机构包括两个形变杆7以及一个通过轴承转动连接在中管4内部的叶轮14，叶轮14在有流体流过时会随其产生转动，如同风吹动风扇
会扇叶产生转动一般；

[0025] 两个形变杆7固定连接在两个伸缩槽6内部，两个伸缩槽6分别开设在相邻的层棒一1和层棒二2内，两个伸缩槽6的一端靠近棒体的外壁，两个伸缩槽6的另一端连通有一个
内腔8，内腔8开设在对应层棒一和层棒二的连接处，两个层棒内均设置有一个伸缩槽6以及
形变杆7，当一种金属的层棒明显氧化时可对该层棒产生维护效果，而当另一种金属的层棒
明显氧化时，另一个对应的形变杆7则会明显变形对另一种金属的层棒产生维护效果；内腔
8、叶轮14共同连接有起振组件。

[0026] 起振组件包括滑动连接在内腔8内的滑板9，滑板9靠近伸缩槽6的一端相抵有一个复位弹簧10，滑板9靠近叶轮14的一端相抵有一个机动弹簧11，机动弹簧11固定连接有一个
挡板12；

[0027] 内腔8与中管4之间连通有一个板槽，挡板12滑动连接在板槽内，形变杆7远离内腔8的一端与伸缩槽6的内壁固定连接，挡板12与叶轮14共同设置有锁紧结构，形变杆7使用记
忆金属制成。

[0028] 锁紧结构包括固定连接在内腔8下壁的滑套15，滑套15内密封滑动连接有一个锁块16，锁块16的上端为锁舌结构，挡板12的下端设置有与锁块16配合的锁槽，锁块16的下侧
壁开设有一个侧槽17，侧槽17内密封滑动连接有一个固定连接在滑套15内壁的边板18，边
板18与侧槽17的上壁共同相抵有一个触发弹簧19；

[0029] 滑套15连通有一个连通管20，连通管20与滑套15的连接点位于边板18的上侧，连通管20远离滑套15的一端连通有一个液囊13，液囊13嵌设在叶轮14的外圈，叶轮14的外壁
滑动连接有多个抵块21。

[0030] 本发明中，棒体的上端与避雷器电性连接，避雷器处于较高位置直至伸入云层，此时避雷器的尖端便会释放电荷中和周围的云层中的电荷，实现避雷的效果；层棒一1和层棒
二2使用不同材质制成，而不同材质的金属在埋设在地下氧化的速度也不同，即便是二者氧
化速度相近，二者氧化物的电阻也不同，因此在本发明中的两种层棒埋设在地下后，其表面
电阻会有着明显的差异雷雨天气时，避雷器尖端放电至云层中，位于地表的层棒必然会与
大地有着明显的电荷流动，此时棒体便会产生明显的电流；

[0031] 而当层棒上开始产生明显的氧化物时，此时对应层棒的电阻增大，雷雨天气时，即对应棒体会明显放热，导致对应棒体上的温度在短时间内快速升高，而相邻不同材质的层
棒则会温度较低，螺旋管3内的冷却液受热会产生一定程度的汽化并推动冷却液流动，冷却
液流动至温度较低的层棒时则会冷却液化，整个棒体上一种材质的层棒温度较高而另一种
材质的层棒温度较低时，则会驱动螺旋管3内的冷却液经中管4循环流动，且两种材质的层
棒温差越大，冷却液的流速越快。

[0032] 其中一种材质的层棒温度明显升高时，对应伸缩槽6内的形变杆7会明显伸长并伸至内腔8内推动滑板9运动，挤压机动弹簧11使其明显压缩而对挡板12产生较为明显的向右
(以图2为例表述)的推力，但初始状态下的挡板12受锁块16限制而无法产生位移。

[0033] 冷却液在中管4内流动时必然会带动叶轮14转动，转动的叶轮14会带动与其滑动连接的抵块21同步运动，其产生的离心力则会使抵块21与液囊13相抵，使得液囊13受压而
将液体经连通管20挤压至边板18上部空间，对应空间压强增大而带动锁块16向下移动。当
棒体上对应层棒的氧化层较厚、电阻较大，对应的温度较高时，中管4内冷却液流速更快，此
时抵块21也会推动更多的液囊13内的液体进入边板18上层空间，当锁块16向下运动至与挡
板12脱离接触时，挡板12受机动弹簧11的推动而向中管4内弹射，从而使得中管4内的冷却
液迅速停止流动，快速流动的液体在受阻挡而瞬间停止流动时，则会产生明显的水锤效应，
使得整个棒体产生明显的震动，此震动下会使得刮片5与棒体产生明显的相对位移，从而使
得刮片5能够将棒体外壁的氧化层刮除，起到自维护的效果。

[0034] 水锤效应产生的震动将棒体外壁的氧化物明显刮去或雷雨天气过后，棒体上的温度会明显降低，形变杆7复位不对滑板9产生挤压效果，复位弹簧10拉动滑板9复位，机动弹
簧11则变为拉伸状态而将挡板12从中管4中拉出，不对中管4内的流体产生阻断效果；液囊
13内的液体在液囊13自身弹性作用下也回流至液囊13内，触发弹簧19作用使得锁块16向上
运动重新将挡板12卡住，完成整个装置的复位，以便下次棒体产生明显氧化且出现雷雨天
气时再次完成自维护的操作。

[0035] 尽管本文较多地使用了层棒一1、层棒二2、螺旋管3、中管4、刮片5、伸缩槽6、形变杆7、内腔8、滑板9、复位弹簧10、机动弹簧11、挡板12、液囊13、叶轮14、滑套15、锁块16、侧槽
17、边板18、触发弹簧19、连通管20、抵块21等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使
用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的
限制都是与本发明精神相违背的。