一种避雷器的自维护型双棒式接地系统

摘要

本发明公开了一种避雷器的自维护型双棒式接地系统，括插设在地表的上棒体，所述上棒体下端固定连接有第一下棒体和第二下棒体，所述第一下棒体和第二下棒体内均开设有多个膨胀腔和冷却腔，两个下棒体内的所述膨胀腔底部通过管道互相连通，两个下棒体内的所述冷却腔底部通过管道互相连通；所述第一下棒体和第二下棒体外壁均套设有一个螺旋状且为金属材质的刮环。优点在于：配重块在沿螺旋升管上移运动过程中会受到明显的离心力，在此离心力的作用下，对应的下棒体会产生一定的晃动，而刮环与上棒体固定连接，从而使得下棒体与刮环会产生明显的相对位移，此时刮环便会将下棒体表面的氧化物刮去，完成避雷器接地系统的自维护。

权利要求

1.一种避雷器的自维护型双棒式接地系统，包括插设在地表的上棒体(1)，其特征在于，所述上棒体(1)下端固定连接有第一下棒体(2)和第二下棒体(3)，所述第一下棒体(2)和第二下棒体(3)内均开设有多个膨胀腔(5)和冷却腔(6)，两个下棒体内的所述膨胀腔(5)底部通过管道互相连通，两个下棒体内的所述冷却腔(6)底部通过管道互相连通；

所述第一下棒体(2)和第二下棒体(3)外壁均套设有一个螺旋状且为金属材质的刮环(4)，所述刮环(4)靠近下棒体的一侧为薄片状结构，下棒体的内底部开设有一个中腔(7)，所述中腔(7)顶部连通开设有一个螺旋升管(8)，所述螺旋升管(8)内滑动连接有配重块(10)，所述螺旋升管(8)的顶部连通有第一连通管(9)，所述第一连通管(9)连通另一个下棒体的冷却腔(6)，下棒体内的至少一个所述膨胀腔(5)与中腔(7)直接连通，下棒体内的至少一个所述冷却腔(6)与中腔(7)连通；膨胀腔(5)、冷却腔(6)、螺旋升管(8)、第一连通管(9)、中腔(7)内灌有蒸发液。

2.根据权利要求1所述的一种避雷器的自维护型双棒式接地系统，其特征在于，所述膨胀腔(5)和冷却腔(6)均设置在下棒体靠近外壁的区域，所述膨胀腔(5)、冷却腔(6)、螺旋升管(8)、第一连通管(9)、中腔(7)内抽真空后灌入蒸发液。

3.根据权利要求1所述的一种避雷器的自维护型双棒式接地系统，其特征在于，所述刮环(4)通过硬质杆件与上棒体(1)固定连接，下棒体内的冷却腔(6)与另一个下棒体内的中腔(7)共同连通有回流管(14)，所述回流管(14)内设置有仅允许流体单向从冷却腔(6)流向中腔(7)的单向阀。

4.根据权利要求1所述的一种避雷器的自维护型双棒式接地系统，其特征在于，所述螺旋升管(8)与第一连通管(9)连通处的管径小于第一连通管(9)，所述螺旋升管(8)在与第一连通管(9)的连通处开设有多个远小于配重块(10)的小孔，所述配重块(10)为外径小于第一连通管(9)内径的圆柱形结构。

5.根据权利要求1所述的一种避雷器的自维护型双棒式接地系统，其特征在于，所述螺旋升管(8)底部的内径小于配重块(10)的外径，所述配重块(10)的顶部固定连接有一个上大小小的喇叭筒(11)，所述螺旋升管(8)的下部内壁固定连接有一个空心的环形囊(13)，所述环形囊(13)通过一个第二连通管(12)与中腔(7)连通。

6.根据权利要求1所述的一种避雷器的自维护型双棒式接地系统，其特征在于，所述配重块(10)使用永磁体制成，所述刮环(4)使用金属材质制成，所述刮环(4)的上下端通过导线电连接。

说明书

一种避雷器的自维护型双棒式接地系统

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自维护型双棒式接地系统。

背景技术

[0002] 在雷雨天气，高楼上空出现带电云层时，避雷器和高楼顶部都被感应上大量电荷，由于避雷器的顶端为尖状，在静电感应作用下时，导体尖端总是聚集了最多的电荷。这样，
避雷器就聚集了大部分电荷。当云层上电荷较多时，避雷器与云层之间的空气就很容易被
击穿，成为导体。这样，带电云层与避雷器形成通路，而避雷器又是接地的，避雷器就可以把
云层上的电荷导入大地，使其不对高层建筑构成危险，保证了它的安全。

[0003] 现有技术中，避雷器通过一个直接插入地下的金属接地棒实现接地，但由于地下环境复杂，土壤中可能存在各种对金属产生腐蚀、氧化的物体，因此容易使得埋设在地下的
接地棒表面发生氧化，此时接地电阻会明显变大，导致接地棒上的电荷无法及时迅速的传
导至大地中，若不及时处理该问题，避雷器就无法良好的实现避雷效果。现有技术中的接地
棒在氧化后，往往需要拔出来进行修复处理，或者直接采用新接地帮替换，维护成本较高。

[0004] 为此我们提出了一种当接地器表面出现明显氧化时能够自维护的接地器装置。

发明内容

[0005] 本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种避雷器的自维护型双棒式接地系统。

[0006] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种避雷器的自维护型双棒式接地系统，括插设在地表的上棒体，所述上棒体下端固定连接有第一下棒体和第二下棒体，
所述第一下棒体和第二下棒体内均开设有多个膨胀腔和冷却腔，两个下棒体内的所述膨胀
腔底部通过管道互相连通，两个下棒体内的所述冷却腔底部通过管道互相连通；

[0007] 所述第一下棒体和第二下棒体外壁均套设有一个螺旋状且为金属材质的刮环，所述刮环靠近下棒体的一侧为薄片状结构，下棒体的内底部开设有一个中腔，所述中腔顶部
连通开设有一个螺旋升管，所述螺旋升管内滑动连接有配重块，所述螺旋升管的顶部连通
有第一连通管，所述第一连通管连通另一个下棒体的冷却腔，下棒体内的至少一个所述膨
胀腔与中腔直接连通，下棒体内的至少一个所述冷却腔与中腔连通。

[0008] 在上述的避雷器的自维护型双棒式接地系统中，所述膨胀腔和冷却腔均设置在下棒体靠近外壁的区域，所述膨胀腔、冷却腔、螺旋升管、第一连通管、中腔内抽真空后灌入蒸
发液。

[0009] 在上述的避雷器的自维护型双棒式接地系统中，所述刮环通过硬质杆件与上棒体固定连接，下棒体内的冷却腔与另一个下棒体内的中腔共同连通有回流管，所述回流管内
设置有仅允许流体单向从冷却腔流向中腔的单向阀。

[0010] 在上述的避雷器的自维护型双棒式接地系统中，所述螺旋升管与第一连通管连通处的管径小于第一连通管，所述螺旋升管在与第一连通管的连通处开设有多个远小于配重
块的小孔，所述配重块为外径小于第一连通管内径的圆柱形结构。

[0011] 在上述的避雷器的自维护型双棒式接地系统中，所述螺旋升管底部的内径小于配重块的外径，所述配重块的顶部固定连接有一个上大小小的喇叭筒，所述螺旋升管的下部
内壁固定连接有一个空心的环形囊，所述环形囊通过一个第二连通管与中腔连通。

[0012] 在上述的避雷器的自维护型双棒式接地系统中，所述配重块使用永磁体制成，所述刮环使用金属材质制成，所述刮环的上下端通过导线电连接。

[0013] 与现有的技术相比，本发明的优点在于：

[0014] 1、雷雨天气时，避雷器尖端放电至云层中时，下棒体上便会产生明显的电流，而当下棒体上开始产生明显的氧化物时，此时对应下棒体的电阻增大而明显放热，导致下棒体
上的温度在短时间内快速升高使得膨胀腔的蒸发液会快速汽化，从而推动螺旋升管中的配
重块沿螺旋升管快速上移；

[0015] 所以配重块在沿螺旋升管上移运动过程中会受到明显的离心力，在此离心力的作用下，对应的下棒体会产生一定的晃动，而刮环与上棒体固定连接，从而使得下棒体与刮环
会产生明显的相对位移，此时刮环便会将下棒体表面的氧化物刮去，完成避雷器接地系统
的自维护。

[0016] 2、所以配重块在沿螺旋升管上移运动过程中，由于螺旋升管的顶部通过小孔与第一连通管连通，故而配重块运动到螺旋升管顶部的时候会与螺旋升管的端部产生较为猛烈
的撞击，此此撞击会产生振动传递至下棒体和刮环，由于二者的材质、体积均有明显差异，
从而导致二者的振幅与振动频率也明显不同，二者再次产生较为明显的相对位移，刮环再
次将下棒体表面的氧化物刮去，完成避雷器接地系统的自维护。

[0017] 3、本申请中将配重块使用永磁体制成时，配重块运动会使周围磁场产生明显变化，而套设在下棒体外的刮环处的磁通量也会明显变化，从而使得刮环上产生明显的感应
电流，感应电流又会在刮环的每匝金属上产生磁场，这些磁场互相作用又会使得刮环的各
匝金属产生晃动，从而使得刮环运动将下棒体表面的氧化物杂质刮去，完成避雷器接地系
统的自维护。

附图说明

[0018] 图1为本发明提出的一种避雷器的自维护型双棒式接地系统的结构示意图；

[0019] 图2为本发明提出的一种避雷器的自维护型双棒式接地系统中下棒体部分的横截面示意图；

[0020] 图3为本发明提出的一种避雷器的自维护型双棒式接地系统中下棒体内配重块部分的放大示意图。

[0021] 图中：1上棒体、2第一下棒体、3第二下棒体、4刮环、5膨胀腔、6冷却腔、7中腔、8螺旋升管、9第一连通管、10配重块、11喇叭筒、12第二连通管、13环形囊、14回流管。

具体实施方式

[0022] 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。

[0023] 实施例

[0024] 参照图1‑3，一种避雷器的自维护型双棒式接地系统，包括插设在地表的上棒体1，上棒体1下端固定连接有第一下棒体2和第二下棒体3，第一下棒体2和第二下棒体3内均开
设有多个膨胀腔5和冷却腔6，两个下棒体内的膨胀腔5底部通过管道互相连通，保证各个膨
胀腔5内的流体能够互相流通，两个下棒体内的冷却腔6底部通过管道互相连通，保证各个
冷却腔6内的流体能够互相流通；

[0025] 第一下棒体2和第二下棒体3外壁均套设有一个螺旋状且为金属材质的刮环4，刮环4靠近下棒体的一侧为薄片状结构，保证刮环4在与下棒体产生相对运动时，其薄片结构
可顺畅的将下棒体表面的氧化物刮去；下棒体的内底部开设有一个中腔7，中腔7顶部连通
开设有一个螺旋升管8，螺旋升管8内滑动连接有配重块10，中腔7内的液体迅速液化时会推
动配重块10沿螺旋升管8向上运动，螺旋升管8的顶部连通有第一连通管9，第一连通管9连
通另一个下棒体的冷却腔6，下棒体内的至少一个膨胀腔5与中腔7直接连通，下棒体内的至
少一个冷却腔6与中腔7连通。

[0026] 膨胀腔5和冷却腔6均设置在下棒体靠近外壁的区域，膨胀腔5、冷却腔6、螺旋升管8、第一连通管9、中腔7内抽真空后灌入蒸发液，蒸发液可选用丙酮等沸点较低的液体。螺旋
升管8与第一连通管9连通处的管径小于第一连通管9，螺旋升管8在与第一连通管9的连通
处开设有多个远小于配重块10的小孔，配重块10为外径小于第一连通管9内径的圆柱形结
构，保证配重块10不会进入第一连通管9，而螺旋升管8内的气体可进入第一连通管9。

[0027] 刮环4通过硬质杆件与上棒体1固定连接，下棒体内的冷却腔6与另一个下棒体内的中腔7共同连通有回流管14，回流管14内设置有仅允许流体单向从冷却腔6流向中腔7的
单向阀，使得待两个下棒体都冷却降温后，冷却腔6中冷凝的蒸发液可经单向阀回到另一个
下棒体的中腔7以及膨胀腔5内，维持本申请装置的持续工作。

[0028] 螺旋升管8底部的内径小于配重块10的外径，配重块10的顶部固定连接有一个上大小小的喇叭筒11，由于螺旋升管8内可能存在汽化的蒸发液，喇叭筒11上大下小的结构利
于其快速向下滑动恢复初始状态，螺旋升管8的下部内壁固定连接有一个空心的环形囊13，
环形囊13通过一个第二连通管12与中腔7连通，中腔7内的蒸发液开始汽化时，其产生的压
强不足以使配重块10迅速上移，此时气压经第二连通管12进入环形囊13中，使其膨胀对配
重块10产生限位效果，当其内压强足够大时，配重块10会冲过环形囊13的限位而迅速向上
运动，环形囊13的结构设置保证下棒体在升温较为缓慢时，配重块10也能迅速上移，产生足
够的离心力以及撞击力。

[0029] 配重块10使用永磁体制成，刮环4使用金属材质制成，刮环4的上下端通过导线电连接。值得说明的是：将配重块10使用永磁体制成时，配重块10运动会使周围磁场产生明显
变化，而套设在下棒体外的刮环4处的磁通量也会明显变化，从而使得刮环4上产生明显的
感应电流，感应电流又会在刮环的每匝金属上产生磁场，这些磁场互相作用又会使得刮环4
的各匝金属产生晃动，从而使得刮环4运动将下棒体表面的氧化物杂质刮去。

[0030] 本发明中上棒体1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；第一下棒体2
和第二下棒体3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当，二者氧化物的电阻也不同，因此在本发明中的两个下棒体埋设在
地下后，其表面电阻会有着明显的差异；

[0031] 雷雨天气时，避雷器尖端放电至云层中，位于地表的下棒体必然会与大地有着明显的电荷流动，此时下棒体上便会产生明显的电流，同时由于下棒体上的电阻较小，根据电
学常识可轻易得出此时下棒体上产生的热量明显较小；而当下棒体2上开始产生明显的氧
化物时，此时对应下棒体的电阻增大，雷雨天气时，下棒体上会明显放热，导致下棒体上的
温度在短时间内快速升高；且发热点位于下棒体的表面区域，此时，电阻较大的下棒体内膨
胀腔的蒸发液会快速汽化，并进入中腔7，从而推动螺旋升管8中的配重块10沿螺旋升管8快
速上移；

[0032] 由于螺旋升管8为螺旋结构，所以配重块10在沿螺旋升管8上移运动过程中会受到明显的离心力，在此离心力的作用下，对应的下棒体会产生一定的晃动，而刮环4与上棒体1
固定连接，从而使得下棒体与刮环4会产生明显的相对位移，此时刮环4便会将下棒体表面
的氧化物刮去；

[0033] 由于螺旋升管8的顶部通过小孔与第一连通管9连通，故而配重块10运动到螺旋升管8顶部的时候会与螺旋升管8的端部产生较为猛烈的撞击，此此撞击会产生振动传递至下
棒体和刮环4，由于二者的材质、体积均有明显差异，从而导致二者的振幅与振动频率也明
显不同，二者再次产生较为明显的相对位移，刮环4再次将下棒体表面的氧化物刮去。

[0034] 一个下棒体中的螺旋升管8通过第一连通管9与另一个下棒体的冷却腔6连通，即蒸发液汽化后进入另一个下棒体的冷却腔6中，由于另一个下棒体的电阻较小、发热量较
小，即对应的冷却腔6处温度较低，则汽化状态的蒸发液便会在该冷却腔6中冷却液化，保证
大电阻下棒体中的蒸发液能够持续汽化流动。

[0035] 尽管本文较多地使用了1上棒体、2第一下棒体、3第二下棒体、4刮环、5膨胀腔、6冷却腔、7中腔、8螺旋升管、9第一连通管、10配重块、11喇叭筒、12第二连通管、13环形囊、14回
流管等术语，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。