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一种三叉避雷针

阅读：401发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种三叉避雷针专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种三叉避雷针，包括底座，支撑杆底部固定于底座上，支撑杆顶部连接避雷球，避雷球上均匀布置三根接闪针；支撑杆由至少两节杆体插接组成，且上节杆体的下端插于下节杆体的上端外部；接闪针与避雷球之间设有加强肋；三根接闪针的针尖处均设有绝缘帽；支撑杆外部设有扰流板。本实用新型将撑杆设计为锥形外插式结构，可以避免插接处因积水锈蚀导致的断裂现象；在接闪针与避雷球之间安装加强肋，进而避免了接闪针与避雷球连接处发生脆断事故；在接闪针的针尖处设置绝缘帽，能有效增强三叉避雷针的引雷能力，降低雷击事故的发生几率；在支撑杆外部交错设置有扰流板，可以避免涡振的发生，提高了三叉避雷针使用的安全性和稳定性。，下面是一种三叉避雷针专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种三叉避雷针，包括底座(5)，支撑杆(3)底部固定于所述底座(5)上，所述支撑杆(3)顶部连接避雷球(2)，所述避雷球(2)上均匀布置三根接闪针(1)；其特征在于：所述支撑杆(3)由至少两节杆体插接组成，且上一节杆体的下端插于下一节杆体的上端外部；所述接闪针(1)与避雷球(2)之间设有加强肋(6)；所述支撑杆(3)外部设有扰流板(8)。
2.如权利要求1所述的三叉避雷针，其特征在于：所述支撑杆(3)的杆体为上小下大的锥形结构。
3.如权利要求1或2所述的三叉避雷针，其特征在于：所述支撑杆(3)的上一节杆体与下一节杆体之间的间隙内填充有金属垫片或橡胶。
4.如权利要求1所述的三叉避雷针，其特征在于：所述支撑杆(3)的上一节杆体与下一节杆体的插接处通过螺栓及扁钢焊接。
5.如权利要求1所述的三叉避雷针，其特征在于：所述接闪针(1)、避雷球(2)、支撑杆(3)均为钢结构体。
6.如权利要求1所述的三叉避雷针，其特征在于：所述三根接闪针(1)的针尖处均设有绝缘帽(7)。
7.如权利要求1所述的三叉避雷针，其特征在于：所述扰流板(8)为沿所述支撑杆(3)的杆身交错布置的矩形扰流板。
8.如权利要求1所述的三叉避雷针，其特征在于：所述扰流板(8)为缠绕于所述支撑杆(3)的杆身外部的螺旋肋条。
9.如权利要求1所述的三叉避雷针，其特征在于：所述扰流板(8)为沿所述支撑杆(3)的杆身交错布置的鱼鳍板。
10.如权利要求1所述的三叉避雷针，其特征在于：所述支撑杆(3)底部与所述底座(5)之间通过加强板(4)连接固定。

说明书全文

一种三叉避雷针

技术领域

[0001] 本申请涉及防雷技术领域，尤其涉及一种三叉避雷针。

背景技术

[0002] 避雷针，又名防雷针，是用来保护建筑物、高大树木等避免雷击的装置。当雷云放电接近地面时，它使地面电场发生畸变。在避雷针的顶端，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] 近几年，随着电力系统的快速发展，避雷针的应用越来越广泛。三叉避雷针是应用最广泛的一种避雷针，其结构如图1所示，由接闪针1、避雷球2、支撑杆3、加强板4、底座5等部件组成。支撑杆3底部固定于底座5上，并通过加强板4与底座5连接固定；支撑杆3顶部连接避雷球2，避雷球2上均匀布置三根接闪针1。其中，支撑杆3由多节杆体插接组成，上节杆体的下端插于下节杆体的上端内部，插接处通过螺栓及扁钢焊接。使用时，底座5通过螺栓固定于楼宇顶部，通过在球形的避雷球2上设置三根接闪针1，提高了避雷的范围和避雷效果，有效的保护了楼宇。

[0004] 但本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述现有的三叉避雷针至少存在如下技术问题：

[0005] (1)安装在风力较大的地区，尤其是严寒大风地区的三叉避雷针容易发生倾倒跌落事件。这是由于在风荷载以及涡激力的共同作用下，处于风场迎风侧最上游的三叉避雷针，在湍流强度较低的流场中和适宜的风速条件下，发生涡激共振，长期处于摆动状态。而在涡激共振往复荷载的持续作用下，三叉避雷针底座连接螺栓发生疲劳开裂，螺栓有效工作面积不断减小，在螺母与垫片结合处的螺纹根部由于结构和形状因素会产较为严重的应力集中现像，最终导致三叉避雷针的整体倾倒。

[0006] (2)支撑杆的上、下节杆体精度较差，插接处存在较大间隙。一般通过在节与节之间安装金属垫片、橡胶等填充物对间隙进行填充来控制倾斜度。长期运行后，金属垫片以及橡胶腐蚀会在大气环境中产生腐蚀、减薄、老化或脱落，致使避雷针上下节间隙越来越大，间隙过大会引起间隙内底部积水，同时插接位置由于无法直接观察，即使锈蚀减薄严重也无法及时发现。如此，上、下节的插接处容易发生断裂现象。

[0007] (3)在接闪针与避雷球连接处应力水平较高，在随时间不断变化的风荷载等因素作用下，容易发生脆断事故。

[0008] (4)有时候，三叉避雷针的引雷的作用较小，达不到理想的避雷效果。这是由于受雷云形成的电场影响，接闪针尖端的电场强度最大，而局部空间电离产生的电荷与雷云产生的电荷同极性，通过避雷针流入大地，并在接闪针的上空形成空间电荷，该空间电荷与接闪针同极性，同时与雷云的异极性电荷向雷云方向运动，降低接闪针尖端附近的电场强度，减弱或停止电离。当空间电荷与接闪针针自身的同极性电荷逐渐消散时，接闪针针尖处的电场强度逐渐恢复，并循环该过程。在电离较少时，空间电荷的数量也较少，并降低空间电荷层外的场强数值，导致电离区的扩展较小，因此，引雷的作用较小。实用新型内容

[0009] 本申请要解决的技术问题是如何避免三叉避雷针的整体倾倒及局部断裂，同时提高三叉避雷针的避雷效果。

[0010] 为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种三叉避雷针，所述三叉避雷针包括：包括底座，支撑杆底部固定于所述底座上，所述支撑杆顶部连接避雷球，所述避雷球上均匀布置三根接闪针；其特征在于：所述支撑杆由至少两节杆体插接组成，且上节杆体的下端插于下节杆体的上端外部；所述接闪针与避雷球之间设有加强肋；所述支撑杆外部设有扰流板。

[0011] 优选的，所述支撑杆的杆体为上小下大的锥形结构。

[0012] 优选的，所述支撑杆的上一节杆体与下一节杆体之间的间隙内填充有金属垫片或橡胶。

[0013] 优选的，所述支撑杆的上一节杆体与下一节杆体的插接处通过螺栓及扁钢焊接。

[0014] 优选的，所述接闪针、避雷球、支撑杆均为钢结构体。

[0015] 优选的，所述三根接闪针的针尖处均设有绝缘帽。

[0016] 优选的，所述扰流板为沿所述支撑杆的杆身交错布置的矩形扰流板。

[0017] 优选的，所述扰流板为缠绕于所述支撑杆的杆身外部的螺旋肋条。

[0018] 优选的，所述扰流板为沿所述支撑杆的杆身交错布置的鱼鳍板。

[0019] 优选的，所述支撑杆底部与所述底座之间通过加强板连接固定。

[0020] 本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

[0021] (1)将支撑杆设计为锥形外插式结构，上一节杆体的下端插于下一节杆体的上端外部，如此，上一节杆体与下一节杆体之间的间隙内不会存在积水，从而可以避免上、下节杆体的插接处因积水锈蚀导致的断裂现象，提高了三叉避雷针的使用寿命。

[0022] (2)在接闪针与避雷球之间安装加强肋，进行接闪针与避雷球连接处的加固处理。静力加载试验表明，当在接闪针与避雷球连接处设置加强肋后，接闪针与避雷球连接处的应力值明显减小，有效地缓解了接闪针与避雷球连接处的应力集中现象，进而避免了接闪针与避雷球连接处发生脆断事故，进一步提高了三叉避雷针的使用寿命。

[0023] (3)在三根接闪针的针尖处均设置绝缘帽。根据相关的电介质计划理论，使偶极子电介质受电场作用影响，做规律的定向移动，并使电场有序进行排列，介质的表面产生电荷呈现极性。受极化影响，附加电荷在电极上较多，并与电极原有的电荷极性相同，可以增大电荷密度，增强电场的强度，因此，在接闪针的针尖处安装绝缘帽能有效增强三叉避雷针的引雷能力，降低雷击事故的发生几率，从而保证输电线路正常运行。

[0024] (4)在支撑杆外部交错设置有扰流板。扰流板可以改变三叉避雷针的气动外形，扰乱漩涡的规则脱落，从而避免涡振的发生，从根本上解决三叉避雷针的涡振疲劳问题，避免了三叉避雷针使用的整体倾倒事故的发生，提高了三叉避雷针使用的安全性和稳定性。

[0025] 上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。附图说明

[0026] 图1为现有的三叉避雷针结构示意图；

[0027] 图2为本申请实施例中提供的三叉避雷针结构示意图；

[0028] 图3为本申请实施例中扰流板采用螺旋肋条示意图；

[0029] 图4为本申请实施例中扰流板采用交错设置的鱼鳞板示意图。

[0030] 附图标记说明：

[0031] 接闪针1，避雷球2，支撑杆3，加强板4，底座5，加强肋6，绝缘帽 7，扰流板8。

具体实施方式

[0032] 下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

[0033] 图2为本申请实施例中提供的三叉避雷针结构示意图，所述的三叉避雷针由接闪针1、避雷球2、支撑杆3、加强板4、底座5、加强肋6、绝缘帽7、扰流板8等部件组成。

[0034] 支撑杆3底部固定于底座5上，并通过加强板4与底座5连接固定；支撑杆3顶部连接避雷球2，避雷球2上均匀布置三根接闪针1。

[0035] 其中，支撑杆3由多节杆体插接组成，杆体为上小下大的锥形结构，上一节杆体的下端插于下一节杆体的上端外部，形成锥形外插式结构，插接处通过螺栓及扁钢焊接。在上一节杆体与下一节杆体之间的间隙内，安装金属垫片、橡胶等填充物对间隙进行填充。由于上节杆体插于下节杆体的外部，因此，上一节杆体与下一节杆体之间的间隙内不会存在积水，如此，可以避免上下节杆体的插接处因积水锈蚀导致的断裂现象，提高了三叉避雷针的使用寿命。

[0036] 本实施例中，接闪针1、避雷球2、支撑杆3均采用钢材料制作。钢材料具有优良的导电性能、极强的抗腐蚀性能和较高的热稳定性，适于制作避雷针。

[0037] 本实施例中，在接闪针1与避雷球2之间安装加强肋6，进行接闪针1 与避雷球2连接处的加固处理。静力加载试验表明，当在接闪针1与避雷球2连接处设置加强肋6后，接闪针1与避雷球2连接处的应力值明显减小，最大处应力值为119MPa，也远远小于钢的材料屈服强度345MPa。表明在接闪针1与避雷球2连接处设置加强肋6可以有效地缓解接闪针1与避雷球2连接处的应力集中现象，进而避免接闪针1与避雷球2连接处发生脆断事故，进一步提高了三叉避雷针的使用寿命。

[0038] 本实施例中，在三根接闪针1的针尖处均设置绝缘帽7。根据相关的电介质计划理论，使偶极子电介质受电场作用影响，做规律的定向移动，并使电场有序进行排列，介质的表面产生电荷呈现极性。受极化影响，附加电荷在电极上较多，并与电极原有的电荷极性相同，可以增大电荷密度，增强电场的强度，因此，在接闪针1的针尖处安装绝缘帽7能有效增强三叉避雷针的引雷能力。

[0039] 绝缘帽7的安装，可以防止接闪针1针尖附近的空间电荷进入接闪针 1内，从而避免电荷消失。受雷云自身的作用影响，接闪针1针尖处的电荷强度最大，并随着雷云的下行先导向地面延伸，使接闪针1针尖处电荷不断增强。当雷云的同极电荷与局部空间电离出的电荷同时被绝缘帽7阻隔时，电荷紧贴绝缘帽7外部，避免了电荷通过接闪针1流入大地。当接闪针1戴有绝缘帽7时，接闪针1尖端的电场强度不断升高，并始终大于未戴绝缘帽7的避雷针电场强度，使得电离现象不断发生，形成导电性好、密度大的区域，最终形成由接闪针1向上发展的迎面先导，其作用与提升避雷针本身的高度相同，从而增强了避雷针的避雷效果。

[0040] 本实施例中，在支撑杆3外部设置有扰流板8。试验表明，当支撑杆3 沿高度变化的各个断面的气动外形各不相同时，大风环境下，气流经过以后，不易规则的漩涡脱落，因此，在支撑杆3外部交错设置扰流板8，可以改变三叉避雷针的气动外形，扰乱漩涡的规则脱落，从而避免涡振的发生，从根本上解决三叉避雷针的涡振疲劳问题，避免三叉避雷针使用时的整体倾倒事故的发生，提高三叉避雷针使用的安全性和稳定性。

[0041] 其中，扰流板8可以为以一定的角度间隔和间距沿支撑杆3的杆身交错布置的矩形扰流板，如图2所示；也可以为缠绕于支撑杆3的杆身外部的螺旋肋条，如图3所示；还可以为以一定的角度间隔和间距沿支撑杆3 的杆身交错布置的鱼鳍板，如图4所示。

[0042] 综上所示，本实施例提供的三叉避雷针具有如下特点：

[0043] (1)将撑杆设计为锥形外插式结构，可以避免上、下节杆体的插接处因积水锈蚀导致的断裂现象，提高了三叉避雷针的使用寿命。

[0044] (2)在接闪针与避雷球之间安装加强肋，有效地缓解了接闪针与避雷球连接处的应力集中现象，进而避免了接闪针与避雷球连接处发生脆断事故，进一步提高了三叉避雷针的使用寿命。

[0045] (3)在三根接闪针的针尖处均设置绝缘帽，能有效增强三叉避雷针的引雷能力，降低雷击事故的发生几率，从而保证输电线路正常运行。

[0046] (4)在支撑杆外部交错设置有扰流板，可以改变三叉避雷针的气动外形，扰乱漩涡的规则脱落，从而避免涡振的发生，避免了三叉避雷针使用的整体倾倒事故的发生，提高了三叉避雷针使用的安全性和稳定性。

[0047] 应当理解的是，在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

[0048] 以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

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