一种基于均匀电场理论野外孤立带电装备对雷电隐身的防雷技术专利检索-把立脚踏车和非动力车辆专利检索查询-专利查询网

一种基于均匀 电场理论野外孤立带电装备对雷电隐身的防雷技术

阅读：171发布：2023-02-11

专利汇可以提供一种基于均匀电场理论野外孤立带电装备对雷电隐身的防雷技术专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于均匀电场理论野外孤立带电装备对雷电隐身的防雷技术，包括对野外孤立带电装备所需要保护半径和保护高度进行分析；及对野外孤立带电装备保护半径和保护高度进行防雷操作；通过把极不均匀电场改变为相对均匀电场环境，使被保护的装备不受雷击或少受雷击，避免了带电装备使用传统避雷针时，雷电流通过地线产生的感应电压而损坏电子元件或破坏电器设备的绝缘；以及通过电荷的形式解决均匀电场的问题，使水泥杆塔等即可导通电荷而在水泥杆塔上安装不用改造接地网；该技术对于自然界孤立带电装备的防雷保护有着明显的效果；该技术的防雷原理补充完善了现代带电装备的防雷难题，对于现代化设备安全及军队野战装备有着重要意义。，下面是一种基于均匀电场理论野外孤立带电装备对雷电隐身的防雷技术专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于均匀电场理论野外孤立带电装备对雷电隐身的防雷技术，其特征在于：包括对野外孤立带电装备所需要保护半径和保护高度进行分析，及对野外孤立带电装备保护半径和保护高度进行防雷操作；所述对野外孤立带电装备所需要保护半径和保护高度进行分析为根据不同的装备防雷保护需要有不同的侧重，比如输电线路的减少雷击需要提高保护半径，风电机组的防雷保护的最大难度是高度，而且风电机组桨叶是旋转的动态过程，这样不但需要有保护半径还需要适应高度及在动态条件下的防护雷击的性能；所述对野外孤立带电装备保护半径和保护高度进行防雷操作为根据集电线路需要提高保护半径，所以针分为三层，而风电机组对保护半径要求不高，对垂直向上要求高，所述在每个桨叶的正反两面上角度与垂直在45°以内安装有针和机舱上安装有针。
2.如权利要求1所述一种基于均匀电场理论野外孤立带电装备对雷电隐身的防雷技术，其特征在于：所述第一层的针为垂直方向，第二层的针与垂直方向形成的角大于45°，第三层的针与垂直方向形成的角大于70°。
3.如权利要求1所述一种基于均匀电场理论野外孤立带电装备对雷电隐身的防雷技术，其特征在于：所述输电线路杆塔10.5kV塔距为50m，35kV为100m-200m，220kV为200m-
300m，所以不同电压等级的保护半径在50m-150m不同，所以针的数量我们取第一层取1根，第二层取7根,第三层取7根。
4.如权利要求1所述一种基于均匀电场理论野外孤立带电装备对雷电隐身的防雷技术，其特征在于：所述风电机组的每个桨叶的正反两面上角度与垂直在45°以内分布3根，3个桨叶18根加上机舱上7根共25只针，当其为动态时向上的针小于25根。
5.如权利要求3所述一种基于均匀电场理论野外孤立带电装备对雷电隐身的防雷技术，其特征在于：所述针的长度取值根据10.5kV线路的杆塔之间的距离为50m，针长大于
1.5m，35kV的塔距为100-200m，针长大于2.5m，110kV塔距为200-300m，针长大于3m。

说明书全文

一种基于均匀 电场理论野外孤立带电装备对雷电隐身的防雷

技术

技术领域

[0001] 本发明具体涉及一种基于均匀电场理论野外孤立带电装备对雷电隐身的防雷技术。

背景技术

[0002] 目前防雷电灾害的标准是围绕1749年美国科学家本杰明•富兰克林发明避雷针的工作基本原理是通过引雷于自身释放雷电能量，该技术适用保护房屋建筑物。现代工业的发展，使用避雷针原理已不能适合雷电对带电运行以及更严格的防雷物体保护要求，这样情况下通过地线释放电流时回路产生的瞬间脉冲感应电压对电子元件产生的损坏非常严重，不规则形状物体、特殊形状物体也存在难以克服保护的问题，如高大的风电机组、长距离输电线路保护都存在明显无法克服直击、反击、绕击雷问题。电网故障分类统计表明，在输、配电线路运行的总跳闸次数中，由于雷击引起的跳闸次数约占总跳闸次数70％--80％。雷击灾害已成为与自然灾害、外力破坏并列的严重影响电网运行安全的三大因素之一。运行在野外的带电装备很容易遭受雷击，它具备”棒—板”产生极不均匀的场环境形成容易放电的条件，输电线路上的避雷线是按照传统房屋预防雷电的理论以泄放雷电能量防护线路。由雷电引起的雷电过电压造成线路等装备故障问题十分突出，亟待开展全面深入研究加以解决。自然界孤立带电装备是指陆地及海上风电机组、输电线路（风场称集电线路）、海上工作平台、通讯铁塔、在开阔地带的移动装备等都是雷易击目标。在雷电环境下避雷针或避雷线造成极不均匀的空间电场环境，避雷针工作原理的目的就是造成极易遭受雷击的目标，这就像撕扯一张纸一样，当一张纸有豁口时应力将会集中在豁口处，雷电环境下的避雷针就是雷云放电应力的聚集点。解决风电机组、输电线路等装备雷电灾害，是世界范围的问题，也是世界性难题。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种通过将极不均匀电场改变为相对均匀电场环境，来改变先导放电的轨迹方向，使得被保护的装备不受雷击或少受雷击，来对自然界孤立带电装备进行防雷保护的防雷技术。

[0004] 为了解决上述问题，本发明的技术方案是：一种基于均匀电场理论野外孤立带电装备对雷电隐身的防雷技术，包括对野外孤立带电装备所需要保护半径和保护高度进行分析，及对野外孤立带电装备保护半径和保护高度进行防雷操作；所述对野外孤立带电装备所需要保护半径和保护高度进行分析为根据不同的装备防雷保护需要有不同的侧重，比如输电线路的减少雷击需要提高保护半径，风电机组的防雷保护的最大难度是高度，而且风电机组桨叶是旋转的动态过程，这样不但需要有保护半径还需要适应高度及在动态条件下的防护雷击的性能；所述对野外孤立带电装备保护半径和保护高度进行防雷操作为根据集电线路需要提高保护半径，所以针分为三层，而风电机组对保护半径要求不高，对垂直向上要求高，所述在每个桨叶的正反两面上角度与垂直在45°以内安装有针和机舱上安装有针。

[0005] 进一步的，所述第一层的针为垂直方向，第二层的针与垂直方向形成的角大于45°，第三层的针与垂直方向形成的角大于70°。

[0006] 进一步的，所述输电线路杆塔10.5kV塔距为50m，35kV为100m-200m，220kV为200m-300m，所以不同电压等级的保护半径在50m-150m不同，所以针的数量我们取第一层取1根，第二层取7根,第三层取7根。

[0007] 进一步的，所述风电机组的每个桨叶的正反两面上角度与垂直在45°以内分布3根，3个桨叶18根加上机舱上7根共25只针，当其为动态时向上的针小于25根。

[0008] 进一步的，所述针的长度取值根据10.5kV线路的杆塔之间的距离为50m，针长大于1.5m，35kV的塔距为100-200m，针长大于2.5m，110kV塔距为200-300m，针长大于3m。

[0009] 本发明的有益效果:通过把极不均匀电场改变为相对均匀电场环境，因此改变了先导放电的轨迹方向，使得被保护的装备不受雷击或少受雷击，避免了带电装备使用传统避雷针时，雷电流通过地线产生的感应电压而损坏电子元件或破坏电器设备的绝缘；以及通过电荷的形式解决均匀电场的问题，使水泥杆塔等即可导通电荷而在水泥杆塔上安装不用改造接地网；该技术对于自然界孤立带电装备的防雷保护有着明显的效果；该技术的防雷原理补充完善了现代带电装备的防雷难题，对于现代化设备安全及军队野战装备有着重要意义。附图说明

[0010] 图1为集电线路上的防雷针安装方式。

[0011] 图2为风电机组桨叶上的防雷针安装方式。

[0012] 图3为风电机组机舱上的防雷针安装方式。

[0013] 图4为正常机组和安装了防雷技术的机组放电情况。

[0014] 图5为2台正常机组放电情况。

[0015] 具体实施方法下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0016] 一种基于均匀电场理论野外孤立带电装备对雷电隐身的防雷技术，包括对野外孤立带电装备所需要保护半径和保护高度进行分析，及对野外孤立带电装备保护半径和保护高度进行防雷操作；所述对野外孤立带电装备所需要保护半径和保护高度进行分析为根据不同的装备防雷保护需要有不同的侧重，比如集电线路需要提高保护半径，因为10.5kV线路的杆塔之间的距离为50m，35kV的塔距为100-200m，110kV塔距200-300m，因此不同的保护对象有不同需要重点解决的问题，所以针我们取垂直方向，取与垂直方向呈45°方向，取与垂直方向呈70°方向；其数量我们取垂直1根，45°取7根,70°取7根，所述集电线路上的防雷针安装方式如图1所示，图1中标号1为集电线路杆塔，图1中的标号2为防雷针，而风电机组对保护半径要求不高，对垂直向上要求高，在每个桨叶的正反两面上且角度与垂直在45°分布3根，两面为6根，3个桨叶18根加上机舱上7根共25只针，所述桨叶上的防雷针安装方式如图2所示，图2中标号3为桨叶，图2中标号4为防雷针，所述机舱上的防雷针安装方式如图3所示，图3中标号5为机舱，图3中的标号6为防雷针，当其为动态时向上的针小于25；所述针的长度取值根据10.5kV线路的杆塔之间的距离为50m，针长取1.5m，35kV的塔距为100-200m，针长取2.5m，110kV塔距为200-300m，针长取3m；所述针只要接在原有的接地系统即可，不用增加接地网改造，且水泥杆塔是不能导通电流的，但它是电荷的导体，因此，在水泥杆塔上安装同样不用增加接地，而桨叶中的针，也只要连到避雷针接地线上即可，机舱是导电体安装上即可。

[0017] 按照上述方案在高压实验室通过模型进行相关模拟试验验证：试验模型的比例尺度是1：1000；自然界雷云放电高度一般在600米－1000米范围，本试验模拟垂直高度取800米，在实验室的模拟垂直地面高度是800毫米；模拟不同风电机组模型之间水平距离是200米，在实验室的模拟水平距离是200毫米；模拟雷云电场，采用负极性静电场；实际自然界的击穿电压与许多自然条件有关，但是比例关系是有相似性；自然界发生雷电时不同，实验室可连续发生闪电，自然界只发生一次其电荷就释放完能量，不会发生第二次闪电；进行的物理仿真试验，如：经过改造的风电机组模型与没有经过改造的模型进行防雷效果对比，图4为正常机组和安装了防雷技术的机组放电情况，图4中左侧的机组为正常机组，图4中右侧的机组为安装了防雷技术的机组，图5为2台正常机组放电情况，从上述实验得出经过改造的风电机组模型与没有经过改造的模型前者的击穿电压提高了15%-20% ，这就相当于把极不均匀电场（高压技术把避雷针称“针-板”能造成极不均匀电场）改变为相对均匀电场环境，把“针-板”向 “板-板”改善；所谓“针-板”及“板-板”是物理中电容的物理现象；在经过高压物理仿真试验得到结论是“针的数量从2只开始每增加1只击穿电压都在逐步增加直到十几只后不在增加，在十几只至二十几只几乎保持击穿电压，二十几只后再增加针反而击穿电压开始下降增加接近50只时的击穿电压基本是与避雷针相同。

[0018] 本发明的有益效果是：通过把极不均匀电场改变为相对均匀电场环境，因此改变了先导放电的轨迹方向，使得被保护的装备不受雷击或少受雷击，避免了带电装备使用传统避雷针时，雷电流通过地线产生的感应电压而损坏电子元件或破坏电器设备的绝缘；以及通过电荷的形式解决均匀电场的问题，使水泥杆塔等即可导通电荷而在水泥杆塔上安装不用改造接地网；该技术对于自然界孤立带电装备的防雷保护有着明显的效果；该技术的防雷原理补充完善了现代带电装备的防雷难题，对于现代化设备安全及军队野战装备有着重要意义。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

标题	发布/更新时间	阅读量
纸质立体袋的烫把机构	2020-05-12	467
一种自行车折叠把立	2020-05-13	566
折叠车把立管	2020-05-11	234
自行车减振把立	2020-05-12	197
铰接、锁定自行车把立	2020-05-12	304
能够改变车把的位置的自行车用把立	2020-05-12	642
免工具拆装的把立	2020-05-12	146
倾角可调的自行车把立	2020-05-13	832
平板拖把立式脱水拖把桶	2020-05-12	930
流线形折叠把立管	2020-05-12	587

一种基于均匀电场理论野外孤立带电装备对雷电隐身的防雷技术

一种基于均匀电场理论野外孤立带电装备对雷电隐身的防雷

技术领域

背景技术

发明内容

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：