CN111247875A - 雷击抑制型避雷器及避雷装置 - Google Patents

Abstract

本发明尽可能减小形成在避雷装置周围的正电荷的区域，有效地抑制迎面流注的产生。其特征在于，具备：接地的外电极体(2)；外电极体(3)，其以隔开规定的间隙(G)将该内电极体包入的方式设置；电绝缘层(S)，其设置于所述间隙，将所述内电极体与外电极体保持为电绝缘状态；及支承体(4)，其支承所述内电极体及外电极体中的至少一方，所述内电极体形成为棒形，所述外电极体形成为筒形。

Description

雷击抑制型避雷器及避雷装置

技术领域

本发明涉及一种通过抑制雷击来保护建筑物或设备机器等被保护体不受雷害的雷击抑制型避雷器及避雷装置。

背景技术

雷击是大气中发生的放电现象，雷放电有云内放电、云间放电、云-大地间放电等。雷放电带来较大损害的是云-大地间放电(下面，称为雷击)。雷击是雷云(云底)与大地或建设在大地等上的结构物之间的电场强度非常大，其电荷达到饱和状态而破坏大气的绝缘时所产生的现象。

若详细地观察雷击现象，会发现如果是夏季发生的一般性雷击(夏季雷)，则雷云成熟后，梯级先导闪电从雷云中选择大气容易放电的地方逐渐接近大地。

当梯级先导闪电距离大地一定的距离时，微弱电流的迎面流注(迎面放电)从大地或建筑物(避雷针)、树木等向梯级先导闪电延伸。

当流注与梯级先导闪电耦合时，大电流(返回电流)通过该路径在雷电云和大地之间流动。

这就是雷击现象。

对于这样的雷击现象，在传统的雷击保护概念中，从不能防止雷击的观点来看，大多数方法是通过突针型避雷针(Franklin Rod)接收雷击而将雷击引导至大地。

对此，本发明人等为了通过尽可能抑制雷击的发生来保护被保护体而提出了专利文献1所示的雷击抑制型避雷装置。

该雷击抑制型避雷装置是一种具有夹着绝缘体配置的上电极体及下电极体且仅将下电极体接地而构成的装置。

而且，例如当云底分布着负电荷的雷云接近时，与其相反的电荷(正电荷)分布在大地的表面，正电荷也集中在接地的下电极体。

于是，经由绝缘体配置的上电极体在电容器的作用下带有负电荷。

通过该作用，使避雷装置及其周边不易产生迎面流注，从而抑制雷击的产生。

现有技术文件

专利文献

专利文献1：日本专利第5839331号公报

发明内容

发明想要解决的课题

根据上述本发明人等之前提出的方案，能够在以避雷装置为中心的圆形保护区域内抑制雷击。

但是，之前提出的方案中，在作为避雷装置的下部结构体的下电极体上形成正电荷的区域，所以根据雷击的能量，设想向所述下电极体的雷击，因此获得需要使上述正电荷的区域尽量变窄这一的见解。

用于解决课题的手段

本发明是基于上述见解而完成的，其特征在于，具备：接地的内电极体；外电极体，其以隔开规定的间隙将该内电极体包入的方式设置；电绝缘层，其设置于所述间隙，将所述内电极体与外电极体保持为电绝缘状态；及支承体，其支承所述内电极体及外电极体中的至少一方，所述内电极体形成为棒形或筒形，所述外电极体形成为筒形。

通过采用这样的构成，能够制成如下雷击抑制型避雷器，该雷击抑制型避雷器能够以由外电极体包入的形态覆盖接地的内电极体的大致整体，并且该外电极体相对于所述内电极体以电绝缘状态配置。

这样的构成的雷击抑制型避雷器通过所述支承体设置在应该抑制雷击的场所，并且所述内电极体经由该支承体与大地接地而用作雷击抑制型避雷装置。

并且，当云底分布着负电荷的雷云接近时，则与此相反的电荷(正电荷)分布在大地的表面，在该接地到大地的所述电极体上也聚集着正电荷。

于是，经由电绝缘层配置于所述内电极体的所述外电极体在电容器的作用下带有负电荷。

通过该作用，使所述外电极体及其周边难以产生迎面流注，从而能够抑制雷击的产生。

在此，由于形成为棒形或筒形的所述内电极体被形成为筒形的所述外电极体整体地包入，因此，避雷装置的周围几乎被负电荷覆盖。

因此，避雷装置上的正电荷区域被抑制到极小，能够有效地抑制雷云接近时产生迎面流注。其结果，能够提高雷击抑制效果。

作为本发明的雷击抑制型避雷器，能够采用下述构成：所述支承体在径向上贯穿所述外电极体而向其内部突出，并且以电导通状态连结在位于该外电极体的内部的所述内电极体上，并且，在所述支承体与所述外电极体的贯穿部夹装有使该外电极体支承在所述支承体上的由电绝缘材料构成的垫片。

通过采用这样的构成，在使用所述支承体设置而构成雷击抑制型避雷装置的状态下，能够将所述外电极体保持为大致水平状态，并且利用该外电极体覆盖所述支承体的上方。

由此，能够在水平方向上确保由所述外电极体形成的负电荷区域较大，并且，能够利用该负电荷区域遮盖带有正电荷的所述支承体。

其结果，能够利用较宽的负电荷区域覆盖雷击抑制型避雷装置的正电荷区域，以更有效地抑制朝向云底的迎面流注的产生。

作为本发明的雷击抑制型避雷器，能够采用下述构成：所述支承体从所述外电极体的长度方向的一端部向其内部插入，并且以电导通状态连结在位于该外电极体的内部的所述内电极体上，并且，在所述外电极体的一端部与所述支承体之间夹装有由电绝缘材料构成的垫片，所述垫片使所述外电极体支承在所述支承体上。

通过采用这样的构成，在使用所述支承体设置而构成雷击抑制型避雷装置的状态下，能够将所述外电极体保持为大致铅垂状态。

由此，通过所述外电极体，能够在带有正电荷的所述支承体的上方确保沿铅垂方向较大地延伸的负电荷区域。

其结果，能够利用较宽的负电荷区域覆盖雷击抑制型避雷装置的正电荷区域，以有效地抑制朝向云底的迎面流注的产生。

在本发明中，所述电绝缘层由垫片和空间部形成，所述垫片夹装在所述内电极体与所述外电极体各自的两端部之间，由电绝缘材料构成；所述空间部由这些垫片与所述内电极体及所述外电极体形成。

可选地，所述电绝缘层由由垫片形成，所述垫片夹装在所述内电极体与所述外电极体的间隙中，由电绝缘材料构成。

此外，能够采用下述构成：在所述外电极体的侧壁上形成有使其内外部连通的通孔。

通过采用这样的构成，在形成于所述内电极体与所述外电极体之间的间隙内的压力升高时，能够通过所述通孔将所述间隙内的气体向外部释放，进而防止上述的内部压力的升高导致各构成构件破损。

发明效果

根据使用了本发明的雷击抑制型避雷器的避雷装置，尽可能减小形成在避雷装置周围的正电荷的区域，有效地抑制迎面流注的产生，由此，能够提高雷击抑制效果。

此外，根据本发明的避雷器，除了上述效果以外，还可以实现构造的简化、轻量化、提高制作性等。

附图说明

图1为表示本发明的雷击抑制避雷器的第一实施方式的主视图；

图2为表示本发明的雷击抑制避雷器的第一实施方式的纵剖视图；

图3为对使用了本发明的雷击抑制避雷器的第一实施方式的避雷装置的抑制流注产生作用进行说明的示意图；

图4为表示本发明的雷击抑制避雷器的第二实施方式的主视图；

图5为表示本发明的雷击抑制避雷器的第二实施方式的纵剖视图；

图6为表示本发明的雷击抑制避雷器的第三实施方式的纵剖视图；

图7为表示本发明的雷击抑制型避雷器的第四实施方式的纵剖视图；

图8为表示本发明的雷击抑制避雷器的第五实施方式的纵剖视图。

具体实施方式

以下，参照图1至图3对本发明的第一实施方式进行说明。

图1中，符号1表示根据实施方式的雷击抑制避雷器(下面，简称为避雷器)。另外，在本发明的实施方式中，如图1及图2所示，避雷器表示其内电极体未接地的状态的构成。此外，如图3所示，避雷装置表示避雷器1A部分的内电极体经由支承体等接地而能够发挥避雷功能的构成。

如图2中详细叙述，本实施方式的避雷器1具备：内电极体2；外电极体3，其以隔开规定的间隙G将该内电极体2包入的方式设置；及电绝缘层S，其将内电极体2与外电极体3保持为电绝缘状态。

所述内电极体2形成为棒形，所述外电极体3形成为将内电极体2遍及其长度方向全长覆盖的筒形，两者均由作为良导体的不锈钢形成。作为内电极体2，不限于棒形，也可以形成为筒形。

在本实施方式中，所述绝缘层S由一对垫片S1和间隙G的空间部构成，所述一对垫片S1配置在内电极体2以及外电极体3的两端部，将它们保持为规定的间隔，并由电绝缘材料形成，所述间隙G的空间部由这些垫片S1与内电极体2以及外电极体3形成。该间隙G根据所需的雷击抑制功能而适当设定。

内电极体2在其两端部形成有螺纹部2a，分别螺合固定有各垫片S1，所述各垫片S1配合卡止于外电极体3的两端部。

在该状态中，各垫片S1的一部分与外电极体3的各端部配合，并且被保持为与外电极体2的各端面抵接的状态。

由此，内电极体2以同心状保持在外电极体3的中心位置，并且通过由各垫片S1与间隙G的空气层形成的电绝缘层S而相对于外电极体3保持为电绝缘状态。

在所述外电极体3的侧壁上，在其长度方向的大致中间部形成有插入孔3a，与内电极体2电连接的支承体4的一端部经由该插入孔3a插入到外电极体3内。

在所述支承体4的插入到所述外电极体3内的一端部上形成有螺纹部4a，通过使该螺纹部4a与在内电极体2上沿着其径向形成的内螺纹部2b螺合，将支承体4与内电极体2连结。

此外，在支承体4的另一端部安装有固定板5，本实施方式的避雷器1经由该板5固定在设置位置。另外，该固定板5有时也固定于用于调整高度的筒形部件(未图示)等。

此外，所述支承体4和板5由良导体形成，如上所述，通过在将板5固定在设置位置的态状态下接地到大地，使内电极体2接地。

进而，所述插入孔3a中插装有由电绝缘材料形成的垫片S2，该垫片S2填埋外电极体3与支承体4的间隙，并且将两者之间保持为电绝缘状态。

所述垫片S2具备插入到插入孔3a内而与内电极体2的侧面抵接的小径部a及与外电极体3的外侧面抵接的大径部b。

图1及图2中，符号6表示与支承体4螺合、将所述垫片S2朝向外电极体3的外面推压的锁紧螺母。符号7表示用于将所述支承体4固定于所述板5的锁紧螺母。

另一方面，在所述外电极体3的侧壁上形成有使其内外部连通的通孔8，通过气体从该通孔8流出来抑制外电极体3内的压力升高。

这样所构成的本实施方式的避雷器1使用所述支承体4、所述板5或者追加的支承部件(连结用的棒形部件或筒形部件)或长条部件等而设置在应保护不受雷击影响的被保护体或其附近，如图3所示，构成避雷装置Z。

在该状态下，支承体4直接或通过接地线等接地到大地E上。

接着，对这样设置的本实施方式的避雷装置Z的雷击抑制功能进行说明。

如图3所示，如果云底分布着负电荷的雷云C接近，则与其相反的电荷(正电荷)分布在大地E的表面，如图2所示，经由上述支承体4接地于该大地E的上述内电极体2上也聚集着正电荷。

另一方面，经由电绝缘层S与所述内电极体2对置的外电极体3在电容器的作用下带有负电荷。

通过该作用，使外电极体3及其周边难以产生迎面流注，从而抑制雷击的产生。

而且，通过将所述外电极体3设置成覆盖内电极体2的大致整周，使本实施方式的避雷装置1的上端部的大部分带有负电荷。

此外，在本实施方式中，所述外电极体3被保持在大致水平状态，由此所述负离子的区域在水平方向上形成得较宽，并且，带正离子的所述支承体4被所述负离子区域覆盖。

由此，能够大幅度减少产生迎面流注的正电荷的区域，从而能够大幅度提高雷击抑制效果。

图4及图5示出本发明的第二实施方式。

这些图中用符号20表示的本实施方式的避雷器采用下述构成：作为设置用部件的支承体21从由良导体形成的外电极体23的长度方向的一端部向其内部插入，并且以电导通状态连结在位于外电极体23的内部的由良导体形成的内电极体22上，并且，在外电极体23的一端部与支承体21之间夹装有使外电极体23支承在支承体21上的由电绝缘材料构成的垫片S3。

详细而言，所述外电极体23形成为有底筒形，在其内侧底部一体地内置有由电绝缘材料形成的垫片S4，内电极体22的一端部经由螺纹部22a与该垫片S4螺合。

由此，所述内电极体22以与该外电极体23之间形成规定间隔的方式保持于外电极体23的中心部。

此外，安装在所述外电极体23的另一端开口部的所述垫片S3具备配合在外电极体23的开口部内侧的小径部c以及与外电极体23的端部的端面抵接的大径部d。

并且，在本实施方式中，所述内电极体22和所述支承体21一体形成为连续的棒形，位于外电极体23的内侧的部位成为内电极体22，位于外电极体23的外侧的部位成为支承体21。

在此，所述支承体21以贯穿所述垫片S3的中心的形态被定位，并且内电极体22的前端部与固定在外电极体23的内侧底部的垫片S4的中心部螺合，由此，内电极体22被保持在外电极体23的中心部，并且在内电极体22与外电极体23之间形成均匀的间隙G。

因此，通过两个垫片S3、S4以及间隙G的空气层构成本实施方式中的电绝缘层S。

此外，构成所述支承体21的部位形成完全螺纹结构，与垫片S3的外端面抵接，并且螺合有锁紧螺母24和锁紧螺母26，所述锁紧螺母24使该垫片S3压接于外电极体23，所述锁紧螺母26用于将固定板25固定于支承体21的外侧的端部。

进而，在外电极体23的侧壁上形成有通孔27，该通孔27以将其内外部连通的方式形成以抑制间隙G内的压力升高。在该通孔27中，设置有防止水滴侵入的止回阀。

这样构成的本实施方式的避雷器20使用支承体21或板25设置在保护免受雷击的被保护区域中，并且经由支承体21或使用接地线将内电极体22接地，由此构成避雷装置。

在这样设置的避雷器20中，使支承体21位于下方，外电极体23以沿支承体21的上方延伸的方式沿着铅直方向配置。

并且，通过与在上述的第1实施方式中说明的作用同样的作用，在雷云C接近而使大地E带有正离子时，所述外电极体23带有负离子。

通过由这样的外电极体23形成的负离子区域，抑制产生来自设置有避雷装置的被保护区域的迎面流注，进而抑制雷击。

并且，在使用有本实施方式的避雷装置中，外电极体23朝向铅直方向上方设置，并且外电极体23形成为有底筒形，使外电极体23的上端部也带有负离子，因此，能够确保该负离子区域较宽。

由此，能够提高所述雷击抑制效果。

图6示出本发明的第三实施方式。

另外，该图中，与所述第三实施方式基本相同的部件用相同的符号表示，并省略其说明。

在该实施方式中，与图5所示的实施方式同样地，具备：兼作支承体21的内电极体22、外电极体23、垫片S3、S4、带螺栓孔25a的板(凸缘)25。

但是，在该实施方式中，外侧电极22和支承体21由一根良导体构成的金属制管材构成。此外，外电极体23由大径的有底筒形构件构成。进而，内电极体22的上端嵌入到设置于垫片S4的孔4a中。

此外，外电极体23的下端嵌入到设于垫片S3的环形的槽e中。而且，包括支承体21以及内电极体22贯穿垫片S3的部分在内，全部的配合部分都使用粘接剂牢固地固定。

另外，该实施方式的雷击抑制避雷器也可以产生与上面的实施方式大致相同的效果，但在本实施方式中，能够进一步提高制造性，并且能够构成容易实现轻量化的结构。

另外，所述各实施方式中所示的各构成部件的各形状和尺寸等仅是一例，可以根据设计要求等进行各种变更。

例如，在所述各实施方式中，作为电绝缘层S的构件，示出了使用间隙G的空气层的例子，但是，也可以采用其他替代例，如图7所示，以填埋间隙G的方式来设置由电绝缘材料形成的隔离件S5从而构成电绝缘层S。

图8示出本发明的第五实施方式。

在该实施方式中，具备在水平方向上配置的内电极体2及外电极体3、支承外电极体3的筒形的支承体40及与内电极体2连接的导电性的接地用部件50。

在本实施方式中，内电极体2使用形成为圆筒形的导电性的管材。外电极体3使用具有一端被封闭的端面31的一对有底筒形构件30、30，通过使开口侧相互对接并焊接而构成。该有底筒形部件30、30也可以是螺纹结合。

在外电极体3的两端侧的内部设有由绝缘性材料构成的垫片S6、S6。而且，通过这两个垫片S6、S6保持内电极体2的两端。在两个垫片S6、S6上设置凹部6a、6a，在该凹部6a内嵌入内电极体2的端部。

在外电极体3的下部中央(周壁的中央)设有圆形的开口32。筒形的支承体40以其端部口边缘覆盖开口32的周围的形态焊接固定在外电极体3上。接地用部件50通过该筒形的支承体40内而向下方延伸。在接地用部件50上设置有用于与高度调整用支承部件60等连接的凸缘41。符号43表示螺栓孔，44表示绝缘垫片。

在接地用部件50的下端设置有螺纹孔51。符号52是与接地用部件5连接的接地用连接部件，在其上端设有拧入螺纹孔51而被连结的外螺纹53。

在该实施方式中，不仅能够实现构造的简化、轻量化、提高制作性等，还能够将外电极体所发挥功能的区域扩大至支承体40。由此，能够提高雷击抑制功能。

另外，

工业实用性

本发明的雷击抑制型避雷装置及避雷器能够有效用作通过抑制雷击来保护各种建筑物、结构物、各种设备机器、通信设备等被保护体的避雷设备。

符号说明

1 (雷击抑制型)避雷器

2 内电极体

2a 螺纹部

2b 内螺纹部

3 外电极体

3a 插入孔

4 支承体

4a 螺纹部

5 板

6 锁紧螺母

7 锁紧螺母

8 通孔

20 避雷器

21 支承体

22 内电极体

22a 螺纹部

23 外电极体

24 锁紧螺母

25 板

26 锁紧螺母

27 通孔

40 筒形的支承体

50 接地用部件

52 接地用连结部件

60 高度调整部件

C 雷云

E 大地

G 间隙

S 电绝缘层

S1 垫片

S2 垫片

S3 垫片

S4 垫片

S5 垫片

S6 垫片

a 小径部

b 大径部

c 小径部

d 大径部

Z 避雷装置。

Claims (7)

1.一种雷击抑制型避雷器，其特征在于，具备：接地的内电极体；外电极体，其以隔开规定的间隙将该内电极体包入的方式设置；电绝缘层，其设置于所述间隙，将所述内电极体与外电极体保持为电绝缘状态，及支承体，其支承所述内电极体及外电极体中的至少一方，所述内电极体形成为棒形或筒形，所述外电极体形成为筒形。

2.如权利要求1所述的雷击抑制型避雷器，其特征在于，所述支承体沿径向贯穿所述外电极体而向其内部突出，并且以电导通状态连结在位于该外电极体的内部的所述内电极体上，并且，在所述支承体与所述外电极体的贯穿部夹装有由电绝缘材料构成的垫片，所述垫片使该外电极体支承于所述支承体。

3.如权利要求1所述的雷击抑制型避雷器，其特征在于，所述支承体从所述外电极体的长度方向的一端部向其内部插入，并且以电导通状态连结在位于该外电极体的内部的所述内电极体上，并且，在所述外电极体的一端部与所述支承体之间夹装有由电绝缘材料构成的垫片，所述垫片使所述外电极体支承于所述支承体。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的雷击抑制型避雷器，其特征在于，所述电绝缘层由垫片和空间部所形成，所述垫片夹装在所述内电极体与所述外电极体各自的两端部之间，由电绝缘材料构成；所述空间部由这些垫片与所述内电极体及所述外电极体形成。

5.如权利要求1至3中的任一项所述的雷击抑制型避雷器，其特征在于，所述电绝缘层由夹装在所述内电极体与所述外电极体的间隙中的垫片形成，所述垫片由电绝缘材料构成。

6.如权利要求1至5中的任一项所述的雷击抑制型避雷器，其特征在于，在所述外电极体的侧壁上形成有使其内外部连通的通孔。

7.一种雷击抑制型避雷装置，其特征在于，将权利要求1至6的任一项所述的雷击抑制型避雷器经由所述支承体固定在应抑制雷击的位置上，并且经由该支承体使所述内电极体接地而成。

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