【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于雷电防护，具体地说，涉及基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置、防雷电路和防雷系统。
技术介绍
1、现有防雷技术都是以快速顺畅泄放雷电流的角度出发，通过建设避雷针、接闪带（网）、地网等方式，人为设计建设一个雷电流路径，使雷电流顺利泄放入大地中和掉。通过建设避雷针、接闪带（网）、地网等防雷措施，将雷电流导入大地中和的方式已延续几百年被广泛使用，其避免了建构筑物、人畜和设备被雷电直击造成损失和伤亡的情况，但随着而来的雷击点附近跨步电压、地电位反击等雷电流泄放次生灾害仍然造成大量的人员伤亡和设备损坏，虽然随着技术的发展上述次生灾害也有相应的防护措施，但需花费大量人力物力财力，且无法确保绝对安全。同时，上述各种接地隔离技术主要通过高频抑制器等在一定程度上阻止雷电高频地电位反击的能量，对于闪电的连续电流和直流分量等低频能量的作用十分有限。
2、目前，在电源和电子信息系统，为了防止雷电能量损坏设备，大多通过电涌保护器spd（非线性元件）泄放进入系统的电流脉冲能量。但电涌保护器spd由于能量过载等原因仍时常会被损坏，尤其是通过避雷针或者引下线入地电流反击造成损坏。这种情况下，反击的能量不仅仅由闪电脉冲产生，而是包含了整个闪电的能量过程。尤其在闪电直击线路或者泄流地网直接反击这种较为严酷的环境下，仅通过实验室脉冲能量测试的电涌保护器spd难以完全防护，从而造成spd及后端保护设备损坏概率极高。综上所述，传统的电涌保护器spd主要设计用于处理高频的瞬态过电压，对低频的直流分量承受能力较差，而雷电的连续电流和m分量共同构
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于克服现有技术中存在的缺点与不足，提供一种基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，该雷电流消纳装置能够高效吸收雷电流能量，解决了现有技术中由于电涌保护器spd对雷电的直流分量承受能力极低而经常损坏的问题。
2、本专利技术的第二目的是提供一种防雷电路，该防雷电路能够有效保护设备免受雷电流损害，提高电涌保护器spd及后端设备对雷电的承受能力。
3、本专利技术的再一目的是提供一种防雷系统，该防雷系统能够有效保护各类设备和人员免受雷击损害，应用前景好。
4、本专利技术的目的通过下述技术方案实现：基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，包括纳米稀土陶瓷吸能电阻和绝缘组件，所述纳米稀土陶瓷吸能电阻的两端分别压接有对应的金属板，两个金属板上均贯穿有电极连杆，每个电极连杆的两端分别与纳米稀土陶瓷吸能电阻及电极连接；所述绝缘组件对纳米稀土陶瓷吸能电阻形成围闭状，两个电极延伸出绝缘组件的外侧；所述纳米稀土陶瓷吸能电阻具有无感、耐高压、高瞬态功率吸收能力及高热能转换率的性能。
5、优选的，所述纳米稀土陶瓷吸能电阻由稀土成分与三氧化铝混合后，通过压制成块，再经过高温烧制而成；所述稀土成分包括铝矾土、高岭土、滑石粉、石墨烯、氧化镧、氧化铈中的至少一种。
6、优选的，所述绝缘组件包括绝缘密封罐体，所述缘密封罐体的内部具有空腔，所述纳米稀土陶瓷吸能电阻位于空腔内且四周灌注有绝缘冷却液，所述绝缘冷却液用于吸收纳米稀土陶瓷吸能电阻产生的热量。
7、优选的，所述绝缘组件还包括泄压装置，所述泄压装置通过泄压导管与所述空腔连通，泄压装置用于释放空腔内的压力。
8、优选的，所述绝缘密封罐体包括绝缘密封壳体和绝缘密封端盖，两个所述绝缘密封端盖分别设于绝缘密封壳体的上端和下端，形成罐体结构；所述绝缘密封罐体的材料采用具有绝缘、防火及耐热性能的工程塑料。
9、优选的，所述绝缘冷却液包括水基绝缘冷却液、矿物油、合成酯中的至少一种。
10、优选的，两个所述电极均制作成螺栓柱结构，用于与接地系统或者接地排连接。
11、优选的，所述金属板采用铜板或者铝板。
12、防雷电路，包括电涌保护器和采用上述所述的基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，所述电涌保护器与雷电流消纳装置串联，形成分压和吸能电路结构，电涌保护器与待保护设备并联；该防雷电路用于吸收和泄放雷电流。
13、防雷系统，包括接地系统、接地排和采用上述所述的防雷电路，所述防雷电路串联在接地系统和接地排之间。
14、本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：
15、（1）本专利技术提供了一种基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，该雷电流消纳装置利用纳米稀土陶瓷吸能电阻作为核心元件，利用纳米稀土陶瓷吸能电阻的无感、耐高压、高瞬态功率吸收能力（瞬态功率达到30kj）及高热能转换率（电能转换为热能的转换率达到97%）的性能，使得雷电流消纳装置具有高效吸收雷电流能量的优点，能够吸收雷电全频段能量（包括直流分量），从而实现减少严酷雷电环境下雷电能量冲击损坏电涌保护器spd和后端的保护设备的几率，为电源和电子信息系统电涌防护建立一道防火墙。
16、该雷电流消纳装置解决了现有技术中由于电涌保护器spd对雷电的直流分量承受能力极低而经常损坏的问题。
17、（2）本专利技术的防雷电路通过将雷电流消纳装置与电涌保护器spd串联，形成分压和吸能电路结构，能够极大降低雷电流作用于电涌保护器spd的负荷，在此基础上，再将电涌保护器与待保护设备并联，有效保护设备免受雷电流损害，提高电涌保护器spd及后端保护设备对雷电的承受能力。
18、（3）本专利技术的防雷系统通过在接地系统和接地排之间串联雷电流消纳装置和电涌保护器spd，确保雷电流能够安全导入大地，有效保护各类设备和人员免受雷击损害，具有广泛的应用前景，适用于高电压、大电流的防雷系统中，适用的领域包括电力系统、通信系统、交通系统、石油和化工行业、建筑和基础设施、新能源领域以及工业控制系统等。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，其特征在于，包括纳米稀土陶瓷吸能电阻和绝缘组件，所述纳米稀土陶瓷吸能电阻的两端分别压接有对应的金属板，两个金属板上均贯穿有电极连杆，每个电极连杆的两端分别与纳米稀土陶瓷吸能电阻及电极连接；所述绝缘组件对纳米稀土陶瓷吸能电阻形成围闭状，两个电极延伸出绝缘组件的外侧；所述纳米稀土陶瓷吸能电阻具有无感、耐高压、高瞬态功率吸收能力及高热能转换率的性能。
2.根据权利要求1所述的基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，其特征在于，所述纳米稀土陶瓷吸能电阻由稀土成分与三氧化铝混合后，通过压制成块，再经过高温烧制而成；所述稀土成分包括铝矾土、高岭土、滑石粉、石墨烯、氧化镧、氧化铈中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，其特征在于，所述绝缘组件包括绝缘密封罐体，所述缘密封罐体的内部具有空腔，所述纳米稀土陶瓷吸能电阻位于空腔内且四周灌注有绝缘冷却液，所述绝缘冷却液用于吸收纳米稀土陶瓷吸能电阻产生的热量。
4.根据权利要求3所述的基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，其特
5.根据权利要求3所述的基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，其特征在于，所述绝缘密封罐体包括绝缘密封壳体和绝缘密封端盖，两个所述绝缘密封端盖分别设于绝缘密封壳体的上端和下端，形成罐体结构；所述绝缘密封罐体的材料采用具有绝缘、防火及耐热性能的工程塑料。
6.根据权利要求3所述的基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，其特征在于，所述绝缘冷却液包括水基绝缘冷却液、矿物油、合成酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，其特征在于，两个所述电极均制作成螺栓柱结构，用于与接地系统或者接地排连接。
8.根据权利要求1所述的基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，其特征在于，所述金属板采用铜板或者铝板。
9.防雷电路，其特征在于，包括电涌保护器和采用权利要求1~8任意一项所述的基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，所述电涌保护器与雷电流消纳装置串联，形成分压和吸能电路结构，电涌保护器与待保护设备并联；该防雷电路用于吸收和泄放雷电流。
10.防雷系统，其特征在于，包括接地系统、接地排和采用权利要求9所述的防雷电路，所述防雷电路串联在接地系统和接地排之间。
...【技术特征摘要】
1.基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，其特征在于，包括纳米稀土陶瓷吸能电阻和绝缘组件，所述纳米稀土陶瓷吸能电阻的两端分别压接有对应的金属板，两个金属板上均贯穿有电极连杆，每个电极连杆的两端分别与纳米稀土陶瓷吸能电阻及电极连接；所述绝缘组件对纳米稀土陶瓷吸能电阻形成围闭状，两个电极延伸出绝缘组件的外侧；所述纳米稀土陶瓷吸能电阻具有无感、耐高压、高瞬态功率吸收能力及高热能转换率的性能。
2.根据权利要求1所述的基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，其特征在于，所述纳米稀土陶瓷吸能电阻由稀土成分与三氧化铝混合后，通过压制成块，再经过高温烧制而成；所述稀土成分包括铝矾土、高岭土、滑石粉、石墨烯、氧化镧、氧化铈中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，其特征在于，所述绝缘组件包括绝缘密封罐体，所述缘密封罐体的内部具有空腔，所述纳米稀土陶瓷吸能电阻位于空腔内且四周灌注有绝缘冷却液，所述绝缘冷却液用于吸收纳米稀土陶瓷吸能电阻产生的热量。
4.根据权利要求3所述的基于纳米稀土陶瓷吸能电阻的雷电流消纳装置，其特征在于，所述绝缘组件还包括泄压装置，所述泄压装置通过泄压导管与所述空腔连通，泄压装置用于释放空腔内...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈绍东，张云龙，胡胜，李泽楷，颜旭，杨敢，陈绿文，
申请(专利权)人：中国气象局广州热带海洋气象研究所广东省气象科学研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。