避雷防雷裝置及避雷防雷方法
【專利摘要】一種避雷防雷裝置，包括引雷設備、場強感應設備及電磁波定向發射器，引雷設備與場強感應設備電性連接，場強感應設備還與電磁波定向發射器電性連接。引雷設備用于接收雷雨云層中的雷電荷，并將雷電荷引入大地；場強感應設備用于感應大氣的電場的強度，并產生對應的場強值，并在判斷出場強值大于預設的基準場強值時，輸出啟動信號給電磁波定向發射器；電磁波定向發射器用于響應啟動信號，開始向雷雨云層發射定向電磁波，以將雷電引至引雷設備。本發明還提供一種避雷防雷方法。
【專利說明】避雷防雷裝直及避雷防雷方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及雷電防護【技術領域】，特別涉及一種避雷防雷裝置及避雷防雷方法。
【背景技術】
[0002]雷擊所造成的災害事故時有發生，雷擊導致建筑物損壞、人身傷亡、引起火災爆炸，時刻危害著人們生命財產的安全，因此，如何有效避免雷電的損害十分重要。
[0003]目前，針對雷擊產生的危害，一般采取的措施是安裝避雷針、避雷線、避雷網等接閃器，進行接閃，然后將雷電流引至大地，避免雷擊建筑物等設施造成的危害事故。雷電防護系統的基本原理是:空中帶電的雷云由于靜電感應在地面的物體上感應產生與雷云中電荷極性相反的電荷，隨著空間雷云產生電場的增強，雷云對地產生向下的下行先導，而地面上物體則會產生向上的上行先導，當上行先導與下行先導之間距離足夠小，則會發生雷云與大地之間的放電現象。在地面設施上安裝接閃器，如避雷針，就是利用其高度和引下線、良好的接地等條件，使其產生的上行先導以較地面其它上行先導提前與雷云產生的下行先導相遇，將雷擊引到接閃器上，避免周圍設施遭受雷擊。
[0004]然而，在很多情況下，避雷針的保護范圍往往不能滿足實際要求，為了取得更大的保護范圍，則必須加高避雷針，或者加裝更多的避雷針，但是在很多情況下，無論加高避雷針還是增加更多避雷針，都受客觀條件限制而無法實施。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，有必要提供一種不需要加高避雷針或者加裝更多的避雷針就可增大保護范圍的避雷防雷裝置。
[0006]還有必要提供一種不需要加高避雷針或者加裝更多的避雷針就可增大保護范圍的避雷防雷方法。
[0007]—種避雷防雷裝置，包括引雷設備、場強感應設備及電磁波定向發射器，引雷設備與場強感應設備電性連接，場強感應設備還與電磁波定向發射器電性連接。引雷設備用于接收雷雨云層中的雷電荷，并將雷電荷引入大地；場強感應設備用于感應大氣的電場的強度，并產生對應的場強值，并在判斷出場強值大于預設的基準場強值時，輸出啟動信號給電磁波定向發射器；電磁波定向發射器用于響應啟動信號，開始向雷雨云層發射定向電磁波，以將雷電引至引雷設備。
[0008]一種避雷防雷方法，包括以下步驟:
在引雷設備所在區域設置場強感應設備及電磁波定向發射器；
利用場強感應設備感應大氣的電場的強度，并產生對應的場強值；
利用場強感應設備判斷場強值是否大于預設的基準場強值；
在判斷出場強值大于預設的基準場強值時，輸出啟動信號給電磁波定向發射器；電磁波定向發射器響應啟動信號，開始向雷雨云層發射定向電磁波，以將雷電引至引雷設備。[0009]上述避雷防雷裝置及避雷防雷方法，場強感應設備用于感應大氣的電場的強度，并產生對應的場強值，并在判斷出場強值大于預設的基準場強值時，輸出啟動信號給電磁波定向發射器，電磁波定向發射器響應啟動信號開始向雷雨云層發射定向電磁波，利用該定向電磁波激勵上行先導，使其較普通引雷設備更易產生上行先導，且發展得更快，也使得從雷雨云朝向激勵電磁波發射源的方向發展的下行先導更容易形成和發展，從而誘導雷電流在引雷設備上形成放電，以減少雷電擊中人或其它物體的可能性；與同等高度的普通避雷針相比，本發明的避雷防雷裝置保護范圍增大，甚至可以保護比其更高的物體，有效解決了避雷針保護范圍不能滿足要求的問題，且大大避免了由于增加避雷針高度或增加避雷針數量所導致的金屬材料的大量使用和成本的增加。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]附圖1是一較佳實施方式的避雷防雷裝置的功能模塊示意圖。
[0011]附圖2是附圖1中避雷防雷裝置的結構示意圖。
[0012]附圖3是一較佳實施方式的避雷防雷方法流程圖。
[0013]圖中:避雷防雷裝置10、引雷設備20、防雷器21、第一金屬圓形件210、環形凸緣2100、電磁波通過孔2101、第二金屬圓形件211、環形凸緣2110、引流金屬支撐桿22、泄流器23、泄流金屬支撐桿230、泄流金屬殼體231、支撐座232、場強感應設備30、數據處理設備31、場強感應探頭32、電磁波定向發射器40、供電設備50、太陽能電池組件51、蓄電池52、避雷防雷方法步驟S300?S304。
【具體實施方式】
[0014]請參看圖1，避雷防雷裝置10，包括弓I雷設備20、場強感應設備30及電磁波定向發射器40，引雷設備20與場強感應設備30電性連接，場強感應設備30還與電磁波定向發射器40電性連接。
[0015]弓I雷設備20用于接收雷雨云層中的雷電荷，并將雷電荷引入大地；場強感應設備30用于感應大氣的電場的強度，并產生對應的場強值，并在判斷出場強值大于預設的基準場強值時，輸出啟動信號給電磁波定向發射器40 ；電磁波定向發射器40用于響應啟動信號，開始向雷雨云層發射定向電磁波，以將雷電引至引雷設備20。
[0016]進一步的，引雷設備20包括防雷器21、引流金屬支撐桿22、泄流器23，防雷器21與引流金屬支撐桿22的一端固定連接，引流金屬支撐桿22的另一端與泄流器23電性連接，泄流器23的另一端接地；防雷器21包括第一金屬圓形件210及第二金屬圓形件211，第二金屬圓形件211設置在第一金屬圓形件210上表面上；第一金屬圓形件210上表面為凸起的曲面，且第一金屬圓形件210的上表面的中心位置最高，第一金屬圓形件210的上表面的邊緣延伸出環形凸緣2100 ;第二金屬圓形件211的上表面的邊緣延伸出環形凸緣2110 ；第二金屬圓形件211位于第一金屬圓形件210的上表面的中心位置，且第二金屬圓形件211的下表面與第一金屬圓形件210的上表面接觸。泄流器23包括泄流金屬支撐桿230、泄流金屬殼體231、支撐座232，引流金屬支撐桿230的另一端與泄流金屬殼體231的頂部的上表面電性連接，泄流金屬支撐桿230的一端與泄流金屬殼體231的底部的下表面電性連接，泄流金屬支撐桿230的另一端固定在支撐座232上后接地。上述引雷設備20相對于傳統避雷針尖來講，在實驗室同等條件下，引雷設備20感應雷電荷量聚集在雷擊點的接閃面要比傳統避雷針尖的接閃面大，且引雷設備20接閃雷電的響應時間要比傳統避雷針尖的響應時間快30微秒以上，保證短時間內將雷電釋放到大地。
[0017]場強感應設備30包括數據處理設備31及與數據處理設備31電性連接的場強感應探頭32，數據處理設備31還與電磁波定向發射器40電性連接；場強感應設備30的數據處理設備31及電磁波定向發射器40設置在泄流金屬殼體231內，電磁波定向發射器40的發射端及場強感應設備30的場強感應探頭32外漏在泄流金屬殼體231外，電磁波定向發射器40的發射端與；防雷器21的第一金屬圓形件210上開設有電磁波通過孔2101,電磁波定向發射器40的發射端指向第一金屬圓形件210上的電磁波通過孔2101，如此能夠保證電磁波定向發射器40的發射端發射的定向電磁波穿過電磁波通過孔2101后，射向雷雨云層，其中引流金屬支撐桿22與電磁波定向發射器40的發射端所成角的范圍為10?30度。場強感應探頭32用于感應避雷防雷裝置20所在區域的大氣電場，并產生對應的場強電信號；數據處理設備31用于采集場強感應探頭32產生的場強電信號，并根據采集到的場強電信號產生對應的場強值，在判斷出場強值大于預設的基準場強值時，輸出啟動信號。
[0018]進一步的，避雷防雷裝置20還包括供電設備50，供電設備50與場強感應設備30及電磁波定向發射器40電性連接,供電設備50用于為場強感應設備30及電磁波定向發射器40提供電能。在本實施方式中，供電設備50包括太陽能電池組件51、蓄電池52，太陽能電池組件51與蓄電池52電性連接，蓄電池52還與場強感應設備30及電磁波定向發射器40電性連接，太陽能電池組件52設置在泄流金屬殼231體外，蓄電池52設置在泄流金屬殼體231內。
[0019]請參看圖3，其為一較佳實施方式的避雷防雷方法流程圖，該避雷防雷方法包括以下步驟:
步驟S300，在引雷設備所在區域設置場強感應設備及電磁波定向發射器。其中，引雷設備包括防雷器、引流金屬支撐桿、泄流器，防雷器與引流金屬支撐桿的一端固定連接，引流金屬支撐桿的另一端與泄流器電性連接，泄流器的另一端接地；防雷器包括第一金屬圓形件及第二金屬圓形件，第二金屬圓形件設置在第一金屬圓形件上表面上；第一金屬圓形件上表面為凸起的曲面，且第一金屬圓形件上表面的中心位置最高，第一金屬圓形件的上表面的邊緣延伸出環形凸緣；第二金屬圓形件的上表面的邊緣延伸出環形凸緣；第二金屬圓形件位于第一金屬圓形件上表面的中心位置，且第二金屬圓形件的下表面與第一金屬圓形件的上表面接觸；第一金屬圓形件開設有電磁波通過孔，電磁波定向發射器的發射端指向第一金屬圓形件上的電磁波通過孔。泄流器包括泄流金屬支撐桿、泄流金屬殼體、支撐座，引流金屬支撐桿的另一端與泄流金屬殼體的頂部的上表面電性連接，泄流金屬支撐桿的一端與泄流金屬殼體的底部的下表面電性連接，泄流金屬支撐桿的另一端固定在支撐座上后接地。防雷器的第一金屬圓形件上開設有電磁波通過孔，電磁波定向發射器的發射端指向第一金屬圓形件上的電磁波通過孔，如此能夠保證電磁波定向發射器的發射端發射的定向電磁波穿過電磁波通過孔后，射向雷雨云層，其中引流金屬支撐桿與電磁波定向發射器40的發射端所成角的范圍為10?30度。
[0020]步驟S301，利用場強感應設備感應大氣的電場的強度，并產生對應的場強值。
[0021]步驟S302，利用場強感應設備判斷場強值是否大于預設的基準場強值。[0022]步驟S303，在判斷出場強值大于預設的基準場強值時，輸出啟動信號給電磁波定向發射器。
[0023]步驟S304,電磁波定向發射器響應啟動信號，開始向雷雨云層發射定向電磁波，以將雷電引至引雷設備。
【權利要求】
1.一種避雷防雷裝置，其特征在于:包括引雷設備、場強感應設備及電磁波定向發射器，引雷設備與場強感應設備電性連接，場強感應設備還與電磁波定向發射器電性連接；引雷設備用于接收雷雨云層中的雷電荷，并將雷電荷引入大地；場強感應設備用于感應大氣的電場的強度，并產生對應的場強值，并在判斷出場強值大于預設的基準場強值時，輸出啟動信號給電磁波定向發射器；電磁波定向發射器用于響應啟動信號，開始向雷雨云層發射定向電磁波，以將雷電引至引雷設備。
2.根據權利要求1所述的避雷防雷裝置，其特征在于:引雷設備包括防雷器、引流金屬支撐桿、泄流器，防雷器與引流金屬支撐桿的一端固定連接，引流金屬支撐桿的另一端與泄流器電性連接，泄流器的另一端接地；防雷器包括第一金屬圓形件及第二金屬圓形件，第二金屬圓形件設置在第一金屬圓形件上表面上；第一金屬圓形件上表面為凸起的曲面，且第一金屬圓形件上表面的中心位置最高，第一金屬圓形件的上表面的邊緣延伸出環形凸緣；第二金屬圓形件的上表面的邊緣延伸出環形凸緣；第二金屬圓形件位于第一金屬圓形件上表面的中心位置，且第二金屬圓形件的下表面與第一金屬圓形件的上表面接觸。
3.根據權利要求2所述的避雷防雷裝置，其特征在于:第一金屬圓形件開設有電磁波通過孔，電磁波定向發射器的發射端指向第一金屬圓形件上的電磁波通過孔。
4.根據權利要求1所述的避雷防雷裝置，其特征在于:泄流器包括泄流金屬支撐桿、泄流金屬殼體、支撐座，引流金屬支撐桿的另一端與泄流金屬殼體的頂部的上表面電性連接，泄流金屬支撐桿的一端與泄流金屬殼體的底部的下表面電性連接，泄流金屬支撐桿的另一端固定在支撐座上后接地。
5.根據權利要求1 所述的避雷防雷裝置，其特征在于:場強感應設備包括數據處理設備及與數據處理設備電性連接的場強感應探頭，數據處理設備還與電磁波定向發射器電性連接；場強感應設備的數據處理設備及電磁波定向發射器設置在泄流金屬殼體內，電磁波定向發射器的發射端及場強感應設備的場強感應探頭外漏在泄流金屬殼體外，場強感應探頭用于感應避雷防雷裝置所在區域的大氣電場，并產生對應的場強電信號；數據處理設備用于采集場強感應探頭產生的場強電信號，并根據采集到的場強電信號產生對應的場強值，在判斷出場強值大于預設的基準場強值時，輸出啟動信號。
6.根據權利要求1所述的避雷防雷裝置，其特征在于:避雷防雷裝置還包括供電設備，供電設備與場強感應設備及電磁波定向發射器電性連接，供電設備用于為場強感應設備及電磁波定向發射器提供電能。
7.根據權利要求6所述的避雷防雷裝置，其特征在于:供電設備包括太陽能電池組件、蓄電池，太陽能電池組件與蓄電池電性連接，蓄電池還與場強感應設備及電磁波定向發射器電性連接，太陽能電池組件設置在泄流金屬殼體外，蓄電池設置在泄流金屬殼體內。
8.一種避雷防雷方法，包括以下步驟: 在引雷設備所在區域設置場強感應設備及電磁波定向發射器； 利用場強感應設備感應大氣的電場的強度，并產生對應的場強值； 利用場強感應設備判斷場強值是否大于預設的基準場強值； 在判斷出場強值大于預設的基準場強值時，輸出啟動信號給電磁波定向發射器； 電磁波定向發射器響應啟動信號，開始向雷雨云層發射定向電磁波，以將雷電引至引雷設備。
9.根據權利要求8所述的避雷防雷方法，其特征在于:引雷設備包括防雷器、引流金屬支撐桿、泄流器，防雷器與引流金屬支撐桿的一端固定連接，引流金屬支撐桿的另一端與泄流器電性連接，泄流器的另一端接地；防雷器包括第一金屬圓形件及第二金屬圓形件，第二金屬圓形件設置在第一金屬圓形件上表面上；第一金屬圓形件上表面為凸起的曲面，且第一金屬圓形件上表面的中心位置最高，第一金屬圓形件的上表面的邊緣延伸出環形凸緣；第二金屬圓形件的上表面的邊緣延伸出環形凸緣；第二金屬圓形件位于第一金屬圓形件上表面的中心位置，且第二金屬圓形件的下表面與第一金屬圓形件的上表面接觸；第一金屬圓形件開設有電磁波通過孔，電磁波定向發射器的發射端指向第一金屬圓形件上的電磁波通過孔。
10.根據權利要求8所述的避雷防雷方法，泄流器包括泄流金屬支撐桿、泄流金屬殼體、支撐座，引流金屬支撐桿的另一端與泄流金屬殼體的頂部的上表面電性連接，泄流金屬支撐桿的一端與泄流金屬殼體的底部的下表面電性連接，泄流金屬支撐桿的另一端固定在支撐座上后接地。`
【文檔編號】H01T19/00GK103682989SQ201310732812
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】高攀亮, 董娜 申請人:銀川錦天樂防雷技術有限公司