專利名稱：制造高導電率氣層主動防雷避雷方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及主動制造高導電率氣層防雷避雷方法。
防雷擊技術已有兩個多世紀的研究歷史。最早的富蘭克林避雷針是18世紀50年代由富蘭克林發明的。其原理是用一根高過被保護建筑物的接地導體，改變了雷云電荷在建筑物周圍的電場強度。使得在避雷針尖的電場強度達到擊穿值時，建筑物表面的電場強度遠在擊穿值之下。
后來使用的法拉第籠式防雷法是利用包圍在建筑物周圍的接地鋼筋或銅帶網起屏蔽作用，使內部建筑物的電場強度大大削弱而達不到擊穿值。
最近推出的各種消雷器，則是利用電暈放電現象，使建筑物處的電場強度始終達不到擊穿值。
總之，已有的避雷或消雷技術，實質上都是用金屬針的尖端、電暈放電或金屬網屏蔽等被動的減小或抑制被保護物處的電場強度，使其達不到擊穿值。
本發明的目的是提供一種制造高導電率大氣層的主動防雷避雷方法，克服傳統避雷器和消雷器的被動的減小或抑制被保護物處的電場強度的蔽病。
高導電率介質中電場強度低這一定性概念是眾所周知的，金屬內部電場強度幾乎為零，就是由于金屬內自由運動的電子的存在使導電率很高，所以任何高電場出現時，立即趨動出電流，使得金屬內部電荷重新分布，結果電場強度降低。介質中導電率高的區域電場強度就弱。同樣的道理，若能夠在被保護物周圍產生一層高導電率氣層，便就能成為低電場強度的保護層，由于導電率正比于帶電粒子數密度，因此只要提高氣層中帶電粒子數密度，氣層的導電率就同時提高。晴天時地面大氣電導率為2×10-16Ω-1cm-1量級，帶電粒子數密度為5×106/m3量級。若使保護氣層中導電率比晴天時高出100倍以上。就可以起到防雷的保護作用。
本發明主要特點是當被保護物被雷擊危險性概率達到40～60％以上時，90秒內在被保護物周圍主動制造帶電粒子數密度為大于5×1010個/m3的1～8米厚的高導電率的氣體保護層。
本發明的另一主要特點是由用于監測雷擊危險性監測器1，用于產生帶電粒子的粒子發生器3，所說的粒子發生器3的粒子發生總數等于在90秒內產生每平方米被保護物周圍1～8米厚的大于5×1010個/m3帶電粒子再乘以被保護物的總面積，用于輸送帶電粒子的氣流輸送器4及接收雷擊危險性監測器1監測數據和控制啟閉粒子發生器3和氣流輸送器4的CPU2組成。
本發明與傳統避雷技術和消雷技術相比，有下列優點(1)安全系數大并且可調。高導電率氣層越厚，避雷的安全系數就越大。通過調整帶電粒子發生器產生的粒子量就可以改變安全系數。
(2)保護徹底。高導電率氣層可以覆蓋整個被保護物表面，對于任何方向來的雷擊可以有同樣的保護作用。
(3)全頻譜避雷。對雷擊的高頻分量，保護層同樣有切斷作用，所以本避雷技術是全頻譜避雷。
(4)無引雷的副作用。
(5)無其他派生危險。本發明沒有傳統避雷針向地泄電時對室內用電器造成的破壞性感應脈沖，也沒有避雷針附近地面那樣的跨步電壓。
(6)造價低。一座火箭發射塔用傳統方法避雷防雷需150萬元人民幣，且會給發射配套的其它系統，如對通訊系統造成影響，用本發明僅需20萬元人民幣，并且不帶來其它影響。
圖1為制造高導電率氣層的主動防雷避雷裝置方框圖。1為雷擊危險性監測器，2為CPU，3為帶電粒子發生器，4為氣流輸送器。
下面結合圖1論述本發明。
雷擊危險性監測器隨時監測被保護物周圍大氣導電率狀況，尤其是被保護物頂部大氣導電率狀況，并實時傳輸給CPU2，經CPU2與內存數據比較，確認雷擊危險性概率已達到40～60％以上時就開啟帶電粒子發生器3和氣流輸送器4，在90秒內在被保護物周圍迅速制造一個1～8米厚的帶電粒子數密度為大于5×1010個，/m3高導電率氣層。隨著大氣帶電粒子數密度的增大，被保護物周圍的電場強度逐漸降低，當CPU2判定已降到遭雷擊危險性概率40％以下時，CPU2控制關閉帶電粒子發生器3和氣流輸送器4，從而完成制造高導電率氣層的防雷避雷功能。
權利要求
1.制造高導電率氣層的主動防雷避雷方法，其特征在于當被保護物被雷擊危險性概率達到40～60％以上時，在90秒內在被保護物周圍制造1～8米厚的帶電粒子密度為5×1010個/m3以上的高導電率氣體保護層。
2.制造高導電率氣層的主動防雷避雷裝置，其特征在于由用于監測雷擊危險性的監測器1、用于產生帶電粒子的粒子發生器3，所說的粒子發生器3的粒子發生總數等于在90秒內產生每平方米被保護物周圍1～8米厚的5×1010個/m3帶電粒子濃度再乘以被保護物的總面積，用于輸送帶電粒子的氣流輸送器4及接收雷擊危險性監測器1的監測數據和控制啟閉粒子發生器3和氣流輸送器4的CPU2組成。
全文摘要
制造高導電率氣層的主動防雷避雷方法及其裝置，主要特點是當被保護物被雷擊概率達到40～60％以上時在90秒以內在被保護物周圍制造帶電粒子數密度為5×10
文檔編號H01T23/00GK1139304SQ9511742
公開日1997年1月1日 申請日期1995年11月6日 優先權日1995年11月6日
發明者莊洪春 申請人:中國科學院空間科學與應用研究中心