CN1040819C

CN1040819C - 前沿感应限流尖端放电灭雷

Info

Publication number: CN1040819C
Application number: CN95101810A
Authority: CN
Inventors: 莫文彩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-02-09
Filing date: 1995-02-09
Publication date: 1998-11-18
Anticipated expiration: 2015-02-09
Also published as: CN1128909A

Abstract

本发明是涉及避雷的方法和设备，特别是前沿感应限流尖端放电灭雷，其方法是根据静电感应现象、平方反比定律，稳压电路工作原理和尖端放电现象而发明，能够在雷雨云远未具备成熟地地闪雷击的条件之前就已经开始通过较稳定的较长时间较小电流的尖端放电，中和了大量的雷雨云中的电荷，消灭了地闪雷击。其设备由方位灭雷锥、静电感应壳体金属支杆、限流器、金属支持架、支持基体、引下线和接地极体等部分组成，结构先进新颖，外形千姿百态，能集灭雷和标志装饰于一身，特别适合仓库、电力、通讯部门、厂矿和城镇的高大建筑物上安装使用。

Description

前沿感应限流尖端放电灭雷

本发明涉及避雷的方法和设备，特别是前沿感应限流尖端放电灭雷。

随着社会的进步和城镇人口的迅速增长，高楼大厦越来越高，迫使人们越来越重视避免遭受雷击的问题，自从避雷针被富兰克林发明之后，新的避雷方法和设备又被陆续发明出来了；近年来具有代表性的发明有：美国雷电消除公司推出的具有直流高压电通入大气的消雷装置和我国的《一种具有消雷和收贮雷电能的设备》(中国发明专利公开号为CNI061693A)；前者耗电能且需高压整流装置，结构较复杂和保养麻烦，后者虽不耗任何能源，但同样是结构较复杂和不易保养，而且收贮电能的装置部分没有实用意义。

本发明的目的是提供一种不耗任何能源，能在较高空间，较大的范围内在雷雨云尚未具备地闪雷击地面建筑物的充分条件之前就已通过持久的小规模的放电中和而使雷雨云的带电量和电位都逐渐减少到彻底失去形成地闪雷击的能力的方法以及相应的结构较简单、保养较容易的设备。

本发明的设备由方位灭雷锥、静电感应壳体、壳骨架、金属支杆、限流器、金属支持架、支持基体、引下线和接地极体等部分组成，结构特征是：内腔有壳骨架支撑着的静电感应壳体在竖直方向的投影面积有0.1～30m³而在任何横向投影的面积有0.05～20m²，不少于四枚的方位灭雷锥凸出于静电感应壳体的外表而且有规律地分布着，金属支杆上接静电感应壳体的底部下接限流器的输入端，引下线上接限流器的输出端而下连深埋于地表下不少于0.7米的接地极体上，金属支持架上托接限流器的底部并与限流器的输出端联接，下压接深埋于地下的支持基体的上端钢筋，支持基体是自然接地体，它们的钢筋骨架联接形成自然暗引下线。

本发明的方法是：当雷雨云飘到静电感应壳体的上空附近的过程中，在雷雨云的电荷感应下，遵守平方反比定律，较靠近的静电感应壳体上感应产生的异种电荷都被雷雨云电荷吸引而跑到靠近且指向雷雨云的方位灭雷锥的锥尖上去了，相对较次要的较远的在雷雨云下面的地面上及地面的凸出体(如建筑物、构筑物和树木、土坡等)感应产生的部分异种电荷，也被雷雨云电荷吸引而跑到上述的方位灭雷锥尖上去了，因此，这荷着大量电荷的方位灭锥的锥尖的电场强度比附近周围的任何地方的电场强度都强数十倍乃至数千倍，能够在雷雨云远未具备成熟的地闪雷击地面建筑物的条件时，却已足以能够发生尖端放电(包括电晕放电、先导放电、回击放电和电孤放电)；在尖端放电之前、雷雨云与地面的电位差V等于雷雨云与方位灭雷锥锥尖间的电位差V1，即V＝V1，而尖端放电一开始后，雷雨云中的电荷经静电感应壳体、金属支杆、限流器和引下线而泄入大地，由于限流器的电阻R2远远大于金属导体电路上其余部分的电阻R3，其两端电压V2就远远大于R3的电压V3，即有V＝V1+V2+V3，同时，尖端放电一开始后，在雷雨云与灭雷锥之间越来越大的电离通道，使放电通道的电流越来越大，在任一瞬间V值可认为不变，V1与V3都随着V2的增大而减少，而V1的减少就使尖端放电电流减少，电流继续减少V2也随着减少，而V1与V3却随着增大，V1增大又使放电电流增大，如此循环反复，限流器就这样限制着放电电流的规模，使电流强度在毫安级或安培级之内，实际上，对于任何一瞬间，V值不变，雷雨云、大地与整个静电感应限流尖端放电灭雷系统就是一个稳压电路，在长达数秒乃至数分钟的尖端放电之后，雷雨云中相当多的一部分电荷流经静电感应限流尖端放电灭雷系统旁路入大地，当尖端放电不能再继续进行时，雷雨云已经彻底丧失了地闪雷击的能力，从而达到了灭雷避雷的目的，其次，限流器的限流和滤波作用，使尖端放电过程中的脉冲电流转变为较小的较平稳的直流电流，从而使雷电感应产生的危害减少到可以忽略的程度。

以下结合附图进一步说明本发明。

图1是本发明的设备的电路结构示意图。

图2是本发明设备结构的示意图。

图中各部分名称：方位灭雷锥1、静电感应壳体2、壳骨架3、金属支杆4、限流器5、金属支持架6、支持基体7、引下线8、接地极体9、大地10。

当雷雨云带负电荷飘向本发明设备的左上空的过程中，球形的内腔有壳骨架3支撑的静电感应壳体2在左上方感应产生出大量的正电荷并跑到左上方的方位灭雷锥1的锥尖上，在本发明设备下方的大地10感应产生的正电荷也多跑到左上方的方位灭雷锥1的锥尖上，使此处的表面上正电荷密度和电场强度都比其周围的地方的正电荷密度和电场强度大数十倍乃至数千倍，于是，在雷雨云尚未具备成熟的地闪雷击地面建筑物的条件之前，雷雨云与方位灭雷锥锥尖之间的尖端放电中和已经发生了，放电过程中电流经过方位灭雷锥1，静电感应壳体2，金属支杆4、限流器5，接着或流经引下线8到接地极体9入大地10，或流经由金属支持架6与支持基体7的钢筋骨架组成的暗引下线流入大地10。

本发明的设备先进新颖，特别是作为接闪装置主要部分的静电感应壳体，制作可以不拘一格，可以是一个封闭的金属壳体，也可以是一个不封闭的金属壳体，还可以是一个外表面镀金的壳体，而其外形大小可以在很大的范围内选择，其形状可以是球形，蛋形、杯形、塔形或伞形等等，只要组成壳体的各个空间曲面交界的园角半径大于R10即可。方位灭雷锥是用不易生锈的金属材料制成的金属锥体，长度在0.2～4m之间，锥体底部固定联接在静电感应壳体上，锥尖外指；灭雷锥在一个静电感应体上有规律地分布，数量不允许少于四枚，但多也不宜超过40枚；明引下线不少于2条，有暗引下线时可不用明引下线，亦可明、暗引下线同存。以本发明的设备为中心的重力的方向为0°，半径为20m内时，防雷的保护角大于100°，半径在20～40m内时，保护角在于在85°～90°之间，半径在40～100m内时，保护角在80°～85°之间，同一套设备树立越高，保护半径越大，而半径越大，保护角越小，保护角是保护半径的函数，它们的关系是抛物线的函数关系；不同一套设备，静电感应壳体越大，保护半径也越大。本发明的设备结构外形可以千姿百态，能集灭雷和标志装饰于一身，适合高楼大厦安装使用。特别适合仓库、厂矿、邮电、电力、通讯等部门和人口密集的城镇的高大建筑物上安装使用。

Claims

1、本发明涉及避雷设备，特别是前沿感应限流尖端放电灭雷，由方位灭雷锥、壳骨架、静电感应金属壳体、金属支杆、金属支架、支持基体、引下线和接地极体等部分组成，其特征是：内腔有壳骨架支持着的静电感应金属壳体是封闭金属壳体，在竖直方向的投影面积有0.1～30M²，而在任何横向的投影面积有0.05～20M²，组成封闭金属壳体的各个空间曲面交界的园角半径大于R10；长度在0.2～4M之间的方位灭雷锥是金属锥体凸出于封闭金属壳体的外表而且有规律地分布着，锥体底部固定联接在封闭金属壳体上而锥尖外指，数量不少于4枚，不超过40枚；金属支杆上接封闭金属壳体的底部而下接限流器、引下线、接地极体。

2、根据权利要求1所述的设备，其特征在于封闭金属壳体是球形，投影面积有0.05～20M²。

3、根据权利要求1所述的设备，其特征在于封闭金属壳体是蛋形，在竖直方向的投影面积有0.1～30M²，在任何横向投影面积有0.05～20M²。