CN104538751A - 柔性接地装置与方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性接地装置与方法及其系统，它包括信号采集控制单元和柔性通道建立单元，信号采集控制单元用于采集雷电物理量或采集静电物理量或接收预警信号后，产生控制柔性通道建立单元动作的控制信号，向柔性通道建立单元输出控制信号，控制柔性通道建立单元的动作；柔性通道建立单元，所述柔性通道建立单元在接收到信号采集控制单元的控制信号后，按控制信号的要求动作，产生激光、火焰、等离子体、电弧、高频高压电波、导电气体或导电气液混合体，在空间或对地建立电荷泄放通道。通过柔性导电物质建立的电荷泄放通道，建立的通道长度更长，建立的角度更易调节，提高了泄流能力。

Description

柔性接地装置与方法及其系统

技术领域

本发明涉及防雷和防静电技术领域，具体涉及一种柔性接地装置与方法及其系统。

背景技术

众所周知“防雷”必须“接地”，即是要将接闪器承接的雷电电荷通过“接地”顺利地疏导至大地。但是，人类社会自17世纪美国人富兰克林发明金属避雷针算起的二百多年的防雷史上，都是采用固体建立到大地的连接。传统防雷工程中使用最多的这种固体就是接地体。接地体的物质形态都是固体，形状不会任意改变。接地体预先固定在某个位置，适用于静态场合。

当今社会，车辆数量增加得很迅速，活动更加频繁，内部的电子设备越来越多，这些因素导致行驶车辆被雷击或被雷暴环境影响的概率在逐渐增加。相对于被雷击，车辆受到雷暴环境影响的现象因不是十分明显，不容易引起人们的重视。但事实上，雷暴天气会引起地面大气场强急剧变化，必定对行使中的车辆有所影响。故车辆雷电保护措施需要进一步加强。行使中的车辆的雷电防护措施与最普遍的建筑物防雷最大的区别在于接地。车辆处于动态状态，静态场合中应用的那些固体因要预先固定在某个位置，不能随车体移动，故不能使用。同样，如果采用打地桩的方法，即要接地时，就停车打地桩，车辆行驶时，又拔出地桩。这在讲究效率和可靠性的今天，是不能被允许的。现有技术中，还有一类就是在静电防护中使用的导电橡胶轮胎、导电橡胶拖地带和金属接地链，也同样难以解决以上问题。车体离地有一定距离，没有现成的良好的电荷泄放通道。车轮有较大电阻，如果使用车轮来作为接地，当通过雷电流有较大热效应，存在安全隐患。接地装置要能随车体运动，接地介质不能是固体。故像行驶中车辆这类动态场合下的接地一直是一个技术难题。

随着技术的进步，流体接地装置利用流体的流动性和导电性很大程度上解决了以上问题。但流体接地装置因要预先储存溶液，装置体积较大，重量较重；因装置的容器容积有限，造成使用次数较少；接地通道长度短，接地通道形状单一；装置测试探头功耗较大。

要构建车辆更完善的防护系统，需要总结以上的技术方案的优缺点。

对最接近本发明技术的流体接地技术问题进行分析。流体接地装置要喷射液体，需要足够大的力，而装置的喷射力有限，这就限制了接地通道长度，也限制了接地通道形状的构建。要预先储存液体，需要容器，造成装置体积较大，重量较重。液体喷射后，会减少，而容器容积有限，故使用次数较少。

流体接地装置存在现有问题的主要原因是因为接地介质是液体。液体相对于激光、火焰、等离子体、电弧、高频高压电波等非液体介质(这里统称为柔性物质)来说，液体具有较大重量，受重力影响严重。要解决以上问题就是要研究利用柔性物质建立电荷通道。激光当达到了足够功率时，能够电离空气，形成电荷通道。火焰的内焰是离子态，导电性很好。如：人们利用这个特性在燃烧器火炬的内焰位置放置电极，监控火焰燃烧的情况。等离子体是由正负离子组成的离子化气体状物质，导电性很好。如静电场合下，应用的离子风枪，高压电将空气电离后，释放出离子。电弧是高温高导电的游离气体，导电性很好。高频高压电波，如特斯拉线圈又叫泰斯拉线圈(Tesla)获得的上百万伏的高频电压，可以建立很长的电荷通道。

柔性物质能在没有其它额外的导电介质就能形成空间电荷通道。但将其应用于移动状态下的防雷和防静电系统，特别是将其应用于移动车辆的防雷和防静电系统中作为连接到大地的介质难有人提出。主要原因如下：

第一、目前，行使中的车辆的防雷和防静电保护研究本来就较少，防护系统认识不够充分，接地认识不够充分；第二、接地装置即使要应用，也要配合其它装置才能充分发挥作用。如雷电防护中要有接闪器的配合。不是专业领域的技术人员，因没有这些专业领域的装置，故不会考虑到其应用的价值；第三、光有产生柔性物质的装置构不成接地装置。接地装置必须要有检测雷暴环境和静电环境物理参数的部件，然后经过控制处理，输出控制信号控制产生柔性物质装置动作，才能符合实际应用需要。因为检测雷暴环境和静电环境物理参数技术领域不同，即使掌握了柔性物质发生技术，也较难想到能将其构建成一种接地装置，应用于移动车辆的防雷和防静电系统中。第四、雷电防护实验和静电防护实验条件缺乏，难以开展相关的研究。

本发明申请人由于开展了动态场合的雷电和静电防护研究，应用现有技术时又发现还存在一些问题，才提出发明中的技术方案来。提出该方案后，在实验室进行了实验，结合车辆离地距离等应用条件参数，论证了柔性物质接地的可行性。技术方案推动技术的进一步完善。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种柔性接地装置与方法及其系统，用于解决现有防雷都是通过固体连接引导到大地的技术问题。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种柔性接地方法，利用激光、火焰、等离子体、电弧、高频高压电波、导电气体或导电气液混合体向空间和/或地面建立电荷泄放通道。

一种柔性接地装置，它是一种选自用于向空间和/或地面建立电荷泄放通道的激光发生装置、火焰发生装置、等离子体发生装置、电弧发生装置、高频高压电波发生装置、导电气体发生装置或导电气液混合体发生装置。

一种柔性接地系统，它包括：

信号采集控制单元，用于采集雷电物理量或采集静电物理量或接收预警信号后，产生控制柔性通道建立单元动作的控制信号，向柔性通道建立单元输出控制信号，控制柔性通道建立单元的动作；

柔性通道建立单元，所述柔性通道建立单元在接收到信号采集控制单元的控制信号后，按控制信号的要求动作，用于使上述的柔性接地装置产生激光、火焰、等离子体、电弧、高频高压电波、导电气体或导电气液混合体，在空间或对地建立电荷泄放通道。

为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：

根据本发明的一个实施方案，所述信号采集控制单元包括：

信号探测接收模块，用于探测周围环境、物体上的物理量或接收无线电信号后，并将其转换为电压信号或数字信号传送给控制处理模块；

控制处理模块，用于对所述电压信号或数字信号去干扰处理，处理后的信号传输给柔性通道建立单元；

接地信号产生控制模块，用于接收所述控制处理模块传送的信号，并将所述信号与预设在所述柔性通道建立单元内的电压或代码比较，以确定是否产生使上述的接地装置发生激光、火焰、等离子体、电弧、高频高压电波、导电气体或导电气液混合体，以在空间或对地建立电荷泄放通道的接地控制信号。

根据本发明的另一个实施方案，所述信号采集控制单元的信号探测接收模块是一种选自避雷针、大气电场测试仪、预警信号接收机、天线、电磁场测试探头、电晕电流测试探头、静电电压测试探头、静电电荷测试探头或GPRS收发器或无线通讯模块。

根据本发明的另一个实施方案，所述探头包括保护模块和取样模块，所述保护模块与所述取样模块并联连接,即保护模块的两输入端与取样模块两输入端的并联连接；或者所述保护模块串联在所述取样模块输入端与输出端之间。所述保护模块是一种用来限制瞬态过电压及泄放相应的瞬态过电流的装置。它至少应含有一个防雷元件。所述防雷元件选自空气间隙、气体放电管、多层间隙、压敏电阻器、瞬态抑制二极管、电阻器、电容器、电感器或其组合体，所述取样模块是一种选自电阻器、电容器或电感器。

所述空气间隙由两个之间由绝缘体材料隔离的导电电极组成，所述两导电电极之间有一定距离的空间间距。通常空气间隙不做包封和抽真空处理。

所述多层间隙就是将多于1个的空气间隙或气体放电管叠装在一起。多层间隙内部有多于1个由绝缘体材料隔离的导电电极。

所述组合体就是任意选用空气间隙、气体放电管、多层间隙、压敏电阻器、瞬态抑制二极管、电阻器、电容器、电感器进行组合，形成一级或多级结构。所述一级结构就是以上防雷元件串联或并联连接，如气体放电管与压敏电阻器串联；空气间隙与电容器并联。所述多级结构就是在将以上多于1个的所述一级结构或防雷元件再使用另外的防雷元件连接。如两级结构中，第一级是气体放电管，第二级之间使用压敏电阻器，第一级与第二级之间使用电感器连接。如三级结构中，第一级是空气间隙，第二级之间使用压敏电阻器，第三级使用压敏电阻器使用瞬态抑制二极管，第一级与第二级之间使用电感器连接，第二级与第三级之间使用电阻器连接。

根据本发明的另一个实施方案，所述保护模块与接闪器串联连接，所述接闪器是一种选自富兰克林型避雷针、优化型避雷针、双极型避雷针、闪盾型避雷针、ESE提前放电型避雷针和双极优化型避雷针。

根据本发明的另一个实施方案，所述信号采集控制单元的控制处理模块是一种比较电路或单片机电路，所述比较电路为比较器芯片的一比较输入端与预置电压信号产生电路耦接，比较器芯片的另一比较输入端与控制处理模块耦接；所述单片机电路包括AD转换芯片和单片机芯片，AD转换芯片的输入端与控制处理模块耦接，AD转换芯片的输出端与单片机芯片输入端耦接。

根据本发明的另一个实施方案，所述信号采集控制单元和柔性通道建立单元采用一种选自光耦、继电器、光纤、无线电或红外线传输的方式传递信号。

根据本发明的另一个实施方案，所述电晕电流测试探头包括气体放电管端口1，气体放电管端口1与电阻器R1端口1的连接，气体放电管端口2与电阻器R2的端口1连接；所述电阻器R1的端口2与电感器L1端口1连接,所述电感器L1端口2与气体放电管V2的端口1连接，所述电阻器R2的端口2与电感器L2的端口1连接,所述电感器L2的端口2与气体放电管V2的端口2连接。电阻器R3端口1连接在气体放电管V2的端口1，电阻器R3端口2连接在气体放电管V2的端口2；二极管D1、D2、D3、D4构成桥式整流电路。二极管D1、D4的公共连接端与气体放电管V2的端口1连接，二极管D2、D3的公共连接端与气体放电管V2的端口2连接，二极管D1、D3的公共连接端与电感器L3的端口1连接，二极管D2、D4的公共连接端与电感器L4的端口1连接；电感器L3的端口2与气体放电管V3的端口1连接，电感器L4的端口2与气体放电管V3的端口2连接，气体放电管V3的端口1与电阻器R4的端口1连接，气体放电管V3的端口2与电阻器R5的端口1连接；电阻器R4的端口2与电阻器R6的端口1连接，电阻器R5的端口2与电阻器R6的端口2连接，瞬态二极管VD1端口1与电阻器R6的端口1、电容器C1的端口1、控制处理模块输入端口1连接，瞬态二极管VD1端口2与电阻器R6的端口2、电容器C1的端口2、控制处理模块输入端口2连接。

一种处理器处理的方法，它包括：

S1，处理器读取最新空间尺寸内的平均值数据和预设环境参数阈值，空间尺寸内的平均值数据指在一个空间中环境参数的平均值，环境参数指大气电场强度值、电晕电流值、静电电压值。预设环境参数阈值指经过编码后储存在存储器中的环境参数阈值；

S2，判断平均值是否大于预设值，如果大于，则说明外界环境参数高于预设值，需要接地，转到S5；如果不大于则转到S3；

S3，当外界环境参数不大于预设值，说明外界危险量没有增加，需要判断这种状态的稳定性，故判断此状态时间是否大于预设值。该时间预设值是指状态的稳定预先设定的时间，当超过这个时间，转到S4，没有超过则转到S1，重新读取数值；

S4，环境参数阈值复原是在认为状态的稳定后，外界危险量没有增加的情况下，重新将环境参数阈值恢复到初始状态；

S5，当外界环境参数高于预设值，需要接地，输出接地控制信号控制柔性通道建立单元动作；

S6，控制信号输出后，重新读取最新空间尺寸内的平均值数据；

S7，最新平均值是否大于等于上一历史平均值，判定接地后，是否泄放了电荷，造成外界环境参数值降低。不大于，转到S8，大于转到S9；

S8，如果接地后，新的环境参数值降低，停止输出接地控制信号；

S9，如果接地后，新的环境参数值没有降低，判定调整的预设阈值是否超过上限，超过上限，不进行调节；

S10，预设阈值没有超过上限，将预设值加A存入到储存器。

一种探头数据平均值的计算的方法，它包括：

S11，探头信号进行AD转换，输入到处理器中，数据存储在存储器

S12，判断探头数量是否超过范围，没有超过探头数量，逐一读个探头的信号；

S13，分段读取，判断读取时间是否超过范围，超过时间，就停止读取

S14，先计算单个探头单位时间内数据的平均值，数据存储在存储器

S15，再将单个探头平均值求和除以探头数量，得出多个探头的平均值，数据存储在存储器

S16，读取探头所在空间尺寸数据，计算空间尺寸内的平均值，数据存储在存储器

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：

本发明的一种柔性接地装置与方法及其系统，具有：

1)由于是通过柔性导电物质建立的电荷泄放通道，故不需要预先储存，不需要容器，可以减少装置体积，减轻重量；

2)由于柔性导电物质建立的电荷泄放通道，故使用次数大大增加；

3)柔性导电物质受重力影响小，故建立的电荷通道长度更长，建立的角度更易调节，更有利于建立起几何图形状的通道，提高泄流能力；

4)对探头电路结构进行了优化，降低了探头功耗，通过对数据处理进一步优化，控制精度更高；

5)可以进一步完善运动状态下的接地技术体系。

附图说明

为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。

图1示出了根据本发明一个实施例的柔性接地系统的结构框图。

图2示出了根据本发明另一个实施例的柔性接地系统的信号采集控制单元的原理框图。

图3示出了根据本发明另一个实施例的柔性接地系统的原理框图。

图4示出了根据本发明另一个实施例的柔性接地系统的原理框图。

图5示出了根据本发明另一个实施例的柔性接地系统的原理框图。

图6示出了根据本发明一个实施例的柔性接地系统应用在车辆雷电和静电防护中的示意图。

图7示出了根据本发明一个实施例的柔性接地系统应用在固体物体中雷电防护中的示意图。

图8示出了根据本发明另一个实施例的大气电场探头的结构示意图。

图9示出了根据本发明另一个实施例的比较电路的结构示意图。

图10示出了根据本发明另一个实施例的处理器电路结构示意图。

图11示出了根据本发明另一个实施例的钳位滤波电路结构示意图。

图12示出了根据本发明一个实施例的探头处于相同水平高度布置示意图。

图13示出了根据本发明另一个实施例的探头处于不同水平高度布置示意图。

图14示出了根据本发明另一个实施例的探头处于相同水平高度布置示意图。

图15示出了根据本发明一个实施例的预置电压自适应调节电路示意图。

图16示出了根据本发明另一个实施例的控制开关电路示意图。

图17示出了根据本发明另一个实施例的电晕电流测试探头电路示意图。

图18示出了根据本发明另一个实施例的一种处理器处理的方法示意图。

图19示出了根据本发明另一个实施例的一种探头数据平均值的计算的方法示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

为了解决现有技术中流体接地装置因要预先储存溶液，装置体积较大，重量较重；因装置的容器容积有限，造成使用次数较少；接地通道长度短，接地通道形状单一；装置测试探头功耗较大的技术问题，本发明的一个实施例采用了柔性接地的方法，即利用激光、火焰、等离子体、电弧、高频高压电波、导电气体或导电气液混合体向空间和/或地面建立电荷泄放通道。

为了以上柔性接地方法实施，本发明的另一个实施例中公开了一种柔性接地装置，它是一种选自用于向空间和/或地面建立电荷泄放通道的激光发生装置、火焰发生装置、等离子体发生装置、电弧发生装置、高频高压电波发生装置、导电气体发生装置或导电气液混合体发生装置。对于激光发生装置、火焰发生装置、等离子体发生装置、电弧发生装置、高频高压电波发生装置、导电气体发生装置或导电气液混合体发生装置，本领域技术人员根据本申请文件公开的内容，就可以将现有装置应用在防雷领域中，因此省略了以上各部件具体结构的描述。

如图1所示，图1示出了根据本发明一个实施例的柔性接地装置的结构，该智控柔性接地装置包括信号采集控制单元和柔性通道建立单元。

所述信号采集控制单元用于采集或接收信号后，向柔性通道建立单元输出接地控制信号控制柔性通道建立单元释放柔性导电介质建立电荷通道或停止释放柔性导电介质停止建立电荷通道。

所述信号采集控制单元，用于采集雷电物理量和静电物理量或接收预警信号，经信号转换后，向柔性通道建立单元输出接地控制信号，控制柔性通道建立单元的动作。

其中，雷电物理量可以包括在雷云的环境下的电流、电压、电场强度、磁场强度或电磁波等。

所述雷电物理量特别地是指雷云的环境下距离地表100米高度以内的空间中的电场强度和电晕电流。

所述静电物理量包括存在静电的环境下的电流、电压、电荷量和电场强度。

所述静电物理量特别地是指存在静电的环境下车体的静电电压。

所述预警信号包括雷电预警系统发出的预警信号、气象系统发出的预警信号、军队系统发出的预警信号和通信系统发出的预警信号。

所述预警信号特别地是由大气电场仪、雷达或组合构成的装置发出的预警信号。

所述预警信号特别地是经过编码或调制后，以无线电方式发送的预警信号。

所述接地控制信号是指控制柔性通道建立单元动作的信号。

所述柔性导电介质是指物质存在的状态不是固体，没有一定固定形状，电荷能够在该物质运动的物质。

所述柔性导电介质包括激光、火焰、等离子体、电弧、高频高压电波、导电气体和导电气液混合体。

所述激光包括由紫外激光、红外激光、蓝光激光、绿光激光、黄光激光、红光激光和单纵模激光器发出的激光。

所述激光特别是指波长261nm～397nm的紫外激光、波长400nm～491nm的蓝光激光、波长261nm～397nm的紫外激光、500.8nm～543nm的绿光激光；波长，556nm～607nm的黄光激光、622nm～750nm的红光激光器；785nm～3800nm的红外激光，457nm～1342nm的单纵模激光。

如图2，图2示出了根据本发明另一个实施例的柔性接地装置的信号采集控制单元的原理框图，本实施例中的智控柔性接地装置的信号采集控制单元包括信号探测接收模块、控制处理模块和接地信号产生控制模块。

所述信号探测接收电路与控制处理模块耦接，所述信号探测接收模块探测周围环境和物体上的物理量或接收预警信号后，将其转换电信号传送给控制处理模块。所述控制处理模块与接地信号产生控制模块耦接，所述控制处理模块对所述电信号进行去干扰或数字化处理或提取或变换或分析或综合等环节处理后，将结果输送给接地信号产生控制模块。所述接地信号产生控制模块产生控制柔性通道建立单元动作的接地控制信号，所述接地控制信号经过模数变换或放大或整形或隔离等环节处理后输送给柔性通道建立单元，所述接地信号产生控制模块控制柔性通道建立单元动作。所述环节可以单独或组合的形式出现，前后顺序可以调换。

本发明中的智控柔性接地装置的信号采集控制单元的探测接收模块为与装置分离或与装置构成一体的探头、电路和装置。所述探头包括大气电场测试探头、电晕电流测试探头和静电电压测试探头。所述探头安放在智控柔性接地装置外部或内部。所述探头独立设置或集成在智控柔性接地装置中。

所述大气电场测试探头包含利用导体在电场中产生感应电荷的原理来测量电场的探头。所述大气电场测试探头有两组金属片，一片固定不动，称为定片，作用是感应电荷；另一片不固定要运动，称为动片，所述动片分割成几扇的扇形金属片。当动片旋转时，定片交替的暴露在外电场中或被屏蔽片所遮挡，遮挡时E＝0。周而复始的旋转时，便产生交变输出信号。定片上的感应电荷Q的大小与外界电场强度E成正比，感应电荷Q随时间的变化即为感应电流I。经过计算并通过电路中I－V变换器的转换，可以推导出当动片的旋转速度一定时，传感器输出的电流和电压是正比于电场的，因此可以通过测量电压得到电场强度值。通过该大气电场值来判定环境状态。

所述电晕电流测试探头是在空间中放置电阻器或电容器或电感器或其组合体，空间达到一定电场强度产生电晕电流，电晕电流流过上述器件时，两端存在的电压信号，因此可以通过测量电压得到电晕电流值。通过该电晕电流值来判定环境状态。

所述静电电压测试探头为振动电容式静电电压测试探头。所述振动电容式静电电压测试探头主要由测量探头、交流放大器、振荡器、相敏检波器、显示仪表、调零电源、稳压电源等组成。探头电极是一可振动的金属片，由于机械振动，探极与被测带电体之间的电容周期性地变化，于是，在被测带电体静电感应的作用下，在探极上产生一个周期性变化的电压信号。因为交流信号非常微弱，采用高输入阻抗的阻抗变换器接受信号，经阻抗变换后输入给量程转换器。交流放大器接受量程转换器的输出信号，予以放大后还原成直流信号。

探极上的交流信号决定于被测带电体的电压和探极的振动，不随时间衰减。所述结构利于在尘土较多和湿度较大的环境中稳定工作。

所述静电电压测试探头或者为直接感应式静电电压测试探头。所述直接感应式静电电压测试探头测量静电电压的基本原理是利用探头与被测带电体之间的电容直接感应放大后显示静电电压。由于静电感应，用这种仪表测量得到的是带电体表面的电压(或电位)的平均值，对于同一仪表，只要改变探头至被测带电体的距离，亦即改变电容的大小即可以改变仪表的量程。为了辨别带电体的极性，可以借助给转动极片加上—定的电压，通过仪表指示可鉴别被测带电体电压的极性。

所述静电电压测试探头或者为集电式静电电压测试探头。所述集电式静电电压测试探头是利用放射性同位素使空气电离，借以测量被测带电体对地电压。其结构原理是放射性同位素(通常用镭)，在放射性同位素作用下，空气被电离，在被测带电体与探头之间形成微弱的气体导电区域，在集电片上产生一个直流信号电压，仪表探头内有微量的放射性同位素。

所述静电电压测试探头或者为旋转叶片式静电电压测试探头。所述旋转叶片式静电电压测试探头的仪表探头部分有一个小电动机。

所述气象信息接收机是指能够接收无线移动公网GSM/GPRS、固定电话PSTN网信息。

所述控制处理模块耦接于接地信号产生控制模块，用于处理信号探测接收模块输出的信号后，将转变的信号或信息输送给接地信号产生控制模块。所述控制处理模块为去干扰电路，通过滤波，耦合和辐射干扰，来去除低频、散粒、高频热、器件噪声、晶体管的噪声和因电源、地线和空间电磁波的干扰。去干扰电路包括不同工作频率合理选择噪声低的半导体元器件，根据不同的工作频段、参数选择适当的放大电路，屏蔽线传导干扰、辐射干扰和耦合干扰般是采用滤波装置来一般则是采用隔离措施来进行抑制。所述滤波电路包括电源滤波电容，LC或RC滤波器。所述屏蔽包括设置屏蔽外壳，用于屏蔽电磁场。

所述控制处理模块或者为数字化处理电路。所述数字化处理就是将信息转变为数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入处理器内部，进行统一处理。所述数字化处理通常用模数转换器执行，将任何连续变化的模拟信号转换为一串分离用0和1表示信号。

所述控制处理模块或者为信号提取电路。所述提取就是在背景噪声提取有用的信号。

所述控制处理模块或者为信号变换电路。所述信号变换电路是指将模拟量转换成数字量或将电压信号变成电流信号或将信号从单端信号变成差分信号。所述信号变换电路或者是指进行幅度调节。

所述控制处理模块或者为信号处理电路。所述信号分析电路是指运算处理一种形式为将信号与预置电压进行比较，判定信号是否达到阈值。所述运算处理另一种形式将信号送入单片机中，单片机中预存代码。所述预存代码指能够表示阈值信息大小的代码。

所述控制处理模块或者为信号综合电路。所述信号综合电路将若干信号混合组成含有多个成分的新信号。

所述接地信号产生控制模块与柔性通道建立单元耦接，所述接地信号产生控制模块输出的接地控制信号给柔性通道建立单元，所述接地信号产生控制模块与柔性通道建立单元耦接之间的信号连接包括使用光耦、继电器、光纤，无线电。

如图3，图3示出了根据本发明另一个实施例的柔性接地系统的原理框图，所述智控柔性接地装置由接闪器，保护模块，取样模块，控制处理模块，激光发生器组成。所述接闪器，保护模块，取样模块，控制处理模块组合构成信号采集控制单元，所述激光发生器为柔性通道建立单元。

所述接闪器为富兰克林型避雷针、优化型避雷针、双极型避雷针、双极优化型避雷针、闪盾型避雷针、ESE提前放电型避雷针。

所述富兰克林型避雷针，为一种低阻抗的金属接闪杆。所述优化型避雷针，特征是由基座、上下支座、数个阻抗链、接闪器、防闪罩、避雷单元和辐射振子等组成，接闪器为避雷针前端，防闪罩通过外壳上的法兰盘由螺栓将防闪罩和外壳连结在一起，避雷单元内有削波器、电子避雷器、雷电记录器和报警器。优化型避雷针的作用在电场强度大到雷电放电的程度时，承接直击雷放电，由于避雷针本身具有阻抗限流单元、自动控制单元，可预先将雷电流幅值、陡度减小，从而能有效地抑制和消弱地电位反击及雷电感应所造成的危害。所述双极性空间电荷放电分散型避雷针(简称双极型避雷针)，特征为安装在被保护对象顶端上，它最下部为基座，基座固定在建筑物上，基座连接电位缓解装置支撑部件，电位缓解装置支撑部件包括支撑件和放电刷子，接地电极和接地的引下线连接在基座上，放电刷子安装在支撑件的外周面垂直方向上，在电位缓解装置支撑部件的顶部设置有电位缓解装置。双极性空间电荷放电分散型避雷针的作用是雷击发生前电晕放电阶段，在雷云电场作用下双极型避雷针产生比富兰克林避雷针大得多的电晕电流，提高了发生放电现象时所需的电压，使其在一定程度上减少了雷击概率，避免了雷击的发生，在电场强度大到雷电放电的程度时，承接直击雷放电。所述双极优化型避雷针，特征是包括引雷入地装置和电晕放电装置。引雷入地装置包括导电支撑体、固连在导电支撑体顶部的针顶、与导电支撑体电连接的感性阻抗器；在出现直击雷击时，针顶、导电支撑体、感性阻抗器、引下线和接地电极形成放电通路。电晕放电装置包括安装在导电支撑体上的绝缘衬套，套装在衬套上的放电盘，位于放电盘之下且沿导电支撑体外周安装的放电刷。双极优化型避雷针的作用是兼有双极针的低接闪概率特性和优化避雷针的改善雷电接闪过程、减小雷电感应、降低地电位反击的特性。在接闪概率低于富兰克林避雷针的前提下使被保护物免受直击雷的损坏，在电场强度大到雷电放电的程度时，承接直击雷放电。所述闪盾型避雷针，是一种双极针的改进型，特征是由针头、绝缘衬套、悬浮感应导体、支柱、放电刷、增强放电装置和底座组成。针头安装在闪盾避雷针的顶部。支柱为导电金属杆，上部与针头相连，下部与底座相连。悬浮感应导体呈斗笠状，通过绝缘衬套固定在支柱的针头下方，电气上与支柱绝缘。放电刷呈螺旋形，盘绕固定在立柱上，在静电感应导体的下方，电气上与支柱直接相连。闪盾型避雷针的作用通过双极性空间电荷放电、分散技术，改变避雷针周围电荷的分布，达到降低雷电来临时针顶电场强度、提高接闪电压的目的，在电场强度大到雷电放电的程度时，承接直击雷放电。所述ESE提前放电型避雷针为其内部包含一个脉冲变压器和振荡器。

所述接闪器与保护模块耦接，同时又与取样模块耦接，所述接闪器用于在雷云没有发生闪电放电时感应雷云电荷或在雷云发生闪电放电时承接雷云电荷。所述接闪器可以为避雷针、金属棒、天线。

所述保护模块与取样模块耦接，所述保护模块用于限制所述取样模块内部线路的电压幅度或电流幅度，避免取样模块发生绝缘下降或超过额定电压或超过额定电流而发生损坏。所述保护模块包括为空气间隙、多层间隙、气体放电管、压敏电阻器、瞬态抑制二极管、电阻器、电容器、电感器或其组合体。所述组合体为一级或多级。限制电压幅度时，所述保护模块与取样模块连接方式为并联连接，限制电流幅度时，所述保护模块与取样模块连接方式为串联连接。所述保护模块特别是指气体放电管或空气间隙与取样模块并联，所述气体放电管或空气间隙具有开关特性，即气体放电管或空气间隙了两端电压没有超过击穿的幅度时，气放管电阻为兆欧姆级别以上。两端电压超过击穿的幅度时，气放管电阻突变到毫欧姆级别。所述保护模块能够承受10kA～300kA等级的8/20μs雷电电流或10kA～300kA等级的10/350μs雷电电流。

所述取样模块与控制处理模块耦接，所述取样模块用于将从所述接闪器感应的电荷或流入电流转换成电压信号。所述电压信号是直流的或交变的。所述交变电压信号频率是固定的或变化的。所述电压信号幅度要小于12V。

所述控制处理模块与激光发生器耦接，所述控制处理模块将信号进行信号形式转换、幅度调节、运算处理，输出接地控制信号给激光发生器。

所述控制处理模块为比较电路。所述比较器电路包含预置电压电路和比较器芯片；所述预置电压电路产生一定幅度的直流电压；所述比较器芯片的一比较输入端与预置电压产生电路耦接，比较器芯片的另一比较输入端与信号取样模块耦接，比较器芯片的输出端与激光发生器耦接；所述信号取样模块输出的信号小于预置电压时，比较器芯片输出无效的接地控制信号，所述信号取样模块输出的信号等于或大于预置电压时，比较器芯片输出有效的接地控制信号。

所述控制处理模块或者为单片机电路。所述单片机电路包括AD转换芯片和单片机芯片，所述AD转换芯片的输入端与信号取样模块耦接，AD转换芯片的输出端与单片机芯片输入端耦接，所述AD转换芯片的作用将信号取样模块输出的信号转换成数字信号，然后输出给单片机芯片；所述单片机芯片内部预存经过编码的阈值的信息，所述单片机芯片内部预存软件代码，将AD转换芯片输出的信号和预存的阈值的信息进行综合运算，最后判断所述信号取样模块输出的信号特征与阈值的信息不一致时，单片机输出无效的接地控制信号，所述信号取样模块输出的信号特征与阈值的信息一致时，单片机输出有效的接地控制信号。所述单片机电路中的AD转换芯片或者内置在单片机芯片中。

所述激光发生器接收到接地控制信号后，按控制信号的要求动作，产生发出激光，在空间中或对地建立电荷泄放通道。所述激光发生器工作介质可以是气体、液体或固体。所述工作介质由原子、分子或两者的混合组成。所述激光发生器包括固体激光器和液体激光器。所述固体激光器的工作物质由原子或掺杂在某些晶体中的离子组成。所述液体激光器工作物质由溶解在液体中的大分子量的分子组成。所述激光发生器数量为一个或多个。所述激光发生器对地发出激光。所述激光发生器的数量为多个时，两两之间建立激光电荷通道。

如图4，图4示出了根据本发明另一个实施例的柔性接地系统的原理框图，所述智控柔性接地装置包括探头，控制处理模块，报警模块，高压发生器。所述大气电场探头，控制处理模块，报警模块为信号采集控制单元，所述高压发生器为柔性通道建立单元。

所述探头包括大气电场探头和电晕电流探头。所述大气电场探头输出所述控制处理模块耦接。所述大气电场探头为场磨式大气电场探头，所述大气电场探头由两片相互平行、中间有一定间距且形状相似的对称扇形金属片组成，下面的金属片(定子)用来感应电荷，上面的金属片(转子)则由马达驱动旋转并与地连接。它的屏蔽盘为一个在圆周方向均匀分布有2n个扇形孔的环型圆盘，其上表面每两个扇形孔之间设有与其弧面位于同一圆周面的凸沿，电机转轴穿过定位座和接地电刷连在屏蔽盘的中心孔上；定位座为内径表面开有凹槽、下表面带有凸沿的环形圆盘，接地电刷嵌放于凹槽内与电机转轴摩擦接触，两组电极分别为2n个扇形金属片，其沿圆周方向交替均匀分布在定位座下表面的凸沿内，定位座的凸沿位于屏蔽盘凸沿的外侧，两组电极与定位座之间绝缘连接，其两个输出端分别连接前置放大器中的两个输入端。所述电晕电流探头为电阻器。所述电阻器一端悬置在空中，另一端与所述控制处理模块耦接。

所述控制处理模块与报警模块耦接，同时与高压发生器耦接。所述控制处理模块同时接收所述大气电场探头和电晕电流探头的信号。将两探头输出信号进行加权平均处理后，求出电压值，然后进行逻辑运算，最后输出接地控制信号。这样做有利于提高控制的准确性。

所述报警模块当接收到控制处理模块的信号后，输出报警信号。

所述高压发生器当接收到控制处理模块的信号后，按接地控制信号动作，产生高电压。高电压对地方向进行放电。所述高压发生器包括特斯拉发生器和马科斯高压发生器。所述特斯拉发生器原理是使用变压器使普通电压升压，然后给初级LC回路谐振电容充电，充到放电阈值的，火花间隙放电导通，初级LC回路发生串联谐振，给次级线圈提供足够高的励磁功率，其次是和次级LC回路的频率相等，让次级线圈的电感与分布电容发生串联谐振，放电终端产生高频高压放电。所述马科斯高压发生器原理为电容串联产生高压。

如图5，图5示出了根据本发明另一个实施例的柔性接地系统的原理框图。所述比较器智控柔性接地装置包括探头，控制处理模块，无线发射模块，等离子发生器。所述探头，控制处理模块，无线发射模块组合构成信号采集控制单元。所述等离子发生器为柔性通道建立单元。

所述探头输出端与控制处理模块耦接，所述探头包括静电测试探头和电晕电流测试探头。所述探头静电测试探头为振动电容式静电电压测试探头。所述电晕电流测试探头，数量多于一个。每个电晕电流测试探头独自放置在空中。

所述控制处理模块输出端与无线发射模块耦接，同时又与等离子发生器耦接。所述控制处理模块计算静电测试探头输出信号的幅度和变化速率，但达到阈值时，输出接地控制信号。所述控制处理模块将电晕电流测试探头信号转换成数字信号，进行加权平均计算，最后得出该区域内的电晕电流大小。电晕电流达到阈值时，输出接地控制信号。

所述无线发射模块将接地控制信号编码向空中进行发射，以便处于另一空间中的用于接收接地控制信号的装置能够接收到信号。

所述等离子发生器在接收到接地控制信号动作，产生等离子体，吹向空中。所述等离子发生器是用人工方法获得等离子体的装置。所述等离子发生器包括直流弧光放电法、交流工频放电法、高频感应放电法、低气压放电法(例如辉光放电法)和燃烧法产生等离子体装置。

所述直流弧光放电法、交流工频放电法、高频感应放电法、低气压放电法为电学手段获得；放电原理利用外加电场或高频感应电场使气体导电。而燃烧则利用化学手段获得。所述放电包括弧光放电、高频感应弧光放电和辉光放电等类型。特别是电弧等离子体炬主要由一个阴极(阳极用工件代替)或阴、阳两极，一个放电室以及等离子体工作气供给系统三部分组成。

如图6，图6示出了根据本发明一个实施例的柔性接地系统应用在车辆雷电和静电防护中的示意图。所述智控柔性接地装置在车辆雷电和静电防护中的应用。所述接地装置主机1安装在车辆4后部，避雷针3安装在车辆4顶部，探头1检测环境雷电和静电信号，当达到阈值后，智控柔性接地装置主机1产生发出导电物质2，导电物质2与大地之间的构成电荷泄放的通道，完成电荷的泄放。

如图7，图7示出了根据本发明一个实施例的柔性接地系统应用在固体物体中雷电防护中的示意图。所述智控柔性接地装置在固体物体中雷电防护的应用。所述接地装置主机1安装在被保护物4旁边，避雷针3安装在被保护物4周围，避雷针3上装有反光镜，探头1检测环境雷电和静电信号，当达到阈值后，智控柔性接地装置主机1产生发出导电物质2，导电物质2在两两避雷针3之间构成电荷泄放的通道。

另一实施例，如图8所示，图8示出了根据本发明另一个实施例的大气电场探头的结构示意图，所述大气电场测试探头利用导体在电场中产生感应电荷的原理来测量电场。探头包含定片、动片、电机、保护模块、信号处理模块和信号收发模块。所述动片在定片上方，与定片绝缘。动片由电机带动旋转。定片的输出端连接到保护模块的端口1和信号处理模块输入端口1，电机金属外壳与保护模块的端口2、信号处理模块输入端口2相连，信号处理模块输出端口1与信号收发模块输入端口1相连，信号处理模块输出端口2与信号收发模块输入端口2相连。

定片处于电场中，表面就会产生感应电荷,若感应导体的电容量为C，则产生的感应电压。动片是一圆板开六(四)等分的扇形面，由电机带动旋转时，定片在电场中交替地被屏蔽和暴露，产生感应的交变信号。定片上的感应电荷Q的大小与外界电场强度E成正比，感应电荷Q随时间的变化即为感应电流I。此信号送信号处理模块处理，经过I－V变换器的转换，因此可以通过测量电压得到电场强度值。

在电场强度特别有突变的场合，又由于信号处理模块输入端口中的处理芯片因为是处理微弱信号的，其耐压一般很低。故瞬变的电压很有可能超过器件的耐受电压，造成其损坏，所述保护模块包括为空气间隙、多层间隙、气体放电管、压敏电阻器、瞬态抑制二极管、电阻器、电容器、电感器或其组合体。

大气电场探头处于高电场的环境中，存在较高的共模电压，共模电压会烧坏与其相连的电子设备。使用信号收发模块将信号处理模块的信号经过编码变成无线信号，通过无线发射出去。这样能避免直接的电连接。大气电场探头可以处于参考地更加独立，大大利于探头自身的安全性。

另一实施例，如图9所示，图9示出了根据本发明另一个实施例的比较电路的结构示意图，所述控制处理模块为比较电路。所述比较器电路包含预置电压产生电路和比较器芯片；所述比较器芯片的输入端口1与取样模块的输出端口相连，所述比较器芯片的输入端口2与预置电压产生电路的输出端口相连。所述预置电压电路产生一定幅度的直流电压，常见的预置电压电路为电阻分压器电路和阻容分压器电路。所述比较器芯片的输出端口1与柔性通道建立单元的输入端口相连。所述信号取样模块输出的信号小于预置电压时，比较器芯片输出无效的接地控制信号，所述信号取样模块输出的信号等于或大于预置电压时，比较器芯片输出有效的接地控制信号。所述取样模块类型包括电场强度测试探头，电晕电流测试探头和静电电压测试探头。

另一实施例，如图10所示，图10示出了根据本发明另一个实施例的处理器电路结构示意图，所述控制处理模块或者为处理器电路。所述处理器电路包括AD转换芯片和处理器芯片，所述AD转换芯片的输入端1与信号取样模块输出端1连接，AD转换芯片的输出端1与处理器芯片输入端1连接，处理器芯片输出端1与柔性通道建立单元连接。所述AD转换芯片的作用将信号取样模块输出的信号转换成数字信号，然后输出给处理器芯片；所述处理器芯片内部预存经过编码的阈值的信息，所述处理器芯片内部预存软件代码，将AD转换芯片输出的信号和预存的阈值的信息进行综合运算，最后判断所述信号取样模块输出的信号特征与阈值的信息不一致时，处理器输出无效的接地控制信号，所述信号取样模块输出的信号特征与阈值的信息一致时，处理器输出有效的接地控制信号。所述处理器电路中的AD转换芯片或者内置在处理器芯片中。所述处理器芯片包含单片机。所述取样模块类型包括电场强度测试探头，电晕电流测试探头和静电电压测试探头。

另一实施例，如图11所示，图11示出了根据本发明另一个实施例的钳位滤波电路结构示意图，钳位滤波电路包括气体放电管、电容器和电阻器。气体放电管端口1与电容器C1的端口1、电阻器R1的端口1连接。气体放电管端口2与电容器C1的端口2、电容器C2的端口2连接，电阻器R1的端口2与电容器C2的端口1连接。当输入电压幅度超过气体放电管V1的击穿电压时，气体放电管变为低阻抗，实现钳位。当输入电压幅度没有超过气体放电管V1的击穿电压时，但有波动时，电容器C1通过与线路交换能量，实现滤波。电阻器限制线路电流大小，电容器C2为第二级滤波。

另一实施例，如图12～图14所示，图12示出了根据本发明一个实施例的探头处于相同水平高度布置示意图，图13示出了根据本发明另一个实施例的探头处于不同水平高度布置示意图，图14示出了根据本发明另一个实施例的探头处于相同水平高度布置示意图；由于单个探头处于空间中，只能探测空间某一点的雷电或静电物理参数量，这一点的值只能是局部空间的特征值。当空间环境条件复杂时，如不同高度的空气物理性质有所差异，会引起电场不均匀，或者被保护的物体体积太大，探头太小，那么根据一个探头测量值来控制会产生较大的误差。因此，将多个探头按一定规律在空间中布置。将探头探测的信号进行求和再平均计算，得出的值，更具有代表性，提高了精度。

另一实施例，如图15～图16所示，图15示出了根据本发明一个实施例的预置电压自适应调节电路示意图，图16示出了根据本发明另一个实施例的控制开关电路示意图，由于雷暴环境的多变性，不同地区，不同气候条件，差异较大。电晕电流的值又受到雷暴环境影响。如果输入到比较电路的预置电压固定不变，那么在不同雷暴环境下，电晕电流达到阈值的时刻将不一致，会有较大的控制误差。

预置电压产生电路设计成自适应调节电路，使预置电压能根据不同环境进行自动调节，这样能最大限度的减少误差。

电阻器R_a的端口1连接到电源输出端V_CC，电阻器R_a的端口2与电阻器R_b端口1连接，这个节点为预置电压V_REF。电阻器R_b的端口2连接到电源输出端COM。所述电阻器R_a和电阻器R_b构成分压器关系，节点V_REF的电压值为V_CC×R_a÷(R_a+R_b)。电阻器R₁的端口2与开关k₁端口1连接，所述电阻器R_a的端口1、电阻器R₁的端口1、、、电阻器R₂的端口1、电阻器R_n的端口1连接；电阻器R₂的端口2与开关k₂端口1连接，电阻器R_n的端口2与开关k_n端口1连接，所述电阻器R_a的端口2与开关k₁端口2、开关k₂端口2、开关k_n端口2连接；所述开关k_n受来自比较器或处理器输出控制信号控制。当开关k₁从断开变成闭合，闭合后，节点V_REF的电压值为V_CC×(R_a//R₁)÷((R_a//R₁)+R_b)。所述R_a//R₁为R_a和R₁并联连接后的电阻值。由于R_a//R₁＜R_a，故

V_CC×R_a÷(R_a+R_b)＞V_CC×(R_a//R₁)÷((R_a//R₁)+R_b)，所以V_REF在开关k₁闭合后增加，即所述预置电压提高。预置电压提高后，比较电路输入的电晕电流幅度要达到新的更高幅度，比较器才能输出控制信号。同理，开关k₁从闭合变成断开时，预置电压会降低，引起比较电路输入的电晕电流幅度达到新的更低幅度，比较器就能输出控制信号。不难推断，随着开关k₂，直到k_n，从断开变成闭合，预置电压会不断的提高。开关k₂，直到k_n，从闭合变成断开,预置电压会不断的降低。当电阻器R_n全部相等时，开关级数越多，变化的幅度越小，控制的精度越高。当电阻器R_n不相等时，又可产生控制的幅度变化速率的效果。所述开关k_n(n为自然数)包括继电器的触点、光耦、可控硅、场效应管。

不难想像，电阻器R_a、R_b、R_n两端各并联上电容器，电路将从电阻式电路结构变成阻容式电路结构，适用于非纯直流的分压场合。

控制开关k_n(n为自然数)动作的电路。电晕电流信号分别送比较器芯片n(n为自然数)的一比较输入端，比较器芯片n(n为自然数)的另一比较输入端接相对应的基准电压n(n为自然数)，基准电压n(n为自然数)互不相同。当电晕电流信号幅度达到基准电压n(n为自然数)的幅度时，相对应的比较器芯片n输出kn的控制信号。不难想像，将电晕电流信号进行AD转换后，送处理器。处理器预先设定多个预置数据，也可输出输出kn的控制信号。

如图17所示，图17示出了根据本发明一个实施例的电晕电流测试探头示意图。现有问题：大气电场测试探头利用导体在电场中产生感应电荷的原理。探头有两组金属片，一片固定不动，作用是感应电荷；另一片不固定要旋转运动，使固定不动的金属片交替的暴露在外电场中。动片需要维持一定旋转速度，提供动力的电机需要不断消耗电能。场磨式结构使这种装置的功率在瓦特级别。大多数情况下，这种探头都应用在有配电的环境中。当应用在移动车辆上时，耗能决定装置工作时间。蓄电池的容量大约几安时，不能维持电机长时间工作。如果使用超大容量的电池或风能、光能，又大大增加了体积和成本。信号检测装置需要通过采用一些更优化或折衷方式降低其耗能，提高实用性。结合电场测试原理，设计出了电晕电流检测装置，大大降低了检测装置的功耗。

解决方案：气体放电管端口1与电阻器R1端口1的连接，气体放电管端口2与电阻器R2的端口1连接；所述电阻器R1的端口2与电感器L1端口1连接,所述电感器L1端口2与气体放电管V2的端口1连接，所述电阻器R2的端口2与电感器L2的端口1连接,所述电感器L2的端口2与气体放电管V2的端口2连接。电阻器R3端口1连接在气体放电管V2的端口1，电阻器R3端口2连接在气体放电管V2的端口2；二极管D1、D2、D3、D4构成桥式整流电路。二极管D1、D4的公共连接端与气体放电管V2的端口1连接，二极管D2、D3的公共连接端与气体放电管V2的端口2连接，二极管D1、D3的公共连接端与电感器L3的端口1连接，二极管D2、D4的公共连接端与电感器L4的端口1连接；电感器L3的端口2与气体放电管V3的端口1连接，电感器L4的端口2与气体放电管V3的端口2连接，气体放电管V3的端口1与电阻器R4的端口1连接，气体放电管V3的端口2与电阻器R5的端口1连接；电阻器R4的端口2与电阻器R6的端口1连接，电阻器R5的端口2与电阻器R6的端口2连接，瞬态二极管VD1端口1与电阻器R6的端口1、电容器C1的端口1、控制处理模块输入端口1连接，瞬态二极管VD1端口2与电阻器R6的端口2、电容器C1的端口2、控制处理模块输入端口2连接。

图17中，气体放电管V1为保护模块，没有雷电流流过时要保持高阻状态，有有雷电流流过时要保持低阻状态，气体放电管V1要承受8/20μs 100kA以上的的雷电流。气体放电管V1通常选用启动电压为800V的气体放电管。所述雷电流指雷云击穿空气，对物体放电时产生的电流，幅度大于几百安培级。气体放电管V1确保了在没有雷电流时，不使电晕电流分流，在有雷电流时，又钳制取样模块电路的电压。图中，电阻器R1～R6，电感器L1～L4，二极管D1～D4，气体放电管V2～V3，瞬态二极管VD1，电容器C1组成了取样模块电路。电阻器R1～R3组成分压器关系，为第一级分压。电阻器R4～R6组成分压器关系，为第二级分压。气体放电管V2和V3，瞬态二极管VD1用于钳制线路的电压。二极管D1～D4构成桥式整流电路，使输入端的正或负电压都整流成单一极性的正电压。电容器C1滤波。当雷电能量沿引下线传递，流入取样模块电路的电阻R1的端口1，又经取样模块电路的电阻R2的端口1流出时，取样模块电路的电阻器将电晕电流转化成电压信号，经两级分压将电压幅度衰减后输出给控制处理模块进行处理。由于电晕电流与大气电场强度与程相关性，而大气电场强度又作为判定雷云击穿空气，对地面物体放电危险程度的重要参数，故可根据特定探头的电晕电流的幅度来作为预警参数。这种方式，由于没有电机，极大的降低了功耗，减少了振动影响。

如图18所示，图18示出了根据本发明一个实施例的处理器控制流程示意图，S1，处理器读取最新空间尺寸内的平均值数据和预设环境参数阈值，空间尺寸内的平均值数据指在一个空间中环境参数的平均值，环境参数指大气电场强度值、电晕电流值、静电电压值。预设环境参数阈值指经过编码后储存在存储器中的环境参数阈值；

S2，判断平均值是否大于预设值，如果大于，则说明外界环境参数高于预设值，需要接地，转到S5；如果不大于则转到S3；

S3，当外界环境参数不大于预设值，说明外界危险量没有增加，需要判断这种状态的稳定性，故判断此状态时间是否大于预设值。该时间预设值是指状态的稳定预先设定的时间，当超过这个时间，转到S4，没有超过则转到S1，重新读取数值；

S4，环境参数阈值复原是在认为状态的稳定后，外界危险量没有增加的情况下，重新将环境参数阈值恢复到初始状态。

S5，当外界环境参数高于预设值，需要接地，输出接地控制信号控制柔性通道建立单元动作；

S6，控制信号输出后，重新读取最新空间尺寸内的平均值数据；

S7，最新平均值是否大于等于上一历史平均值，判定接地后，是否泄放了电荷，造成外界环境参数值降低。不大于，转到S8，大于转到S9；

S8，如果接地后，新的环境参数值降低，停止输出接地控制信号；

S9，如果接地后，新的环境参数值没有降低，判定调整的预设阈值是否超过上限，超过上限，不进行调节；

S10，预设阈值没有超过上限，将预设值加A存入到储存器。

如图19所示，图19示出了根据本发明一个实施例的探头数据处理流程示意图，

为了增加精度和控制的准确性，增加探头的数量。探头数据平均值在处理器内部做如下软件处理：

S11，探头信号进行AD转换，输入到处理器中，数据存储在存储器；

S12，判断探头数量是否超过范围，没有超过探头数量，逐一读个探头的信号；

S13，分段读取，判断读取时间是否超过范围，超过时间，就停止读取；

S14，先计算单个探头单位时间内数据的平均值，数据存储在存储器；

S15，再将单个探头平均值求和除以探头数量，得出多个探头的平均值，数据存储在存储器；

S16，读取探头所在空间尺寸数据，计算空间尺寸内的平均值，数据存储在存储器。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种柔性接地方法，其特征在于利用激光、火焰、等离子体、电弧、高频高压电波、导电气体或导电气液混合体向空间和/或地面建立电荷泄放通道。

2.一种柔性接地装置，其特征在于它是一种选自用于向空间和/或地面建立电荷泄放通道的激光发生装置、火焰发生装置、等离子体发生装置、电弧发生装置、高频高压电波发生装置、导电气体发生装置或导电气液混合体发生装置。

3.一种柔性接地系统，其特征在于它包括：

信号采集控制单元，用于采集雷电物理量或采集静电物理量或接收预警信号后，产生控制柔性通道建立单元动作的控制信号，向柔性通道建立单元输出控制信号，控制柔性通道建立单元的动作；

柔性通道建立单元，所述柔性通道建立单元在接收到信号采集控制单元的控制信号后，按控制信号的要求动作，用于使权利要求2所述的接地装置产生激光、火焰、等离子体、电弧、高频高压电波、导电气体或导电气液混合体，在空间或对地建立电荷泄放通道。

4.根据权利要求1所述的柔性接地系统，其特征在于所述信号采集控制单元包括：

信号探测接收模块，用于探测周围环境、物体上的物理量或接收无线电信号后，并将其转换为电压信号或数字信号传送给控制处理模块；

控制处理模块，用于对所述电压信号或数字信号去干扰处理，处理后的信号传输给柔性通道建立单元；

接地信号产生控制模块，用于接收所述控制处理模块传送的信号，并将所述信号与预设在所述柔性通道建立单元内的电压或代码比较，以确定是否产生使权利要求2所述的柔性接地装置发生激光、火焰、等离子体、电弧、高频高压电波、导电气体或导电气液混合体，以在空间或对地建立电荷泄放通道的接 地控制信号。

5.根据权利要求4所述的柔性接地系统，其特征在于所述信号采集控制单元的信号探测接收模块是一种选自避雷针、大气电场测试仪、预警信号接收机、天线、电磁场测试探头、电晕电流测试探头、静电电压测试探头、静电电荷测试探头或GPRS收发器或无线通讯模块。

6.根据权利要求5所述的柔性接地系统，其特征在于所述探头包括保护模块和取样模块，所述保护模块串联与所述取样模块并联连接；所述保护模块是一种选自空气间隙、多层间隙、气体放电管、压敏电阻器、瞬态抑制二极、电阻器、电容器、电感器或其组合体，所述取样模块是一种选自电阻器、电容器或电感器。

7.根据权利要求4所述的柔性接地装置，其特征在于所述信号采集控制单元的控制处理模块是一种比较电路或单片机电路，所述比较电路为比较器芯片的一比较输入端与预置电压信号产生电路耦接，比较器芯片的另一比较输入端与控制处理模块耦接；所述单片机电路包括AD转换芯片和单片机芯片，AD转换芯片的输入端与控制处理模块耦接，AD转换芯片的输出端与单片机芯片输入端耦接。

8.根据权利要求4所述的柔性接地系统，其特征在于所述电晕电流测试探头包括气体放电管端口1，气体放电管端口1与电阻器R1端口1的连接，气体放电管端口2与电阻器R2的端口1连接；所述电阻器R1的端口2与电感器L1端口1连接,所述电感器L1端口2与气体放电管V2的端口1连接，所述电阻器R2的端口2与电感器L2的端口1连接,所述电感器L2的端口2与气体放电管V2的端口2连接。电阻器R3端口1连接在气体放电管V2的端口1，电阻器R3端口2连接在气体放电管V2的端口2；二极管D1、D2、D3、D4构成桥式整流电路。二极管D1、D4的公共连接端与气体放电管V2的端口1连接，二极管D2、D3的公共连接端与气体放电管V2的端口2连接，二极管D1、D3的公共连接端与电感器L3的端口1连接，二极管D2、D4的公共连接端与电感器L4的端口1连接；电感器L3的端口2与气体放电管V3的端口1连接，电感器L4的端 口2与气体放电管V3的端口2连接，气体放电管V3的端口1与电阻器R4的端口1连接，气体放电管V3的端口2与电阻器R5的端口1连接；电阻器R4的端口2与电阻器R6的端口1连接，电阻器R5的端口2与电阻器R6的端口2连接，瞬态二极管VD1端口1与电阻器R6的端口1、电容器C1的端口1、控制处理模块输入端口1连接，瞬态二极管VD1端口2与电阻器R6的端口2、电容器C1的端口2、控制处理模块输入端口2连接。

9.一种处理器处理的方法，其特征在于它包括：

S1，处理器读取最新空间尺寸内的平均值数据和预设环境参数阈值，空间尺寸内的平均值数据指在一个空间中环境参数的平均值，环境参数指大气电场强度值、电晕电流值、静电电压值。预设环境参数阈值指经过编码后储存在存储器中的环境参数阈值；

S2，判断平均值是否大于预设值，如果大于，则说明外界环境参数高于预设值，需要接地，转到S5；如果不大于则转到S3；

S3，当外界环境参数不大于预设值，说明外界危险量没有增加，需要判断这种状态的稳定性，故判断此状态时间是否大于预设值。该时间预设值是指状态的稳定预先设定的时间，当超过这个时间，转到S4，没有超过则转到S1，重新读取数值；

S4，环境参数阈值复原是在认为状态的稳定后，外界危险量没有增加的情况下，重新将环境参数阈值恢复到初始状态；

S5，当外界环境参数高于预设值，需要接地，输出接地控制信号控制柔性通道建立单元动作；

S6，控制信号输出后，重新读取最新空间尺寸内的平均值数据；

S7，最新平均值是否大于等于上一历史平均值，判定接地后，是否泄放了电荷，造成外界环境参数值降低。不大于，转到S8，大于转到S9；

S8，如果接地后，新的环境参数值降低，停止输出接地控制信号；

S9，如果接地后，新的环境参数值没有降低，判定调整的预设阈值是否超过上限，超过上限，不进行调节；

S10，预设阈值没有超过上限，将预设值加A存入到储存器。

10.一种探头数据平均值的方法，其特征在于它包括：

S11，探头信号进行AD转换，输入到处理器中，数据存储在存储器；

S12，判断探头数量是否超过范围，没有超过探头数量，逐一读个探头的信号；

S13，分段读取，判断读取时间是否超过范围，超过时间，就停止读取；

S14，先计算单个探头单位时间内数据的平均值，数据存储在存储器；

S15，再将单个探头平均值求和除以探头数量，得出多个探头的平均值，数据存储在存储器；

S16，读取探头所在空间尺寸数据，计算空间尺寸内的平均值，数据存储在存储器。