CN106848845A - 一种无源等离子驱雷器 - Google Patents

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李先举
李先众
李世伟
姚春林
申玉超
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Abstract

一种无源等离子驱雷器，包括金属外罩，金属外罩外壁上均匀设有若干放电针，金属外罩开口端内壁安装有绝缘子，绝缘子底部设有电极，电极与金属外罩内壁之间间隔设置，电极通过接地线与大地连接。通过设计金属外罩、放电针、一级放电针和电极，实现在雷云电场的作用下，一级放电针与雷云产生无源一级放电，金属外罩与电极之间产生无源二级放电，通过两级放电产生大量等离子体，正离子漂向雷云，中和雷云中的负电荷，从而起到削弱雷云，保护建筑物。

Description

一种无源等离子驱雷器
技术领域：
本发明涉及防雷技术领域，具体涉及一种无源等离子驱雷器。
背景技术：
260多年来国际防雷界主要沿用的是富兰克林发明的避雷针(接闪器)，吸引雷云电场集中于其金属针而增大针端电场强度，使雷云电场击穿金属针而将强大的雷电流经其接地体泄放入地，带来反击、跨步电压、接处电压和对强弱电系统的电磁脉冲感应过电压损坏等负面危害。
同类接闪机理的提前放电式避雷针(ESE)则吸引更多的雷电侧击和绕击，危害更大，即花更多的钱买更多的雷击危害。
消散阵列(DAS)在雷云电场作用下产生等离子体，中和雷云电荷，由于自评避效应使其产生的等离子体远不足以消雷，导致其消雷失败机率较高，尤其是通流量不够的半导体消雷器自身常被雷电击毁。
发明内容：
本发明的目的就是为了弥补现有技术的不足，提供了一种无源等离子驱雷器，它具有无需电源、两级放电驱雷、负面影响小、驱雷可靠稳定等优点，解决了现有技术中存在的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种无源等离子驱雷器，包括金属外罩，金属外罩外壁上均匀设有若干放电针，金属外罩开口端内壁安装有绝缘子，绝缘子底部设有电极，电极与金属外罩内壁之间间隔设置，电极通过接地线与大地连接。
所述金属外罩为铝金属外罩，所述电极为高导或超导金属电极。
所述放电针末端设有若干一级放电针。
所述金属外罩外壁上均匀设有13根放电针。
所述接地线一端与电极连接，另一端与设在地表下的电流收集装置连接。
所述金属外罩内部设有单个或多个等离子发生仓，金属外罩外壁上均匀设有若干放电针。
所述等离子发生仓包括第一金属外罩，第一金属外罩开口端内壁安装有第一绝缘子，第一绝缘子底部设有第一电极，第一电极与第一金属外罩内壁之间间隔设置，第一电极通过接地线与大地连接。
所述第一金属外罩与金属外罩通过导线相连。
所述第一金属外罩为铝第一金属外罩，所述第一电极为高导或超导第一金属电极。
本发明采用上述方案，针对现有防雷设备在实际使用时存在的技术问题，设计了一种无源等离子驱雷器，通过设计金属外罩、放电针、一级放电针和电极，实现在雷云电场的作用下，一级放电针与雷云产生无源一级放电，金属外罩与电极之间产生无源二级放电，通过两级放电产生大量等离子体，正离子漂向雷云，中和雷云中的负电荷，从而起到削弱雷云，保护建筑物。
附图说明：
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明另一实施例结构示意图；
其中，1、金属外罩，2、放电针，3、一级放电针，4、绝缘子，5、电极，6、接地线，7、电流收集装置，8、等离子发生仓，801、第一金属外罩，802、第一绝缘子，803、第一电极。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：
实施例1
如图1所示，一种无源等离子驱雷器，包括金属外罩1，金属外罩1外壁上均匀设有若干放电针2，放电针2末端设有若干一级放电针3，金属外罩1开口端内壁安装有绝缘子4，绝缘子4底部设有电极5，电极5与金属外罩1内壁之间间隔设置，电极5通过接地线6与大地连接，通过设计金属外罩1、放电针2、一级放电针3和电极5，实现在雷云电场的作用下，一级放电针3与雷云产生无源一级放电，金属外罩1与电极5之间产生无源二级放电，通过两级放电产生大量等离子体，正离子漂向雷云，中和雷云中的负电荷，从而起到削弱雷云，保护建筑物。
金属外罩1为铝金属外罩，电极5为高导或超导金属电极，导电性能更好。
放电针2末端设有若干一级放电针3。
接地线6一端与电极5连接，另一端与设在地表下的电流收集装置7连接。
实施例2
如图2所示，金属外罩1内部设有单个或多个等离子发生仓8，金属外罩1外壁上均匀设有若干放电针2。
放电针2末端设有若干一级放电针3。
等离子发生仓8包括第一金属外罩801，第一金属外罩801开口端内壁安装有第一绝缘子802，第一绝缘子802底部设有第一电极803，第一电极803与第一金属外罩801内壁之间间隔设置，第一电极803通过接地线6与大地连接，增大等离子产生量。
第一金属外罩801与金属外罩1通过导线相连
实施例1为例，说明本发明的工作过程：
当本申请的无源等离子驱雷器附近有雷云时，通常雷云带负电荷，根据库伦定律，大地上聚集大量的正电荷，正电荷通过接地线聚集到电极5上，随着雷云中的负电荷不断聚集，在电极5上的正电荷与雷云负电荷相吸的作用下，雷云中的负电荷成漏斗状向下移动，当负电荷与一级放电针3之间的间距和电压差达到一定数值时就会击穿外界空气，从而形成一级放电，电离空气产生等离子体，一级放电针3与雷云中的电荷导通后，大量的负电荷聚集在金属外罩1上，金属外罩1上的负电荷与电极5上的正电荷再次形成电压差，随着负电荷和正电荷的不断聚集，电压差不断增大，当电压差到达一定数值后，击穿电极5与金属外罩1之间的空气，电离产生高密度的等离子体，即在雷云电场激励下通常产生大于30mC/s消散等离子体(即大于30mA消散电流)，有效中和引聚正负电荷，在5分钟内可中和10C以上的雷云与大地之间的电荷，正离子向空气中扩散与雷云中的负电荷中和，离子通常漂浮距离在800m以上，削弱雷云，负电荷经接地线6导入电离收集装置7中，从而实现无源两级驱雷，有效削弱雷云，保护建筑物。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种无源等离子驱雷器，其特征在于：包括金属外罩，金属外罩外壁上均匀设有若干放电针，金属外罩开口端内壁安装有绝缘子，绝缘子底部设有电极，电极与金属外罩内壁之间间隔设置，电极通过接地线与大地连接。
2.根据权利要求1所述的一种无源等离子驱雷器，其特征在于：所述金属外罩为铝金属外罩，所述电极为高导或超导金属电极。
3.根据权利要求1所述的一种无源等离子驱雷器，其特征在于：所述放电针末端设有若干一级放电针。
4.根据权利要求1所述的一种无源等离子驱雷器，其特征在于：所述接地线一端与电极连接，另一端与设在地表下的电流收集装置连接。
5.根据权利要求1所述的一种无源等离子驱雷器，其特征在于：所述金属外罩内部设有单个或多个等离子发生仓。
6.根据权利要求5所述的一种无源等离子驱雷器，其特征在于：所述等离子发生仓包括第一金属外罩，第一金属外罩开口端内壁安装有第一绝缘子，第一绝缘子底部设有第一电极，第一电极与第一金属外罩内壁之间间隔设置，第一电极通过接地线与大地连接。
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