CN107093842A - 一种智能电荷中和式消雷器 - Google Patents

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李海旭
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Shandong Zhong Bao Lightning Protection Technology Co Ltd
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    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T19/00—Devices providing for corona discharge
    • H01T19/04—Devices providing for corona discharge having pointed electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma

Abstract

一种智能电荷中和式消雷器，包括第一金属外罩，第一金属外罩外壁上自上而下均匀设有若干放电针，第一金属外罩内部安装有第二金属外罩，第二金属外罩内安装有绝缘子，绝缘子底部设有电极，电极与第二金属罩内壁之间间隔设置，电极通过接地线与大地连接，它具有无需电源、一级引雷、二级消雷的作用、负面影响小、消雷可靠稳定等优点。

Description

一种智能电荷中和式消雷器
技术领域：
本发明涉及防雷技术领域，具体涉及一种智能电荷中和式消雷器。
背景技术：
目前，国内外传统的防雷技术主要有：一是富兰克林式避雷针引雷入地；二是避雷针派生的电极蓄能释放及放射源电离式提前放电避雷针引雷入地；三是消散阵系统或半导体消雷器。
采用避雷针(截闪器)引雷入地是富兰克林发明的并沿用了260多年的方式，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。但是，在现代信息时代中应用存在的主要问题是，由于引接强大的雷电流入地而在被保护目标周围产生强电磁脉冲辐射、反击、接触电压、跨步电压过高等负面效应，对电子系统造成损害，对强电系统和人身也时常造成损害。引雷入地引线产生的火花还会引燃、引爆易燃、易爆物。
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。
消散阵系统(DAS)是上世纪70年代初在欧美国家进入实用的防雷方式，70年代末在我国进实用。DAS利用雷云电场对其阵列避雷针作用而辉光放电产生等离子体，以其消散雷云电荷而实现防雷。但是其被动产生的等离子体受电场自屏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，提供了一种智能电荷中和式消雷器，它具有无需电源、一级引雷、二级消雷的作用、负面影响小、消雷可靠稳定等优点，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：
一种智能电荷中和式消雷器，包括第一金属外罩，第一金属外罩外壁上自上而下均匀设有若干放电针，第一金属外罩内部安装有第二金属外罩，第二金属外罩内安装有绝缘子，绝缘子底部设有电极，电极与第二金属罩内壁之间间隔设置，电极通过接地线与大地连接。
所述第一金属外罩为多节葫芦形金属外罩，每节葫芦形金属外罩上沿圆周方向均匀设有若干放电针。
所述第一金属外罩与第二金属外罩间隔接触连接。
所述第一金属外罩顶部安装有顶部放电针，顶部放电针穿过第一金属外罩和第二金属外罩与绝缘子连接。
所述第二金属外罩与绝缘子和电极之间形成电荷发生消雷仓。
所述放电针末端设有若干一级放电针。
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。
所述第一金属外罩底部安装防雨罩，防雨罩、第一金属外罩和第二金属外罩通过螺栓连接。
所述电极底部设为底部法兰。
所述第一金属外罩、第二金属罩通过若干根尼龙棒与底部法兰连接。
所述第一金属外罩与尼龙棒连接处设有绝缘垫板。
所述第一金属外罩和第二金属外置为铝金属外罩，所述电极为高导或超导金属电极。
本发明采用上述方案，针对现有防雷设备存在的技术问题，设计了一种智能电荷中和式消雷器，通过设计一级放电针、第一金属外罩、第二金属外罩、绝缘子、电极和接地线，实现在雷云电场的作用下，一级放电针与雷云电场无源一级放电，从而把雷电引流到一级放电针上，然后依次经放电针和第一金属外罩聚集到第二金属外罩上，电极与第二金属外罩之间产生高压，形成二级放电，产生大量等离子体，在电荷发生消雷仓内中和雷云电荷，从而起到消除雷电能量，保护目标的目的。
附图说明：
图1是本发明结构示意图；
其中，1、第一金属外罩，2、放电针，3、第二金属外罩、4、绝缘子，5、电极，6、接地线，7、葫芦形金属外罩，8、顶部放电针，9、电荷发生消雷仓，10、一级放电针，11、电流收集装置，12、防雨罩，13、螺栓，14、尼龙棒，15、底部法兰。
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：
如图1所示，一种智能电荷中和式消雷器，包括第一金属外罩1，第一金属外罩1外壁上自上而下均匀设有若干放电针2，第一金属外罩1内部安装有第二金属外罩3，第二金属外罩3内安装有绝缘子4，绝缘子4底部设有电极5，电极5与第二金属罩3内壁之间间隔设置，电极5通过接地线6与大地连接，通过设计一级放电针10、第一金属外罩1、第二金属外罩3、绝缘子4、电极5和接地线6，实现在雷云电场的作用下，一级放电针10与雷云电场形成无源一级放电，从而把雷电引流到一级放电针10上，然后依次经放电针2和第一金属外罩1聚集到第二金属外罩3上，电极5与第二金属外罩3之间产生高压，形成二级放电，产生大量等离子体，在电荷发生消雷仓9内中和雷云电荷，从而起到消除雷电能量，保护目标的目的。
第一金属外罩1为多节葫芦形金属外罩7，每节葫芦形金属外罩7上沿圆周方向均匀设有若干放电针2，便于安装放电针2，使雷云电荷快速均匀的集中到第二金属外罩3上。
第一金属外罩1与第二金属外罩3间隔接触连接，便于传递雷云电荷。
第一金属外罩1顶部安装有顶部放电针8，顶部放电针8穿过第一金属外罩1和第二金属外罩3与绝缘子4连接，不仅将第一金属外罩1和第二金属外罩3连接起来，而且还起到连接绝缘子4目的。
第二金属外罩3与绝缘子4和电极5之间形成电荷发生消雷仓9，主要起到对雷云电荷进行中和。
放电针2末端设有若干一级放电针10，增大接触，便于引雷。
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11连接。
第一金属外罩1底部安装防雨罩12，防雨罩12、第一金属外罩1和第二金属外罩3通过螺栓13连接，起到防止尼龙棒14因被雨淋而导电，有效防止第一金属外罩1与大地导通。
电极5底部设为底部法兰15，起到连接支撑作用。
第一金属外罩1、第二金属罩3通过若干根尼龙棒14与底部法兰15连接，安装牢固。
第一金属外罩1与尼龙棒连接处设有绝缘垫板17，防止第一金属外罩1与大地接触。
第一金属外罩1和第二金属外置3为铝金属外罩，电极5为高导或超导金属电极。
本发明的工作过程：
当本申请的智能电荷中和式消雷器附近有雷云时，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6聚集到电极5上，随着雷云中的负电荷不断聚集，特别是在电极5上的正电荷与雷云负电荷相吸的作用下，雷云中的负电荷会呈V型向下移动，当雷云中的负电荷与一级放电针10之间的间距和电压差达到一定数值时就会击穿外界空气，一级放电针10与雷云中的电荷导通形成一级放电，即形成雷电，把雷电引流到一级放电针10上，然后经放电针2和第一金属外罩1集中到第二金属外罩3上，使第二金属罩3与电极5之间形成高压，产生二级放电，在电荷发生消雷仓9内产生大量等离子体，等离子体与雷云电荷中和，实现无源一级引雷，二级消雷的目的，从而起到消除雷电能量，达到保护建筑物的目的。
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 (10)

1.一种智能电荷中和式消雷器，其特征在于：包括第一金属外罩，第一金属外罩外壁上自上而下均匀设有若干放电针，第一金属外罩内部安装有第二金属外罩，第二金属外罩内安装有绝缘子，绝缘子底部设有电极，电极与第二金属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所述的一种智能电荷中和式消雷器，其特征在于：所述第一金属外罩为多节葫芦形金属外罩，每节葫芦形金属外罩上沿圆周方向均匀设有若干放电针。
3.根据权利要求1所述的一种智能电荷中和式消雷器，其特征在于：所述第一金属外罩与第二金属外罩间隔接触连接。
4.根据权利要求1所述的一种智能电荷中和式消雷器，其特征在于：所述第一金属外罩顶部安装有顶部放电针，顶部放电针穿过第一金属外罩和第二金属外罩与绝缘子连接。
5.根据权利要求1所述的一种智能电荷中和式消雷器，其特征在于：所述第二金属外罩与绝缘子和电极之间形成电荷发生消雷仓。
6.根据权利要求1所述的一种智能电荷中和式消雷器，其特征在于：所述放电针末端设有若干一级放电针。
7.根据权利要求1所述的一种智能电荷中和式消雷器，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。
8.根据权利要求1所述的一种智能电荷中和式消雷器，其特征在于：所述第一金属外罩底部安装防雨罩，防雨罩、第一金属外罩和第二金属外罩通过螺栓连接。
9.根据权利要求1所述的一种智能电荷中和式消雷器，其特征在于：所述电极底部设为底部法兰，第一金属外罩、第二金属罩通过若干根尼龙棒与底部法兰连接，第一金属外罩与尼龙棒连接处设有绝缘垫板。
10.根据权利要求1所述的一种智能电荷中和式消雷器，其特征在于：所述第一金属外罩和第二金属外置为铝金属外罩，所述电极为高导或超导金属电极。
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