CN108346976A - 一种高压自动引雷避雷针系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压自动引雷避雷针系统，涉及雷电防护领域，包括电磁场测试仪、控制系统、特斯拉系统和避雷针，所述电磁场测试仪用于测量避雷针周围雷云中的电场值，所述控制系统分别与电磁场测试仪和特斯拉系统连接，用于对电磁场测试仪中的电磁场强度进行监测，当雷云中的电磁场强度达到设定的阈值时，控制系统控制特斯拉系统产生电荷，所述特斯拉系统包括高压脉冲发生器、高压脉冲激励变压器和放电终端，所述避雷针用于影响雷电先导放电，引导雷电向避雷针放电，在同等条件下，比普通避雷针保护范围大，有效减低被保护区域遭受雷击的概率，在任何大气条件下的都能保证正常运行，安全可靠。

Description

一种高压自动引雷避雷针系统

技术领域

本发明涉及雷电防护领域，具体涉及一种高压自动引雷避雷针系统。

背景技术

实际上现在建筑物顶上所谓的避雷装置都是引雷的，雷电击中大地是一个云中电荷对地的泄放过程，电流会选择一个合适的通道（阻抗较小）由云到地，避雷针的作用相当于减小了某个位置的阻抗，让雷电选择性的击在避雷针上，从而保护了其它的部位。即使是如此，打雷时雷电放电的选择范围是很大的，并不一定会劈到某处最高的地方，且不会自动引雷。

如申请号为CN201620530282.0公开了一种主动式早期放电避雷针系统，包括避雷针、支撑杆、引下线和接地系统，所述避雷针固定在支撑杆上，所述接地线上端连接着避雷针，下端连接着接地系统。本实用新型非电子式样，雷击后防护质量不会改变，且接地系统为电解离子接地系统，最大程度解决了降阻性、耐蚀性和使用寿命的问题，应用领域十分广阔，该种避雷针无法有效减低被保护区域遭受雷击的概率，不能自动引雷。

如申请号为CN201521011258.8公开了一种采用分体式避雷系统的短波天线，短波天线塔和避雷系统；所述避雷系统具体包括第一避雷单元和第二避雷单元；所述第一避雷单元和第二避雷单元均安装设置在所述短波天线塔外；且所述避雷系统中的所述第一避雷单元和所述第二避雷单元与所述短波天线塔之间存在间隙无连接。该种采用分体式避雷系统的短波天线，分体式避雷系统中的避雷单元各自都安装在底部的安装架以及隐藏井内(即避雷系统中第一避雷单元和第二避雷单元与短波天线塔之间存在间隙无连接)。避雷单元可以与安装架实施拆卸进行转移，还可以通过升降储放在隐藏井内，保证高大的避雷单元不会影响到短波天线塔的传输工作，以免造成信号死角，该种短波天线无法对雷云中进行电场强度进行监测，并且及时做出反应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压自动引雷避雷针系统，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。

一种高压自动引雷避雷针系统，包括电磁场测试仪、控制系统、特斯拉系统和避雷针，所述电磁场测试仪用于测量避雷针周围雷云中的电场值，所述控制系统分别与电磁场测试仪和特斯拉系统连接，用于对电磁场测试仪中的电磁场强度进行监测，当雷云中的电磁场强度达到设定的阈值时，控制系统控制特斯拉系统产生电荷，所述特斯拉系统包括高压脉冲发生器、高压脉冲激励变压器和放电终端，所述高压脉冲发生器与控制系统连接，用于发生高压脉冲，所述高压脉冲激励变压器与高压脉冲发生器连接，用于将普通的家庭电压进行升压，所述高压脉冲激励变压器与放电终端连接，通过放电终端进行放电，所述避雷针用于影响雷电先导放电，引导雷电向避雷针放电。

优选的，所述放电终端设有若干个设于建筑物的外部。

优选的，所述避雷针有若干个设于建筑物的高处。

优选的，所述高压脉冲激励变压器将220伏的家庭电压升压至500-700万伏的高电压。

本发明的优点在于：该种高压自动引雷避雷针系统，利用气象预警雷达去控制系统可以实现实时监测，在同等条件下，比普通避雷针保护范围大，被保护区域以外１―２公里上空的雷云主动产生高粒子流先导，泄放雷电入地，有效减低被保护区域遭受雷击的概率，落雷更准确，减小了雷击点落于非避雷针体的概率，在任何大气条件下的都能保证正常运行，安全可靠，无放射性元素，不锈钢材料，耐腐蚀，抗风能力强，提前放电避雷针由于上行先导和下行先导的会合点远离针尖，因此可有效降低雷闪电流幅值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中的电路图。

图3为本发明中的部分电路图。

图4为本发明中的部分电路图。

图5为本发明中的部分电路图，其中P1端与图3中的P1端连接，P2端与图4中的P2端连接。

图6为本发明中的部分电路图，其中P3端与图5中的P3端连接。

其中：1—电磁场测试仪，2—控制系统，3—特斯拉系统，4—避雷针，5—高压脉冲激励变压器，6—放电终端，7—高压脉冲发生器。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图6所示，一种高压自动引雷避雷针系统，包括电磁场测试仪1、控制系统2、特斯拉系统3和避雷针4，所述电磁场测试仪1用于测量避雷针4周围雷云中的电场值，它的次级线圈为缠绕在直径125px的管子上的1000匝0.25mm漆包线，总的电感量为9.03mH，而放电顶端那个直径300px的球的等效电容约为6.73pF。在理想的LC振荡电路中，峰值电压和峰值电流的比值等于电感和电容的比值的平方根。这个数字据说是叫做阻抗因子。在这个回路中，阻抗因子为36629.95，即从数值上看，这个次级回路的峰值电压是峰值电流的36629.95倍。这个线圈的峰值电压很难直接测量，根据经验可知电压约在100~200kV之间；

所述控制系统2分别与电磁场测试仪1和特斯拉系统3连接，用于对电磁场测试仪1中的电磁场强度进行监测，当雷云中的电磁场强度达到设定的阈值时，控制系统2控制特斯拉系统3产生电荷，特斯拉线圈的共振频率通常在音频之上，也就是20kHz以上。高压发生器总共有六级，每一级由0.002uF 20kV的电容和两个1m欧姆的电阻构成。左边是一个霓虹灯变压器（9kV 30mA），它产生的高压交流电，通过10个1N4007串联组成的整流器整为直流电，给并联的六组电容充电，当电容充到一定电压的时，就会击穿电容间的放电尖隙，这时6组电容就变成了串联的形式，电压骤增，开始放电，发出很大的声响并能产生5厘米左右的电弧，大约每2~3秒放电一次。把电容间的放电尖隙改造成球隙，电弧长度还可以大幅度提高，达到15厘米左右；

所述特斯拉系统3包括高压脉冲发生器7、高压脉冲激励变压器5和放电终端6，所述高压脉冲发生器7与控制系统2连接，用于发生高压脉冲，所述高压脉冲激励变压器5与高压脉冲发生器7连接，用于将普通的家庭电压进行升压，所述高压脉冲激励变压器5与放电终端6连接，通过放电终端6进行放电，特斯拉线圈的主要原理就是使用变压器将普通的电压升压，让特斯拉线圈的帽子——均压环产生越来越高的电压，然后经由两级线圈，从放电终端放电的设备。通俗来讲，特斯拉线圈就是一台“人工闪电制造器”；

所述避雷针4用于影响雷电先导放电，引导雷电向避雷针4放电。

值得注意的是，所述放电终端6设有若干个设于建筑物的外部。

在本实施例中，所述避雷针4有若干个设于建筑物的高处。

此外，所述高压脉冲激励变压器5将220伏的家庭电压升压至500-700万伏的高电压。

基于上述，该种高压自动引雷避雷针系统在雷暴条件比较成熟的情况下，通过电磁场测试仪1测量天空中电荷，经过控制系统2给特斯拉系统3产生信号，特斯拉系统3通过避雷针4向空中发射电子流，这个电子流在向上发展过程中，会诱导形成一个雷电，这个雷电就会引导在避雷针4上，从而实现自动引雷。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (4)

1.一种高压自动引雷避雷针系统，包括电磁场测试仪（1）、控制系统（2）、特斯拉系统（3）和避雷针（4），其特征在于，所述电磁场测试仪（1）用于测量避雷针（4）周围雷云中的电场值，所述控制系统（2）分别与电磁场测试仪（1）和特斯拉系统（3）连接，用于对电磁场测试仪（1）中的电磁场强度进行监测，当雷云中的电磁场强度达到设定的阈值时，控制系统（2）控制特斯拉系统（3）产生电荷，所述特斯拉系统（3）包括高压脉冲发生器（7）、高压脉冲激励变压器（5）和放电终端（6），所述高压脉冲发生器（7）与控制系统（2）连接，用于发生高压脉冲，所述高压脉冲激励变压器（5）与高压脉冲发生器（7）连接，用于将普通的家庭电压进行升压，所述高压脉冲激励变压器（5）与放电终端（6）连接，通过放电终端（6）进行放电，所述避雷针（4）用于影响雷电先导放电，引导雷电向避雷针（4）放电。

2.根据权利要求1所述的一种高压自动引雷避雷针系统，其特征在于：所述放电终端（6）设有若干个设于建筑物的外部。

3.根据权利要求1所述的一种高压自动引雷避雷针系统，其特征在于：所述避雷针（4）有若干个设于建筑物的高处。

4.根据权利要求1所述的一种高压自动引雷避雷针系统，其特征在于：所述高压脉冲激励变压器（5）将220伏的家庭电压升压至500-700万伏的高电压。