CN109256760B - 一种超长距蜂巢式防雷保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超长距蜂巢式防雷保护方法，包括如下步骤1)根据防雷区域的面积计算防雷装置的安装数量；2)在防雷区域中的基准位置安装第一层防雷装置；3)在所述第一层防雷装置的外围周向布置多个第二层防雷装置，其中每个第二层防雷装置与所述第一层防雷装置间距一预定距离L1，且相邻的第二层防雷装置与所述第一层防雷装置的连线之间的夹角呈预定角度a1；4)依次逐层递推布置防雷装置，直至在防雷区域中布置完成所有防雷装置。本发明消除了防雷区域内的漏保区域并降低了防雷装置的使用数量，降低了施工成本并能对防雷区域内的所有建筑物及人员进行防雷保护。

Description

一种超长距蜂巢式防雷保护方法

技术领域

本发明涉及防雷技术领域，尤其涉及一种超长距蜂巢式防雷保护方法。

背景技术

传统接闪器在实施防雷保护时，受被保护物高度的限制，多用于个体建(构)筑物的防雷保护，受接闪器保护范围和角度的限制，一套接闪器仅能对其保护范围内的区域进行防雷保护，而对于在保护范围之外的区域需安装多套接闪器。

如图1所示，现有的防雷方法所采用的接闪器11的保护半径r一般为300米，即以接闪器11为起点，任意方向向外延伸300米，产生图示保护区域12。在对半径超过300米的需保护区域进行雷电防护时需要安装多套装置，如按照以雷击点定位端为起点，直线向前延伸300米进行递进式安装会产生如图1所示的漏保区域13。

因此，现有的防雷方法在对大面积区域进行防雷保护时所需使用的接闪器数量多，防雷安装、维护成本高，且无法对大面积内的所有区域进行保护，存在漏保区域可能发生雷击灾害的隐患。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种可以降低防雷成本、无漏保区域的超长距蜂巢式防雷保护方法。

为实现上述目的，本发明的超长距蜂巢式防雷保护方法，包括如下步骤：

1)根据防雷区域的面积计算防雷装置的安装数量；

2)在防雷区域中的基准位置安装第一层防雷装置；

3)在所述第一层防雷装置的外围周向布置多个第二层防雷装置，其中每个第二层防雷装置与所述第一层防雷装置间距一预定距离L1，且相邻的第二层防雷装置与所述第一层防雷装置的连线之间的夹角呈预定角度a1；

4)依次逐层递推布置防雷装置，直至在防雷区域中布置完成所有防雷装置。

进一步，所述超长距蜂巢式防雷保护方法还包括：

根据防雷装置的保护半径r和所述预定角度a1计算所述预定距离L1。

进一步，所述根据防雷装置的保护半径r和所述预定角度a1计算所述预定距离L1包括：

利用公式L1＝2(r×sina1)计算所述预定距离L1。

进一步，所述防雷装置形成的保护区域形状为正六边形。

进一步，所述防雷区域中所有防雷装置形成的保护区域呈蜂巢状。

进一步，所述基准位置位于所述防雷区域中的几何中心位置。

进一步，步骤3)包括：

在所述基准位置的垂直方向上的预定距离L1处布置第二层防雷装置；

在与所述垂直方向上的夹角呈预定角度a1的方向上的预定距离L1处布置第二层防雷装置。

进一步，所述防雷装置包括接闪器、雷击监测控制装置和泄流单元；

所述接闪器，用于根据所述接闪器上施加的与雷击电压极性相反的高压来接收雷击；

所述雷击监测控制装置，用于监测雷击状态并向所述接闪器施加与雷击电压极性相反的高压；

所述泄流单元与所述接闪器相连，将所述接闪器接收的雷击电流从所述接闪器上泄出。

进一步，所述雷击监测控制装置包括雷击监测单元、控制单元和高压输送单元；

所述雷击监测单元，用于监测雷击的发生和雷电的极性，向所述控制单元发送雷击监测信号；

所述控制单元，用于将接收的所述雷击监测信号与雷击危险阈值比较，根据比较结果控制所述高压输送单元的动作；

所述高压输送单元，分别与所述控制单元和所述接闪器相连，向所述接闪器输送与雷击电压极性相反的电压。

进一步，所述控制单元预设有一级雷击危险阈值和二级雷击危险阈值；

在所述雷击监测信号达到所述一级雷击危险阈值时，所述控制单元控制所述高压输送单元启动并产生高于击穿空气数值的电量；

在所述雷击监测信号达到所述二级雷击危险阈值时，所述控制单元控制所述高压输送单元向所述接闪器施加与雷击电压极性相反的高压。

本发明的超长距蜂巢式防雷保护方法在防雷区域内的预定方向上按照预定距离间隔布置防雷装置，消除了防雷区域内的漏保区域并降低了防雷装置的使用数量，降低了施工成本并能对防雷区域内的所有建筑物及人员进行防雷保护。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中沿直线按照保护半径递进式布置防雷装置的示意图；

图2为本发明一实施例的超长距蜂巢式防雷保护方法的流程示意图；

图3为本发明一实施例的防雷保护方法中防雷装置的保护区域示意图；

图4为本发明一实施例的防雷区域内防雷装置安装基点的鸟瞰图；

图5为本发明一实施例的防雷区域内防雷装置保护区域示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置还可以以其他方式定位，例如旋转90度或位于其他方位，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图2所示，本发明的超长距蜂巢式防雷保护方法，包括如下步骤：

步骤S21：根据防雷区域的面积计算防雷装置的安装数量。如根据防雷区域的长度和宽度，以及防雷装置的实际保护半径计算出防雷区域内防雷装置的安装数量。例如，如图4所示，防雷区域40的东西长为2100米，南北宽为15600，每个防雷装置的理论保护半径r为300米，则得到无缝配置防雷装置的实际保护半径R＝r×sin60°＝260米，防雷区域40内需要安装17个防雷装置，17个防雷装置的防雷半径覆盖范围如图5所示，其中每个防雷装置的防雷区域形状为正六边形，在防雷区域40内所有防雷装置形成的防雷区域整体呈蜂巢状。

步骤S23：在确定防雷区域40内安装的防雷装置数量后，在基准位置亦即防雷区域40中的几何中心位置安装第一防雷装置41。

步骤S25：在所述第一防雷装置41的外围周向布置多个第二防雷装置42。本实施例中是在第一防雷装置41的外围布置了6个第二防雷装置42,。需要说明的是，第一防雷装置41外围布置的第二防雷装置42数量并不局限于此，其根据防雷装置的防雷区域形状以及实际情况做相应调整。其中每个第二层防雷装置42与所述第一层防雷装置41间距一预定距离L1，且相邻的第二层防雷装置与所述第一层防雷装置的连线之间的夹角呈预定角度a1。

步骤S27：依次逐层递推布置防雷装置，直至在防雷区域40中布置完成所有防雷装置。亦即按照步骤S25中上一级防雷装置与下一级防雷装置的预定距离和预定角度配置方式，抵推布置防雷装置。本实施例在布置完第二防雷装置42后，在第二防雷装置42外围布置第三防雷装置43。其中，每个第三防雷装置与第二防雷装置间距预定距离L1，且相邻的第三防雷装置与第二防雷装置的连线之间的夹角呈预定角度a1。

在一实施例中，如图3所示，防雷装置的理论保护半径为r，保护区域为图中圆形范围。采用本发明的方法布置的防雷装置的实际保护半径R＝r×sina1。对于防雷区域形状为正六边形，则上一级防雷装置与下一级防雷装置的间距L1可以根据防雷装置的保护半径r和预定角度a1按照如下公式计算得出：

L1＝2(r×sina1)

在防雷装置的理论保护半径r为300米的情况下，防雷装置的间距L1为260米，预定角度为60度。

在一实施例中，步骤S25)包括：

在第一防雷装置41所在的基准位置的垂直方向上的预定距离L1处布置第二防雷装置42，也就是在第一防雷装置41的上下位置布置两个第二防雷装置42。

在与所述垂直方向上的夹角呈预定角度a1的方向上的预定距离L1处布置第二防雷装置42，也就是在第一防雷装置41的左右两侧布置余下的四个第二防雷装置42。

图4为一个大型危险品库区和防雷装置安装基点的鸟瞰图，图4中的17个小圈为安装基点。

该库区东西长为2100米，南北宽为1560米。区内分布有：1、四处仓库群，仓库高度为8米，屋顶安装6米高的避雷针，铺设避雷带，总高为14米。2、两处二层宿舍车库楼，楼高6米，楼顶避雷针高6米，总高12米。3、角楼四处，楼高6米，楼顶避雷针高2米，总高8米。4、配电室一处，室高6米，配电室的周围安装四根12米高的避雷针。5、库区内不定位的停放若干辆货车，车高4米。库区的防雷要求为：保护327.6平米库区内地面物体、人员不遭直击雷雷击。

上述大型危险品库区无缝隙防雷设计方案为，根据库区的平面图和实地勘测，参考库区内建(构)筑物、设施的坐落布局和占地面积，依据单套装置300米的保护半径功能，选用上述超长距蜂巢式局部零缝隙的防雷保护方法，首先在库区的中心处设立一个基准点，再依次确定其余16个安装基点，在库区内的空地上共选择17个安装基点，如安装基点正好位于建(构)筑物、设施处，无法施工，则以缩短保护半径为原则，从新设置安装基点，直至在区域内布置17个安装基点，并在相应位置安装防雷装置。

上述实施例中在防雷区域内布置的防雷装置可以采用常规的无源接闪器，也可以采用有源的防雷装置。其中，有源的防雷装置包括接闪器、雷击监测控制装置和泄流单元；

所述接闪器，用于根据所述接闪器上施加的与雷击电压极性相反的高压来接收雷击；

所述雷击监测控制装置，用于监测雷击状态并向所述接闪器施加与雷击电压极性相反的高压；

所述泄流单元与所述接闪器相连，将所述接闪器接收的雷击电流从所述接闪器上泄出。

在防雷区域内布置有源防雷装置可以监测雷击信号，在达到雷击危险值时向接闪器施加与雷击电压极性相反的高压来接收雷击，可以提高防雷安全和稳定性，避免防雷区域内的特定目标不遭雷击以及可以发生地电位反击对特定目标造成二次伤害。

在一实施例中，所述雷击监测控制装置包括雷击监测单元、控制单元和高压输送单元。雷击监测单元用于监测雷击的发生和雷电的极性，向控制单元发送雷击监测信号。例如，雷击监测单元可以为MEMS地面大气传感器。控制单元用于将接收的雷击监测信号与雷击危险阈值比较，根据比较结果控制高压输送单元的动作。当接收的雷击监测信号即将达到雷击危险阈值时，表示即将发生雷击，控制单元控制高压输送单元向接闪器输送与雷击电压极性相反的电压。其中，高压输送单元可以为高压升压变换系统，用于接收控制单元传送的开机指令而开始工作，向接闪器施以与已测定的雷电极性相反的高电压(正高电压或负高电压)，使接闪器先于防雷区域内被保护的目标达到击穿空气数值的电势差强度而优先被雷击。

上述实施例中的所述控制单元可以预设有一级雷击危险阈值和二级雷击危险阈值。

在所述雷击监测信号达到所述一级雷击危险阈值时，所述控制单元控制所述高压输送单元启动并产生高于击穿空气数值的电量；

在所述雷击监测信号达到所述二级雷击危险阈值时，所述控制单元控制所述高压输送单元向所述接闪器施加与雷击电压极性相反的高压。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一、第二、第三和第四等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施方式。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (10)

1.一种超长距蜂巢式防雷保护方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据防雷区域的面积计算防雷装置的安装数量；

2)在防雷区域中的基准位置安装第一层防雷装置；

3)在所述第一层防雷装置的外围周向布置多个第二层防雷装置，其中每个第二层防雷装置与所述第一层防雷装置间距一预定距离L1，且相邻的第二层防雷装置与所述第一层防雷装置的连线之间的夹角呈预定角度a1；

4)依次逐层递推布置防雷装置，直至在防雷区域中布置完成所有防雷装置。

2.如权利要求1所述的超长距蜂巢式防雷保护方法，其特征在于，还包括：

根据防雷装置的保护半径r和所述预定角度a1计算所述预定距离L1。

3.如权利要求2所述的超长距蜂巢式防雷保护方法，其特征在于，所述根据防雷装置的保护半径r和所述预定角度a1计算所述预定距离L1包括：

利用公式L1＝2(r×sina1)计算所述预定距离L1。

4.如权利要求1所述的超长距蜂巢式防雷保护方法，其特征在于，所述防雷装置形成的保护区域形状为正六边形。

5.如权利要求1所述的超长距蜂巢式防雷保护方法，其特征在于，所述防雷区域中所有防雷装置形成的保护区域呈蜂巢状。

6.如权利要求1所述的超长距蜂巢式防雷保护方法，其特征在于，所述基准位置位于所述防雷区域中的几何中心位置。

7.如权利要求1所述的超长距蜂巢式防雷保护方法，其特征在于，步骤3)包括：

在所述基准位置的垂直方向上的预定距离L1处布置第二层防雷装置；

在与所述垂直方向上的夹角呈预定角度a1的方向上的预定距离L1处布置第二层防雷装置。

8.如权利要求1所述的超长距蜂巢式防雷保护方法，其特征在于，所述防雷装置包括接闪器、雷击监测控制装置和泄流单元；

所述接闪器，用于根据所述接闪器上施加的与雷击电压极性相反的高压来接收雷击；

所述雷击监测控制装置，用于监测雷击状态并向所述接闪器施加与雷击电压极性相反的高压；

所述泄流单元与所述接闪器相连，将所述接闪器接收的雷击电流从所述接闪器上泄出。

9.如权利要求8所述的超长距蜂巢式防雷保护方法，其特征在于，所述雷击监测控制装置包括雷击监测单元、控制单元和高压输送单元；

所述雷击监测单元，用于监测雷击的发生和雷电的极性，向所述控制单元发送雷击监测信号；

所述控制单元，用于将接收的所述雷击监测信号与雷击危险阈值比较，根据比较结果控制所述高压输送单元的动作；

所述高压输送单元，分别与所述控制单元和所述接闪器相连，向所述接闪器输送与雷击电压极性相反的电压。

10.如权利要求9所述的超长距蜂巢式防雷保护方法，其特征在于，所述控制单元预设有一级雷击危险阈值和二级雷击危险阈值；

在所述雷击监测信号达到所述一级雷击危险阈值时，所述控制单元控制所述高压输送单元启动并产生高于击穿空气数值的电量；

在所述雷击监测信号达到所述二级雷击危险阈值时，所述控制单元控制所述高压输送单元向所述接闪器施加与雷击电压极性相反的高压。

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