CN112736653A - 一种智能化系统避雷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能化系统避雷装置，避雷装置包括设备壳，设备壳将待避雷的微电设备包围起来。避雷装置还包括静电场板柱、配电板和接电组件，静电场板柱包括静电柱和静电板，静电板水平安装在设备壳的正上方，静电板上表面延伸出静电柱，静电柱末端延伸至大楼楼顶朝天设置；配电板水平安装在设备壳的正下方，配电板通过导线连接至主避雷柱上；接电组件共两组，一组接电组件设置在设备壳上表面和静电板面对面处的侧方，另一组接电组件设置在设备壳下表面和配电板面对面处的侧方，接电组件用于在雷击发生时，连接静电板、设备壳、配电板。

Description

一种智能化系统避雷装置

技术领域

本发明涉及避雷技术领域，具体为一种智能化系统避雷装置。

背景技术

防雷结构一直是数据机房、微电设备安装与运行过程关注的重点。

目前，雷电对设备的破坏途径更加多样化，除去通过避雷针而导流走的直接雷击外，现今社会的雷电损坏更多的是因为感应雷而发生的微电破坏，输送电网上因为雷电而产生的瞬时大电流可以通过浪涌保护器等电气接入设备进行防护，现有技术日趋成熟；

但是，大楼内的微电设备在大楼被雷击时，产生的感生电流破坏，仍然是一个较难解决的问题，现有技术大多还只能通过零线等电位接地、低电阻地网、清除地面回路等等方式来进行防护，但是，对于感生电流的防护并不彻底，削减效果有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能化系统避雷装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种智能化系统避雷装置，避雷装置包括设备壳，设备壳将待避雷的微电设备包围起来。大楼顶部安装避雷针，避雷针下连接楼内的主避雷柱，主避雷柱也是导电柱，在雷电落在避雷针上后，将超大电流快速导入大地，实现大楼直击雷的防护，这是目前直击雷的一般防护方法，当雷电发生时，超大电流流过主避雷柱，在楼内有大量值的磁场变化，磁场变化在闭环回路上产生感生电流，对于微电设备具有破坏力，影响微电设备的运行，而本申请在微电设备周围包裹设备壳，设备壳在主避雷柱的过流磁场产生时，将磁感线吸引，在壳体内形成空腔区域，减少磁感线的进入，从而减小感生电流的产生，大大减轻落雷时微电设备受到的影响，微电设备置于设备间内，而设备壳可以作为原始的墙壁、墙内特征预先安装。

进一步的，避雷装置还包括静电场板柱、配电板和接电组件，静电场板柱包括静电柱和静电板，静电板水平安装在设备壳的正上方，静电板上表面延伸出静电柱，静电柱末端延伸至大楼楼顶朝天设置；配电板水平安装在设备壳的正下方，配电板通过导线连接至主避雷柱上；接电组件共两组，一组接电组件设置在设备壳上表面和静电板面对面处的侧方，另一组接电组件设置在设备壳下表面和配电板面对面处的侧方，接电组件用于在雷击发生时，连接静电板、设备壳、配电板。

静电场板柱和配电板的存在，配合设备壳构建两个“电容结构”，静电柱延伸至大楼顶部并朝天设置，而静电柱并没有接地，所以，整个静电场板柱在落雷发生前，是个孤立的金属件，其静电柱朝天，所以，也会被雷雨云吸引而堆积正电荷，负电荷则积累在静电板上，静电板再对设备壳上表面产生吸引，在设备壳的上表面对于正电荷，配电板与主避雷柱连接，所以，配电板上全是正电荷，于是，与配电板相面对的设备壳下表面则堆积负电荷，这一作用显现为，设备壳原先的全部位置为中性在雷电发生前而被吸引转变化一边电负性一边电正性，整体上仍然是中性的，因为设备壳未与主避雷柱进行连接，只会通过混凝土、设备间的墙壁导流走些许的电荷，做好绝缘操作后，可以让从墙壁上导走的电荷再次降低，在雷电发生前，让设备壳上下表面分别作为两个电容器的一部分堆积电荷，在雷击发生时，大电流在主避雷柱内的电流方向是从下往上，而设备壳在雷击发生前上部对于正电荷，下部堆积负电荷，在雷击完毕后，所有的金属件都建立电连接，静电荷全部导流走，微电设备所感知到的最近的部件是设备壳，而其上的电荷消失等效为上部的正电荷从上往下流动与下部负电荷中和，等效电流为从上往下，从而在设备壳内营造与主避雷柱相反的磁场变化，尽管电流大大小于主避雷柱上的电流，但是，主避雷柱上电流感应出的磁感线也被隔绝了大部分在设备壳之外，泄漏至设备壳内的磁感线与设备壳上下部电荷消散营造的等效电流磁感线量级近似相等，所以，可以进一步抵消掉主避雷柱的雷击电流在微电设备位置产生的感生电流。

进一步的，设备壳包括壳顶板、壳底板、丝网笼，壳顶板、壳底板一上一下水平设置，壳顶板、壳底板之间通过丝网笼连接，微电设备设置在丝网笼内。板状的壳顶和壳底可以容纳较多的电荷，丝网状的连接结构构造更大的上下之间的电阻，从而让电荷可以更容易的分离分布在壳顶板、壳底板上，如果上下表面之间的电阻很小，则电荷需要更大的电动势才会分离分布。

进一步的，设备壳还包括防静电地板和撑子，防静电地板通过撑子安装到壳底板上，微电设备置于防静电地板上。防静电地板避免壳底板上的静电转移到微电设备的外壳上。

进一步的，接电组件包括筒体、第一接线端、第二接线端、第三接线端和第四接线端，筒体内灌装磁流体，筒体绝缘，筒体顶部通过第一接线端连接到主避雷柱上，筒体底部通过第二接线端连接到主避雷柱上，且第二接线端与主避雷柱连接的位置低于第一接线端与主避雷柱连接的位置，第三接线端和第四接线端分别一端连接筒体远离主避雷柱的侧面；

其中位于设备壳上部侧方处的接电组件：第三接线端与静电板连接，第四接线端与壳顶板连接；

位于设备壳下部侧方处的接电组件：第三接线端与壳底板连接，第四接线端与配电板连接。

在雷击发生前，电荷已经产生吸引而进行了排布，主避雷柱上对于大量的正电荷，第二接线端将主避雷柱上的电荷带至筒体底部，其内的磁流体受到静电排斥而向上拱起，通过控制筒体内磁流体的量可以控制磁流体正好连接第一接线端、第二接线端，因为磁流体并未充满筒体，所以，磁流体不会与第三接线端和第四接线端接触，也就不会接通设备壳上下部存在的两个“电容结构”，当雷击发生时，电荷流动产生电流，主避雷柱的电流往上，小部分电流从接电组件上分流，磁流体作为部分的导流体，根据右手定则确定主避雷柱上产生的磁场，再根据霍尔效应可以确定磁流体内电流发生偏移，会朝向远离主避雷柱的方向移动，从而在筒体的侧面接通第三接线端和第四接线端，让设备壳上下部的“电容结构”快速放电，达到在设备壳内实现从上往下等效电流的目的。

进一步的，筒体倾斜放置，筒体上端比下端靠近主避雷柱。筒体倾斜放置后，可以确保在雷击发生前的电荷积累过程，磁流体不会与筒体侧壁的第三接线端和第四接线端发生接触，从而防止电容结构提前放电。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过设备壳构造金属笼状结构，分流大部分雷击电流的磁场，减小雷击电流在微电设备内产生感生电流的情况，在雷击发生前在设备壳上下部分别通过静电吸引构造两个电容结构，在雷击发生时放电，设备壳内的等效电流是从上往下，与主避雷柱内的雷击电流方向相反，从而感生磁场抵消；接电组件通过磁流体与霍尔效应，雷击发生时瞬时接通设备壳上下部的两个电容结构，完成放电过程。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明设备壳位置处的结构示意图；

图3是本发明磁感线屏蔽作用示意图；

图4是本发明壳位置处的立体结构示意图；

图5是本发明接电组件雷击前的结构示意图；

图6是本发明接电组件雷击过程结构示意图。

图中：1-静电场板柱、11-静电柱、12-静电板、2-设备壳、21-壳顶板、22-壳底板、23-丝网笼、24-防静电地板、25-撑子、26-等效柱、3-配电板、4-接电组件、41-筒体、42-第一接线端、43-第二接线端、44-第三接线端、45-第四接线端、46-磁流体、91-设备房间、92-主避雷柱、93-大地、94-雷雨云、99-微电设备。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供技术方案：

一种智能化系统避雷装置，避雷装置包括设备壳2，设备壳2将待避雷的微电设备99包围起来。如图1、3所示，大楼顶部安装避雷针，避雷针下连接楼内的主避雷柱92，主避雷柱92也是导电柱，在雷电落在避雷针上后，将超大电流快速导入大地93，实现大楼直击雷的防护，这是目前直击雷的一般防护方法，当雷电发生时，超大电流流过主避雷柱92，在楼内有大量值的磁场变化，磁场变化在闭环回路上产生感生电流，对于微电设备99具有破坏力，影响微电设备99的运行，而本申请在微电设备99周围包裹设备壳2，设备壳2在主避雷柱92的过流磁场产生时，将磁感线吸引，在壳体内形成空腔区域，减少磁感线的进入，从而减小感生电流的产生，大大减轻落雷时微电设备受到的影响，微电设备99置于设备间91内，而设备壳2可以作为原始的墙壁、墙内特征预先安装。

避雷装置还包括静电场板柱1、配电板3和接电组件4，静电场板柱1包括静电柱11和静电板12，静电板12水平安装在设备壳2的正上方，静电板12上表面延伸出静电柱11，静电柱11末端延伸至大楼楼顶朝天设置；配电板3水平安装在设备壳2的正下方，配电板3通过导线连接至主避雷柱92上；接电组件4共两组，一组接电组件4设置在设备壳2上表面和静电板12面对面处的侧方，另一组接电组件4设置在设备壳2下表面和配电板3面对面处的侧方，接电组件4用于在雷击发生时，连接静电板12、设备壳2、配电板3。

如图1、2所示，静电场板柱1和配电板3的存在，配合设备壳2构建两个“电容结构”，静电柱11延伸至大楼顶部并朝天设置，而静电柱12并没有接地，所以，整个静电场板柱1在落雷发生前，是个孤立的金属件，其静电柱12朝天，所以，也会被雷雨云94吸引而堆积正电荷，负电荷则积累在静电板12上，静电板12再对设备壳2上表面产生吸引，在设备壳2的上表面对于正电荷，配电板3与主避雷柱92连接，所以，配电板3上全是正电荷，于是，与配电板3相面对的设备壳2下表面则堆积负电荷，这一作用显现为，设备壳2原先的全部位置为中性在雷电发生前而被吸引转变化一边电负性一边电正性，整体上仍然是中性的，因为设备壳2未与主避雷柱92进行连接，只会通过混凝土、设备间91的墙壁导流走些许的电荷，做好绝缘操作后，可以让从墙壁上导走的电荷再次降低，在雷电发生前，让设备壳2上下表面分别作为两个电容器的一部分堆积电荷，在雷击发生时，大电流在主避雷柱92内的电流方向是从下往上，而设备壳2在雷击发生前上部对于正电荷，下部堆积负电荷，在雷击完毕后，所有的金属件都建立电连接，静电荷全部导流走，微电设备99所感知到的最近的部件是设备壳2，而其上的电荷消失等效为上部的正电荷从上往下流动与下部负电荷中和，等效电流为从上往下，从而在设备壳2内营造与主避雷柱92相反的磁场变化，尽管电流大大小于主避雷柱92上的电流，但是，主避雷柱92上电流感应出的磁感线也被隔绝了大部分在设备壳2之外，泄漏至设备壳2内的磁感线与设备壳2上下部电荷消散营造的等效电流磁感线量级近似相等，所以，可以进一步抵消掉主避雷柱92的雷击电流在微电设备位置产生的感生电流。

设备壳2包括壳顶板21、壳底板22、丝网笼23，壳顶板21、壳底板22一上一下水平设置，壳顶板21、壳底板22之间通过丝网笼23连接，微电设备99设置在丝网笼23内。板状的壳顶和壳底可以容纳较多的电荷，丝网状的连接结构构造更大的上下之间的电阻，从而让电荷可以更容易的分离分布在壳顶板21、壳底板22上，如果上下表面之间的电阻很小，则电荷需要更大的电动势才会分离分布。

设备壳2还包括防静电地板24和撑子25，防静电地板24通过撑子25安装到壳底板22上，微电设备99置于防静电地板24上。防静电地板24避免壳底板22上的静电转移到微电设备99的外壳上。

接电组件4包括筒体41、第一接线端42、第二接线端43、第三接线端44和第四接线端45，筒体41内灌装磁流体46，筒体41绝缘，筒体41顶部通过第一接线端42连接到主避雷柱92上，筒体41底部通过第二接线端43连接到主避雷柱92上，且第二接线端43与主避雷柱92连接的位置低于第一接线端42与主避雷柱92连接的位置，第三接线端44和第四接线端45分别一端连接筒体41远离主避雷柱92的侧面；

其中位于设备壳2上部侧方处的接电组件4：第三接线端44与静电板12连接，第四接线端45与壳顶板21连接；

位于设备壳2下部侧方处的接电组件4：第三接线端44与壳底板22连接，第四接线端45与配电板3连接。

如图5、6所示，显示的是壳顶板21处的接电组件4的连接示意图，在雷击发生前，电荷已经产生吸引而进行了排布，主避雷柱92上对于大量的正电荷，第二接线端43将主避雷柱92上的电荷带至筒体41底部，其内的磁流体46受到静电排斥而向上拱起，通过控制筒体41内磁流体46的量可以控制磁流体46正好连接第一接线端42、第二接线端43，成为图5所示状态，因为磁流体46并未充满筒体41，所以，磁流体不会与第三接线端44和第四接线端45接触，也就不会接通设备壳2上下部存在的两个“电容结构”，当雷击发生时，图6状态，电荷流动产生电流，主避雷柱92的电流往上，小部分电流从接电组件4上分流，磁流体46作为部分的导流体，根据右手定则确定主避雷柱92上产生的磁场，再根据霍尔效应可以确定磁流体内电流发生偏移，会朝向远离主避雷柱92的方向移动，从而在筒体41的侧面接通第三接线端44和第四接线端45，让设备壳2上下部的“电容结构”快速放电，达到在设备壳2内实现从上往下等效电流的目的。

筒体41倾斜放置，筒体41上端比下端靠近主避雷柱92。如图5所示，筒体41倾斜放置后，可以确保在雷击发生前的电荷积累过程，磁流体46不会与筒体41侧壁的第三接线端44和第四接线端45发生接触，从而防止电容结构提前放电。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二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。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能化系统避雷装置，其特征在于：所述避雷装置包括设备壳(2)，所述设备壳(2)将待避雷的微电设备(99)包围起来。

2.根据权利要求1所述的一种智能化系统避雷装置，其特征在于：所述避雷装置还包括静电场板柱(1)、配电板(3)和接电组件(4)，

所述静电场板柱(1)包括静电柱(11)和静电板(12)，静电板(12)水平安装在设备壳(2)的正上方，静电板(12)上表面延伸出静电柱(11)，所述静电柱(11)末端延伸至大楼楼顶朝天设置；

所述配电板(3)水平安装在设备壳(2)的正下方，配电板(3)通过导线连接至主避雷柱(92)上；

所述接电组件(4)共两组，一组接电组件(4)设置在设备壳(2)上表面和静电板(12)面对面处的侧方，另一组接电组件(4)设置在设备壳(2)下表面和配电板(3)面对面处的侧方，接电组件(4)用于在雷击发生时，连接静电板(12)、设备壳(2)、配电板(3)。

3.根据权利要求2所述的一种智能化系统避雷装置，其特征在于：所述设备壳(2)包括壳顶板(21)、壳底板(22)、丝网笼(23)，所述壳顶板(21)、壳底板(22)一上一下水平设置，壳顶板(21)、壳底板(22)之间通过丝网笼(23)连接，微电设备(99)设置在丝网笼(23)内。板状的壳顶和壳底可以容纳较多的电荷，丝网状的连接结构构造更大的上下之间的电阻，从而让电荷可以更容易的分离分布在壳顶板(21)、壳底板(22)上，如果上下表面之间的电阻很小，则电荷需要更大的电动势才会分离分布。

4.根据权利要求3所述的一种智能化系统避雷装置，其特征在于：所述设备壳(2)还包括防静电地板(24)和撑子(25)，所述防静电地板(24)通过撑子(25)安装到壳底板(22)上，微电设备(99)置于防静电地板(24)上。

5.根据权利要求3所述的一种智能化系统避雷装置，其特征在于：所述接电组件(4)包括筒体(41)、第一接线端(42)、第二接线端(43)、第三接线端(44)和第四接线端(45)，筒体(41)内灌装磁流体(46)，筒体(41)绝缘，所述筒体(41)顶部通过第一接线端(42)连接到主避雷柱(92)上，筒体(41)底部通过第二接线端(43)连接到主避雷柱(92)上，且第二接线端(43)与主避雷柱(92)连接的位置低于第一接线端(42)与主避雷柱(92)连接的位置，第三接线端(44)和第四接线端(45)分别一端连接筒体(41)远离主避雷柱(92)的侧面；

其中位于设备壳(2)上部侧方处的接电组件(4)：第三接线端(44)与静电板(12)连接，第四接线端(45)与壳顶板(21)连接；

位于设备壳(2)下部侧方处的接电组件(4)：第三接线端(44)与壳底板(22)连接，第四接线端(45)与配电板(3)连接。

6.根据权利要求5所述的一种智能化系统避雷装置，其特征在于：所述筒体(41)倾斜放置，筒体(41)上端比下端靠近主避雷柱(92)。

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