CN113594874A - 一种主动引雷装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种主动引雷装置，属于防雷设备技术领域。该主动引雷装置包括溶液存储箱、水泵和引雷组件。其中溶液存储箱用于储存导电溶液。水泵的进口与溶液存储箱的出水口连通。引雷组件包括高压水箱、喷头和接闪器。高压水箱的进水口与水泵的出口连通，喷头位于高压水箱的顶部且与高压水箱的出水口连通。接闪器包括接闪针和接闪柱，接闪针位于喷头的旁侧，接闪针的一端与接闪柱的一端连接，接闪柱的另一端接地，接闪针的另一端在竖直方向上的高度高于所述喷头的高度。该主动引雷装置便于安装且实施步骤简单，能够适用于多种工作场合，实用性高。

Description

一种主动引雷装置

技术领域

本发明涉及防雷设备技术领域，特别涉及一种主动引雷装置。

背景技术

大部分输电线路和户外型变电站都裸露在空中，在雷电多发地区非常容易遭受雷击造成供电中断、损坏电力设备及家用电器，甚至威胁电网的安全运行，造成大面积停电、人身伤亡等严重后果。目前应用较为普遍的防雷技术仍属于被动防雷的范畴，而被动防雷并不能完全有效避免雷电对被保护物造成的危害，雷击事故仍时有发生。

在相关技术中为提高避雷成功率，在雷电多发地区一些十分重要的场合中还需要在现有防雷技术的基础上配合引雷火箭，通过在火箭的推进器中加入固态的铯盐，火箭发射后铯盐随推进器中的气体喷出，在火箭和发射装置之间形成一条导电路径，并在火箭到达雷雨云层后激发闪电，以引导雷电流定向流入大地的方式对雷电能量进行释放，从而达到保护关键对象免受雷击的目的。

采用相关技术中的引雷火箭对雷电进行主动引导，其实施步骤复杂，且引雷火箭无法重复利用，单次引雷操作的成本高，并且存在发射至云层的引雷火箭降落时会为保护区域带来高空坠物的危险，能够使用的环境有限，实用性差。

发明内容

本发明实施例提供了一种主动引雷装置，便于安装且实施步骤简单，能够适用于多种工作场合，实用性高。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种主动引雷装置，包括：

溶液存储箱，用于储存导电溶液；

水泵，所述水泵的进口与所述溶液存储箱的出水口连通；

引雷组件，所述引雷组件包括高压水箱、喷头和接闪器，所述高压水箱的进水口与所述水泵的出口连通，所述喷头位于所述高压水箱的顶部且与所述高压水箱的出水口连通，所述接闪器包括接闪针和接闪柱，所述接闪针位于所述喷头的旁侧，所述接闪针的一端与所述接闪柱的一端连接，所述接闪柱的另一端接地，所述接闪针的另一端在竖直方向上的高度高于所述喷头的高度。

可选地，所述溶液存储箱、所述水泵、所述高压水箱均通过橡胶软管连通。

可选地，所述主动引雷装置还包括升降装置，所述喷头通过所述升降装置与所述高压水箱连接，所述升降装置被配置为能够驱动所述喷头在竖直方向上进行升降。

可选地，所述升降装置包括第一连接筒和第二连接筒，所述第一连接筒沿竖直方向布置，所述第一连接筒的一端固定连接于所述高压水箱的顶部，所述第二连接筒与所述第一连接筒同轴，且可伸缩地安装在所述第一连接筒中，所述喷头设置在所述第二连接筒上。

可选地，所述第一连接筒的侧壁上具有多个第一螺纹通孔，所述多个第一螺纹通孔沿所述第一连接筒的轴线方向均匀间隔布置，所述第二连接筒的侧壁上具有与所述第一螺纹通孔相匹配的第二螺纹孔。

可选地，所述第二连接筒的侧壁上具有多个所述第二螺纹孔，多个所述第二螺纹孔沿所述第二连接筒的轴线方向均匀间隔布置，相邻两个所述第二螺纹孔之间的间距和相邻两个所述第一螺纹通孔之间的间距相同。

可选地，所述主动引雷装置还包括报警组件，所述报警组件包括重力传感器、控制器和报警器，所述重力传感器安装在所述溶液存储箱的底部，所述重力传感器用于侦测所述溶液存储箱中的所述导电溶液的余量，所述重力传感器和所述报警器均与所述控制器电连接，所述控制器被配置为，若所述导电溶液的余量低于第一阈值，控制所述报警器发出报警信息。

可选地，所述控制器与所述水泵电连接，所述控制器被配置为，若所述导电溶液的余量低于第二阈值，控制所述水泵关闭，所述第二阈值小于所述第一阈值。

可选地，所述主动引雷装置还包括过滤装置，所述过滤装置的进口与所述溶液存储箱的出水口连通，所述过滤装置的出口与所述水泵的进口连通。

可选地，所述高压水箱接地。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

通过溶液存储箱对主动引雷操作时所需要用到的导电溶液进行预备储存。溶液存储箱和水泵等带电工作设施可以与引雷组件间隔设置，并通过管道相连接。工作人员在综合雷电预警信息与天气、风向等相关环境信息做出引雷决策后，可以启动水泵对溶液存储箱中的导电溶液进行抽取，导电溶液在水泵的作用下流入高压水箱中，导电溶液在经过高压水箱的增压后由位于高压水箱顶部的喷头向高空喷射。由喷头喷出的导电溶液液柱在其喷射路径上形成一条导电通道，该导电通道可以降低空气中的击穿电压，改变雷电先导的方向，使雷电先到更倾向于沿此导电通道向地面传播。同时，接闪器的接闪柱和接闪针可以产生幅度和频率可控的脉冲，从而使接闪器在竖直方向上的上空也产生一个上行先导并沿导电溶液液柱所产生的导电通道向上方传播。由于接闪针的另一端，也即是接闪针的顶部在竖直方向上的高度高于喷头的高度，接闪针会率先接引沿导电通道向下传播的雷电先导，使得雷电电流能够沿接闪针和接闪柱最终泄流到大地中，实现主动引雷。

该主动引雷装置的溶液存储箱、水泵以及引雷组件均设置在地面上，可以根据具体环境自由分体设置，便于安装且实施步骤简单，适用于多种工作场合。相比于相关技术中发射引雷火箭进行主动引雷的方式，该主动引雷装置避免了高空坠物的危险，且能够反复使用，提高了实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种主动引雷装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种升降装置的正视结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种升降装置的侧视结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种主动引雷装置的控制结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

在相关技术中为提高避雷成功率，在雷电多发地区一些十分重要的场合中还需要在现有防雷技术的基础上配合引雷火箭，通过在火箭的推进器中加入固态的铯盐，火箭发射后铯盐随推进器中的气体喷出，在火箭和发射装置之间形成一条导电路径，并在火箭到达雷雨云层后激发闪电，以引导雷电流定向流入大地的方式对雷电能量进行释放，从而达到保护关键对象免受雷击的目的。

采用相关技术中的引雷火箭对雷电进行主动引导，其实施步骤复杂，且引雷火箭无法重复利用，单次引雷操作的成本高，并且存在发射至云层的引雷火箭降落时会为保护区域带来高空坠物的危险，能够使用的环境有限，实用性差。

图1是本发明实施例提供的一种主动引雷装置的结构示意图。图2是本发明实施例提供的一种升降装置的正视结构示意图。图3是本发明实施例提供的一种升降装置的侧视结构示意图。图4是本发明实施例提供的一种主动引雷装置的控制结构框图。如图1至图4所示，通过实践，本发明人提供了一种主动引雷装置，包括溶液存储箱1、水泵2和引雷组件3。

其中，溶液存储箱1用于储存导电溶液。水泵2的进口与溶液存储箱1的出水口连通。引雷组件3包括高压水箱31、喷头32和接闪器33。高压水箱31的进水口与水泵2的出口连通，喷头32位于高压水箱31的顶部且与高压水箱31的出水口连通。接闪器33包括接闪针331和接闪柱332。接闪针331位于喷头32的旁侧，接闪针331的一端与接闪柱332的一端连接，接闪柱332的另一端接地，接闪针331的另一端在竖直方向上的高度高于喷头32的高度。

在本发明实施例中，通过溶液存储箱1对主动引雷操作时所需要用到的导电溶液进行预备储存。溶液存储箱1和水泵2等带电工作设施可以与引雷组件3间隔设置，并通过管道相连接。溶液存储箱1和水泵2可以设置在可靠的防雷室内，与外界相隔离，保证工作人员与设备的安全。工作人员在综合雷电预警信息与天气、风向等相关环境信息做出引雷决策后，可以启动水泵2对溶液存储箱1中的导电溶液进行抽取，导电溶液在水泵2的作用下流入高压水箱31中，导电溶液在经过高压水箱31的增压后由位于高压水箱31顶部的喷头32向高空喷射。由喷头32喷出的导电溶液液柱在其喷射路径上形成一条导电通道，该导电通道可以降低空气中的击穿电压，改变雷电先导的方向，使雷电先到更倾向于沿此导电通道向地面传播。同时，接闪器33的接闪柱332和接闪针331可以产生幅度和频率可控的脉冲，从而使接闪器33在竖直方向上的上空也产生一个上行先导并沿导电溶液液柱所产生的导电通道向上方传播。由于接闪针331的另一端，也即是接闪针331的顶部在竖直方向上的高度高于喷头32的高度，接闪针331会率先接引沿导电通道向下传播的雷电先导，使得雷电电流能够沿接闪针331和接闪柱332最终泄流到大地中，实现主动引雷。该主动引雷装置的溶液存储箱1、水泵2以及引雷组件3均设置在地面上，可以根据具体环境自由分体设置，便于安装且实施步骤简单，适用于多种工作场合。相比于相关技术中发射引雷火箭进行主动引雷的方式，该主动引雷装置避免了高空坠物的危险，且能够反复使用，提高了实用性。

需要说明的是，在本发明实施例中，该主动引雷装置的引雷组件通常设置于雷电多发地区较为空旷的高地上，以达到较好的引雷效果。而在城市地区，也可以设置在防雷性能较强且高度较高的建筑物上，实现对城市中的输电线路以及户外型变电站等需要保护的设施进行主动引雷保护。本发明对引雷组件3的具体设置位置不做限定。

示例性地，在本发明实施例中，工作人员可以通过设置在防雷室中的控制台8对主动引雷装置进行控制，控制台8与水泵2电连接，利用控制台8上的按钮开关81对水泵2的开启和关闭进行远程控制，进一步保证工作人员的安全。

可选地，溶液存储箱1、水泵2、高压水箱31均通过橡胶软管m连通。示例性地，在本发明实施例中，溶液存储箱1的出水口和水泵2的进口之间、水泵2的出口与高压水箱31的进水口之间、高压水箱31的出水口与喷头32之间均通过橡胶软管m进行连接。橡胶软管m具有优秀的耐磨和耐腐蚀性，同时可以根据不同的安装位置对延伸方向进行灵活调整，相比通过硬管连接能够有效减少安装成本、增加主动引雷装置的安装灵活性，提高使用寿命。

可选地，主动引雷装置还包括升降装置4，喷头32通过升降装置4与高压水箱31连接，升降装置4被配置为能够驱动喷头32在竖直方向上进行升降。示例性地，在本发明实施例中，通过在高压水箱31的顶部设置升降装置4，工作人员可以通过升降装置4驱动喷头32在竖直方向上进行升降，以调整喷头32在竖直方向上的高度，进而提升向高空喷射的导电溶液液柱的整体高度，提高主动引雷装置的引雷稳定性。

示例性地，在本发明实施例中，升降装置4驱动喷头32在竖直方向上的高度调节范围为5m至15m。

可选地，升降装置4包括第一连接筒41和第二连接筒42，第一连接筒41沿竖直方向布置，第一连接筒41的一端固定连接于高压水箱31的顶部，第二连接筒42与第一连接筒41同轴，且可伸缩地安装在第一连接筒41中，喷头32设置在第二连接筒42上。示例性地，在本发明实施例中，喷头32设置在第二连接筒42的顶部，而连接在喷头32以及高压水箱31的出水口之间的橡胶软管m则可以设置在第二连接筒42以及第一连接筒41的筒体内部，实现隔离保护。在需要进行主动引雷操作时，可以通过调整升降装置4使第二连接筒42沿竖直方向由第一连接筒41中伸出，以提高喷头32的整体高度。而在无需进行主动引雷时，则可以通过调整升降装置4使第二连接筒42沿竖直方向缩回到第一连接筒41中，降低升降装置4以及主动引雷装装置的整体高度，方便工作人员进行拆装维护，进一步提高了主动引雷装置的实用性。

可选地，第一连接筒41的侧壁上具有多个第一螺纹通孔411，多个第一螺纹通孔411沿第一连接筒41的轴线方向均匀间隔布置，第二连接筒42的侧壁上具有与第一螺纹通孔411相匹配的第二螺纹孔421。示例性地，在本发明实施例中，在通过调整升降装置4使第二连接筒42沿竖直方向由第一连接筒41中伸出后，通过将第二连接筒42侧壁上的第二螺纹孔421与第一连接筒41的侧壁上的第一螺纹通孔411同轴对齐，并在对齐的第一螺纹通孔411和第二螺纹孔421中拧入紧固螺钉，通过紧固螺钉在竖直方向上对第一连接筒41和第二连接筒42进行限位固定。防止在喷头32在喷射导电溶液的过程中，因振动导致第一连接筒41相对于第二连接筒42发生相对滑动，影响导电通道的整体高度，进一步提高了主动引雷装置的引雷稳定性。

可选地，第二连接筒42的侧壁上具有多个第二螺纹孔421，多个第二螺纹孔421沿第二连接筒42的轴线方向均匀间隔布置，相邻两个第二螺纹孔421之间的间距和相邻两个第一螺纹通孔411之间的间距相同。示例性地，在本发明实施例中，通过在第二连接筒42的侧壁上设置多个第二螺纹孔421，在通过调整升降装置4使第二连接筒42沿竖直方向由第一连接筒41中伸出后，将第二连接筒42侧壁上的多个第二螺纹孔421可以同时与第一连接筒41的侧壁上的多个第一螺纹通孔411同轴对齐。可以同时向多组对齐的第一螺纹通孔411和第二螺纹孔421中拧入紧固螺钉，进一步提高第一连接筒41和第二连接筒42的连接紧固度，避免发生相对滑动，进而提高主动引雷装置的引雷稳定性。

可选地，主动引雷装置还包括报警组件5，报警组件5包括重力传感器51、控制器52和报警器53，重力传感器51安装在溶液存储箱1的底部，重力传感器51用于侦测溶液存储箱1中的导电溶液的余量，重力传感器51和报警器53均与控制器52电连接，控制器52被配置为，若导电溶液的余量低于第一阈值，控制报警器53发出报警信息。示例性地，在本发明实施例中，通过设置报警组件5，当位于溶液存储箱1底部的重力传感器51检测到导电溶液的余量低于第一阈值，也即是当溶液存储箱1中的导电溶液不足以维持一次主动引雷操作所需时，会向控制器52发送信号，控制器52在接收到重力传感器51的信号后即控制报警器53向工作人员发出报警信息，提醒工作人员及时向溶液存储箱1中补充导电溶液。进一步提高了主动引雷装置的实用性。

示例性地，在本发明实施例中，控制器52可以为PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)，而报警器53可以为报警灯。重力传感器51所发出的信号可以经过自适应放大器71、滤波器72和电压抬升电路73组成的信号处理模块7传输到包含PLC和报警灯的控制台8，PLC在接受到信号后即会向用于控制报警灯的灯光控制模块9发送报警信号，最终控制作为报警器53的报警灯发光对工作人员进行提醒。

可选地，控制器52与水泵2电连接，控制器52被配置为，若导电溶液的余量低于第二阈值，控制水泵2关闭，第二阈值小于第一阈值。示例性地，在本发明实施例中，当溶液存储箱1中的导电溶液不足以维持一次主动引雷操作所需，并通过报警器53向工作人员发出报警信息提醒后，工作人员因疏忽或者其他原因依旧没有及时向溶液存储箱1中补充导电溶液时。溶液存储箱1中的导电溶液会持续消耗，而当导电溶液的余量被消耗到低于第二阈值时，控制器52即会自动向水泵2发出控制信号，控制水泵2关闭，使主动引雷装置停止运行，避免能源浪费。进一步提高了主动引雷装置的实用性。

可选地，主动引雷装置还包括过滤装置6，过滤装置6的进口与溶液存储箱1的出水口连通，过滤装置6的出口与水泵2的进口连通。示例性地，在本发明实施例中，在对溶液存储箱1中的导电溶液进行补充的过程中，外界空气中的颗粒杂质容易进入溶液存储箱1中，导电溶液中本身也可能存在一定的杂质。在长时间工作后容易堵塞用于输送导电容易的管道以及水泵2。通过在溶液存储箱1和水泵2之间设置过滤装置6，可以对导电溶液中的颗粒物等杂质进行过滤，避免造成水泵2以及相应管道的堵塞，减少清理频率，进一步提高了主动引雷装置的实用性。

示例性地，在本发明实施例中，过滤装置6可以为溶液过滤器，利用溶液过滤器中的滤网直接对导电溶液中的颗粒物等杂质进行拦截从而达到净化水质，防止管道的堵塞的效果。

可选地，高压水箱31接地。示例性地，在本发明实施例中，高压水箱31与接闪器33的引下线相连一同接地，在主动引雷过程中部分雷电流传播到高压水箱31上后，会继续泄流到大地中，防止部分雷电流残留在高压水箱31中，进一步保证设备和人身安全，提高了主动引雷装置的安全性。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种主动引雷装置，其特征在于，包括：

溶液存储箱(1)，用于储存导电溶液；

水泵(2)，所述水泵(2)的进口与所述溶液存储箱(1)的出水口连通；

引雷组件(3)，所述引雷组件(3)包括高压水箱(31)、喷头(32)和接闪器(33)，所述高压水箱(31)的进水口与所述水泵(2)的出口连通，所述喷头(32)位于所述高压水箱(31)的顶部且与所述高压水箱(31)的出水口连通，所述接闪器(33)包括接闪针(331)和接闪柱(332)，所述接闪针(331)位于所述喷头(32)的旁侧，所述接闪针(331)的一端与所述接闪柱(332)的一端连接，所述接闪柱(332)的另一端接地，所述接闪针(331)的另一端在竖直方向上的高度高于所述喷头(32)的高度。

2.根据权利要求1所述的主动引雷装置，其特征在于，所述溶液存储箱(1)、所述水泵(2)、所述高压水箱(31)均通过橡胶软管(m)连通。

3.根据权利要求1所述的主动引雷装置，其特征在于，还包括升降装置(4)，所述喷头(32)通过所述升降装置(4)与所述高压水箱(31)连接，所述升降装置(4)被配置为能够驱动所述喷头(32)在竖直方向上进行升降。

4.根据权利要求3所述的主动引雷装置，其特征在于，所述升降装置(4)包括第一连接筒(41)和第二连接筒(42)，所述第一连接筒(41)沿竖直方向布置，所述第一连接筒(41)的一端固定连接于所述高压水箱(31)的顶部，所述第二连接筒(42)与所述第一连接筒(41)同轴，且可伸缩地安装在所述第一连接筒(41)中，所述喷头(32)设置在所述第二连接筒(42)上。

5.根据权利要求4所述的主动引雷装置，其特征在于，所述第一连接筒(41)的侧壁上具有多个第一螺纹通孔(411)，所述多个第一螺纹通孔(411)沿所述第一连接筒(41)的轴线方向均匀间隔布置，所述第二连接筒(42)的侧壁上具有与所述第一螺纹通孔(411)相匹配的第二螺纹孔(421)。

6.根据权利要求5所述的主动引雷装置，其特征在于，所述第二连接筒(42)的侧壁上具有多个所述第二螺纹孔(421)，多个所述第二螺纹孔(421)沿所述第二连接筒(42)的轴线方向均匀间隔布置，相邻两个所述第二螺纹孔(421)之间的间距和相邻两个所述第一螺纹通孔(411)之间的间距相同。

7.根据权利要求1至6任一项所述的主动引雷装置，其特征在于，还包括报警组件(5)，所述报警组件(5)包括重力传感器(51)、控制器(52)和报警器(53)，所述重力传感器(51)安装在所述溶液存储箱(1)的底部，所述重力传感器(51)用于侦测所述溶液存储箱(1)中的所述导电溶液的余量，所述重力传感器(51)和所述报警器(53)均与所述控制器(52)电连接，所述控制器(52)被配置为，若所述导电溶液的余量低于第一阈值，控制所述报警器(53)发出报警信息。

8.根据权利要求7所述的主动引雷装置，其特征在于，所述控制器(52)与所述水泵(2)电连接，所述控制器(52)被配置为，若所述导电溶液的余量低于第二阈值，控制所述水泵(2)关闭，所述第二阈值小于所述第一阈值。

9.根据权利要求1至6任一项所述的主动引雷装置，其特征在于，还包括过滤装置(6)，所述过滤装置(6)的进口与所述溶液存储箱(1)的出水口连通，所述过滤装置(6)的出口与所述水泵(2)的进口连通。

10.根据权利要求1至6任一项所述的主动引雷装置，其特征在于，所述高压水箱(31)接地。

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