CN211351251U - 直击雷防护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种直击雷防护装置。该装置包括：高能均压散流护罩、电流传导定位轴和高能双指数函数电荷装载仓；高能均压散流护罩设置在装置的上部，高能均压散流护罩与电流传导定位轴旋转连接，电流传导定位轴与高能双指数函数电荷装载仓内部的半导体电气连接；在高能均压散流护罩的最高曲面中心点处设置定位接闪区域，在定位接闪区域的中心圆点处安装柱状半圆电场的高电场聚焦接闪定位端头，装置在与大气电场接闪过程中每一次接闪点均在高电场聚焦接闪定位端头处发生，高能双指数函数电荷装载仓对接闪电流进行衰减。本实用新型使得接闪现象定位而不发生绕闪及侧闪现象，能够最大限度保证闪电滚球效果，最大限度的提高保护角的功能性接闪的技术意义。

Description

直击雷防护装置

技术领域

本实用新型涉及防雷技术领域，尤其涉及一种直击雷防护装置。

背景技术

2012年9月1日中国人民解放军总装备部颁布了GJB7581-2012《机动通信系统雷电防护要求》，标准对适用范围规定了机动通信系统直击雷和雷电电磁脉冲的防护提出了严谨的技术要求，标准适用于机动通信系统直击雷和雷电电磁脉冲防护的设计、研制和使用等强制要求。标准4.6部分规定机动通信系统直击雷雷电防护为甲级，雷电电磁脉冲为乙级防护。地处多雷区、高雷区、强雷区的机动通信系统的防护为甲级和乙级，地处少雷区的机动通信系统的防护为乙级。标准规定了机动通信系统直击雷防护产品为：半导体直雷击防护装置(即：天幕直击雷防护装置)的最基本参数(如：保护角＞65°；接闪电流＞100KA等)。作为标准中要求的直击雷防护装置，即：半导体直击雷保护装置，目前已经在部分领域开始应用，由于各种技术原因，该半导体直击雷保护装置的许多十分关键和重要技术参数无法满足GJB 7581-2012标准的要求(如：接闪电流＞100KA等)，常降低标准强行验收通过。然而在使用的过程中，暴露了许多需要改进和提高的技术问题，同时许多技术无法满足机动式野战防雷系统在直击雷防护装置基本需求。

现有技术中的一种直击雷防护装置的方案为：在装置的顶部接闪区域采用光滑蘑菇头形状。

上述现有技术中的直击雷防护装置的缺点为：

A.现有技术的直击雷防护装置，由于顶部接闪区域通常采用光滑蘑菇头曲面形状，在大气运动电场接闪过程中，缺少中央高电场接闪命中心点，光滑蘑菇头的底部边缘电场强度高且物理界面突出接闪造成被保护区域的保护半径成为45°保护角的普通金属杆针效果，无法满足GJB7581-2012国军标的要求(保护角＞70°)和目前野战实战防雷的要求(保护角＞82°)。

B.现有技术的直击雷防护装置，由于采用涌流开关半导体材料，通过雷电流小能量小，通常＜70KA，无法满足GJB7581-2012国军标的要求和目前野战实战的要求(＞100KA)。

C.现有技术的直击雷防护装置内部结构，内部封装全部采用环氧树脂，散热条件差，常发生热击穿等损坏现象，无法保证全天候作战的基本需求。

D.现有技术的直击雷防护装置，其装载电荷通常＜3毫库伦，导致保护角度目前只能满足＜75°，由此导致的保护半径小，难以满足野战防雷的需求。

E.现有技术的直击雷防护装置，不具备衰减入地雷电流的功能，最终导致快速入地电流引起的感应过电压，同时导致入地后大地电位升高，引起保护区域内电子设备的各种端口(如：电源端口和信号端口)损坏。

F.现有技术的直击雷防护装置，底部高压电场均压环平滑，缺少高电场闪络保护端点，宜发生绕(侧)闪雷电发生，直接威胁破坏保护区内军用设备。

G.现有技术的直击雷防护装置，外部硅胶裙伞通常采用≤5个裙伞，由于防高压爬电的裙伞安全距离有限，无法满足在相对湿度＞95％时，水塘、河边、湖畔、海边等区域防护的需要，宜发生裙伞爬电损坏现象。

H.现有技术的直击雷防护装置，接闪概率≤95％，仍有5％概率直击雷可以彻底的破坏被保护区域的军用设备。

I.现有技术的直击雷防护装置，外部蘑菇状接闪采用普通金属，不能通过GJB151中的环境试验标准中的盐雾试验要求。

J.现有技术的直击雷防护装置，部分设计与军方要求有差异(例如：金属材料尺寸、环境盐雾腐蚀及隐蔽着色等多因素)

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种直击雷防护装置，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。

一种直击雷防护装置，包括：高能均压散流护罩、电流传导定位轴和高能双指数函数电荷装载仓；

所述高能均压散流护罩设置在装置的上部，所述高能均压散流护罩的下部通过螺旋与所述电流传导定位轴旋转连接，所述电流传导定位轴与所述高能双指数函数电荷装载仓内部的半导体电气连接；

在所述高能均压散流护罩的最高曲面中心点处设置定位接闪区域，在该定位接闪区域的中心圆点处安装柱状半圆电场的高电场聚焦接闪定位端头，所述装置在与大气电场接闪过程中每一次接闪点均在所述高电场聚焦接闪定位端头处发生；

所述高电场聚焦接闪定位端头通过所述电流传导定位轴将接闪电流传输给所述高能双指数函数电荷装载仓，所述高能双指数函数电荷装载仓利用双指数函数电流下的限制电流峰值功能对所述接闪电流进行衰减。

优选地，高能均压散流护罩是空心状态，壁厚在0.8-3.5mm范围，顶部曲率半径R≤120mm且表面积≤530cm²；或顶部曲率半径R≥270mm且表面积≥750cm²。

优选地，所述高能均压散流护罩和所述装置的全部外露金属部分均采用具备抗盐雾316不锈钢材料，全部外露金属部分均实现隐蔽目的的喷砂处理，喷砂颗粒度Ra12.5～Ra3.2，喷砂后全部外露金属部分采用表面绿色着色处理。

优选地，在所述高能双指数函数电荷装载仓的外部设置绝缘套筒，该绝缘套筒的外部包裹高绝缘硅橡胶材料的防雨塔群，塔裙面斜度范围≥36°；

在所述高能双指数函数电荷装载仓的内部设置电荷装载仓容性陶瓷半导体装置和电荷装载仓固定片，通过电荷装载仓固定片接收接闪电流，所述电荷装载仓容性陶瓷半导体装置由多个形状相同的几何片状体的陶瓷半导体结构串联组成，电荷装载仓固定片还给几何片状体的陶瓷半导体结构实现局部散热。

优选地，所述几何片状体的陶瓷半导体结构的串联过渡体为铝箔或锡箔，每个几何片状体的陶瓷半导体结构串联的垂直面附着电荷装载仓电极，每个几何片状体的陶瓷半导体结构的侧面刷图玻璃釉绝缘浆料经过300-600°高温烧结附着，每个几何片状体的陶瓷半导体结构的闪电导通电压在500-5000V之间。

优选地，所述几何片状体的陶瓷半导体结构未高温烧结前的成型后毛坯体密度为：2.5-4.0g/cm³，毛坯体高温烧结后外观呈黑色状陶瓷片，直流导通电压1.01mA下，毫米电压为：100-450V/mm范围，毛坯体烧结后经过工艺处理得到的几何片状体的陶瓷半导体结构的密度范围为：3-4.8g/cm³。

优选地，在装置底部的法兰上设置下电极板，在下电极板上设置高电场均压环，在高压电场均压环上设置高电场桡侧闪保护端头。

优选地，在所述高能双指数函数电荷装载仓的内部灌封散热绝缘填充物。

优选地，所述电荷装载仓容性陶瓷半导体装置成型后烧结前的组成材料包括：氧化锌、氧化铋、氧化锑、氧化钴、氧化锰、氧化铬、氧化硅、氢氧化铝、硝酸银、氧化铝、碳酸银、氧化硼、氧化锡、氧化铜和氧化镍；

烧结后几何片状体的陶瓷半导体呈现黑色状态，烧结后几何片状体陶瓷半导体含有Zn、Bi、Sb、CO、Mn、Sn、Cr、Si、Ni、AL和AG中的一个或多个元素。

由上述本实用新型的实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例的直击雷防护装置通过在其顶部最高曲面中心点设置定位接闪区域，安装柱状半圆电场的高电场聚焦接闪定位端头，在与大气电场接闪过程中保证每一次接闪点均在接闪定位端头处发生。使得接闪现象定位而不发生绕闪及侧闪现象。能够最大限度保证闪电滚球效果，接闪电流传到到下部高能均压散流护罩，凸显均压均流均场效果，最大限度的提高保护角的功能性接闪的技术意义。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的一些实施例，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、图2和图3为本实用新型实施例提供的一种直击雷防护装置的结构图；

图4为本实用新型实施例提供的一种柱状半圆电场的接闪定位端头的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种高能双指数函数电荷装载仓的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

本实用新型实施例针对上述现有技术存在的问题，提供了一种直击雷防护装置，使得在小区域野外作战系统实现高能(雷电焦耳能量吸收)大保护角(防护范围)，使得全面减少(最大放电电流≥120-300KA)和限制80％的雷电流入地，从而减少80％的雷电电流入地引起雷电电磁脉冲感应高压威胁地面武器装备，同时提高连续接闪概率达到100％，满足最大放电电流≥120-300KA。

本实用新型实施例提供的直击雷防护装置的结构图如图1、图2和图3所示，包括：高电场聚焦接闪定位端头01、高能均压散流护罩02、防雨塔裙03、电流传导定位轴04、高能双指数函数电荷载仓05、高电场均压环06、高电场绕侧闪保护端头07、法兰底座08、下电极板09和上电极板10。

高能均压散流护罩设置在装置的上部，在高能均压散流护罩的最高曲面中心点处设置定位接闪区域，该定位接闪区域的中心圆点即为装置顶部最高曲面的中心圆点，在该定位接闪区域的中心圆点处安装柱状半圆电场的高电场聚焦接闪定位端头，使得装置顶部最高曲面的中心圆点成为最高电场聚合点。在与大气电场接闪过程中保证每一次接闪点均在高电场聚焦接闪定位端头处发生。使得接闪现象定位而不发生绕闪及侧闪现象。柱状半圆电场的高电场聚焦接闪定位端头接闪后才能最大限度保证闪电滚球效果，接闪电流传到下部高能均压散流护罩，凸显均压均流均场效果，最大限度的提高保护角的功能性接闪的技术意义，实现了一种小区域高能大保护角直击雷防护装置。

本实用新型实施例提供的一种柱状半圆电场的高电场聚焦接闪定位端头的结构如4所示，高电场聚焦接闪定位端头参数如下：

a：90-135°；半圆锥角度

h2：7-14cm；圆凸台总高度

h1：4-8cm；凸圆柱高度

H3：11-18cm；细圆柱高度

M：12-17cm；细圆柱直径

Q:Φ15-22cm：圆凸台柱直径。

本实用新型实施例提供的直击雷防护装置中的高能均压散流护罩具备抗盐雾316不锈钢(镍铬合金)材料符合GJB151的相关规定。高能均压散流护罩是空心状态，壁厚在0.8-3.5mm范围。顶部曲率半径R≤120mm且表面积≤530cm²或顶部曲率半径R≥270mm且表面积≥750cm²。

电流传导定位轴设置在上电极板上，高能均压散流护罩的下部通过螺旋与电流传导定位轴实现旋转连接，高能均压散流护罩的全部外露金属部分均采用具备抗盐雾316不锈钢(镍镉合金)材料。全部外露金属部分均实现隐蔽目的的喷砂处理，喷砂颗粒度Ra12.5～Ra3.2，喷砂后全部外露金属部分采用表面绿色着色处理，最大限度的提高野外防雷装置的隐蔽特性。

电流传导定位轴与高能双指数函数电荷装载仓内部的半导体实现电气连接。本实用新型实施例提供的一种高能双指数函数电荷装载仓的结构图如图5所示。高能双指数函数电荷装载仓外部设置绝缘套筒，该绝缘套筒为绝缘度及硬度较高的特征环氧材料。绝缘套筒的外部包裹高绝缘硅橡胶材料的防雨塔群，塔裙面斜度范围≥36°。金属保护罩是绝缘套筒的保护装置，金属保护罩通过螺纹金属连接轴与绝缘套筒连接。

本实用新型实施例的直击雷防护装置的接闪电流的波形为双指数函数波形，接闪电流的大小为120-300KA。GB50057-2010《建筑设计防雷规范》GB50343-2012《建筑物电子信息系统雷电防护技术规范》GB21431-2015《建筑物防雷检测技术规范》中定义的典型雷电流波形是双指数函数波形。

高能双指数函数电荷装载仓内部由电荷装载仓容性陶瓷半导体装置、势垒贯穿隧道效应陶瓷半导体联合装置、电荷装载仓电极、电荷装载仓固定片和散热绝缘填充物等组成，高能双指数函数电荷装载仓完成双指数函数电流的限制电流峰值功能，衰减接闪电流是首要目的。电荷装载仓固定片是铝片，通过电荷装载仓固定片接收接闪电流，电荷装载仓固定片还给多个几何片状体的陶瓷半导体结构实现局部散热。

电荷装载仓固定片是与陶瓷片串联压接，目的：散热，导电，减少陶瓷片的热击穿现象，每2-6个陶瓷片中间垫衬一个固定片。电荷装载仓固定片通过螺纹金属连接轴与其它部件进行连接。

高能双指数函数电荷装载仓内部的电荷装载仓容性陶瓷半导体装置可以由5-30个形状相同的几何片状体的陶瓷半导体结构串联组成，串联过渡体为铝箔或锡箔，减少机械压接的接触电阻，闪电电流引起过热效应时，几何片状体的陶瓷半导体结构的表面超过200-300°，则直接呈现熔融式电气连接效应。

每一个几何片状体的陶瓷半导体结构串联的垂直面附着导电金属电极(即电荷装载仓电极)，电荷装载仓电极的材料可以是氧化铋银浆料经过300-900°烧结完成熔化附着，也可以是铝浆料经过粘合剂喷涂后烧结附着，也可以是铜经过高温溅射附着，几何片状体的陶瓷半导体结构的侧面刷图玻璃釉绝缘浆料经过300-600°高温烧结附着，每一个几何片状体的陶瓷半导体结构的闪电导通电压在500-5000V之间，整个直击雷防护装置的整体闪电导通电压在8610-15000V之间。

基本原理：上述材料中的金属氧化物在粉末冶金工艺及高温反应下完成陶瓷半导体芯片，内部氧化锌为主题的Zn粒子为晶粒，其他金属氧化物为晶粒外部包裹的境界层合成物质，在无外界电场时呈现绝缘体状态即绝缘电阻大于10的10次方欧姆，晶粒与境界层组合成众多微小原电池无规则的排列状态，在设定的电场高压(势垒)作用下原电池在nS纳秒时间内发生隧道导通现象，即原电池定向导通，导通电阻小于10的副6-10次方欧姆，形成超低阻状态，整体为典型的电场非线性功能。联合体即为多个片状陶瓷片的串联、并联组合，目的是与高电场实现匹配。电场导通后原电池内部的结电阻形成了在双指数函数电流(典型斜三角波脉冲电流)作用下的一个超小阻止的大概率暂态功耗，阻尼和限制了闪电电流的峰值。

本实用新型实施例的直击雷防护装置，在内部高能双指数函数电荷装载仓内灌封散热绝缘填充物(即：特种具备高绝缘、高散热功能的硅胶物质)，最大限度的提高几何片状体(陶瓷半导体)通过闪电电流时的散热效果，全面减少整机因雷电引起的过热击穿现象。

本实用新型实施例的直击雷防护装置中，在装置底部的法兰上设置下电极板，在下电极板上设置高电场均压环，在高压电场均压环上设置高电场桡侧闪保护端头。进一步防止闪电绕闪、侧闪现象造成的雷击发生，进一步提高直击雷防护装置的可靠性。

本实用新型实施例的直击雷防护装置中的防雨塔裙采用6-20个布设，减少雷雨季节相对湿度＞95％时，水塘、河边、湖畔、海边等区域防护的需要，减少防雨塔裙因高压小电流闪电引起的爬电损坏现象。

本实用新型实施例的直击雷防护装置中，高能双指数函数电荷装载仓内部的电荷装载仓容性陶瓷半导体装置成型后烧结前的主要组分材料包括：氧化锌、氧化铋、氧化锑、氧化钴、氧化锰、氧化铬、氧化硅、氢氧化铝、硝酸银、氧化铝、碳酸银、氧化硼、氧化锡、氧化铜和氧化镍；

烧结后几何片状体的陶瓷半导体呈现黑色状态，烧结后几何片状体陶瓷半导体含有Zn、Bi、Sb、CO、Mn、Sn、Cr、Si、Ni、AL和AG中的一个或多个元素。

本实用新型实施例的直击雷防护装置中，电荷装载仓容性陶瓷半导体装置的制作通过配料、球磨混合、喷雾造粒、压片成型、陶瓷烧结、电极附着、侧面绝缘处理等工艺完成。

本实用新型实施例的直击雷防护装置中，几何片状体的陶瓷半导体结构未烧结前的毛坯体的密度为：2.5-4.0g/cm³。毛坯体烧结后的外观呈黑色状陶瓷片，毫米电压(即：在烧结后毛坯体两端测试DC1mA下在每毫米的导通电压)为：100-450V/mm范围。毛坯体烧结后经过工艺处理，烧成后的几何片状体的陶瓷半导体结构的密度范围为：3-4.8g/cm³。

本实用新型实施例的直击雷防护装置，侧面玻璃釉绝缘浆料的主要组分材料包括：氧化硅、氧化硼、氧化铝、氧化铅、氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化钾、氧化钠等，烧结温度范围：250-900℃。

本实用新型实施例的直击雷防护装置，氧化铋银浆或者铝浆料，按照烧结后几何片状体形状涂附于其截面，放入隧道窑路中进行电极烧结，烧结温度300-900℃，烧结时间1-6小时(即：附着导电金属电极工艺)。还可以用高温铜溅射的工艺完成几何片状体形状涂附工作。

本实用新型实施例的直击雷防护装置，经原子吸收光谱或电镜测试，毛坯体烧结后(外观呈黑色状陶瓷片)含有但不仅限于：铋、锑、钴、锰、铬、硅、铝、银、硼、锡、铜、镍等元素。

本实用新型实施例的直击雷防护装置的装载电荷量具备可控性，典型产品为单仓型、双仓型和四仓型，实现整机装载电荷在10-500毫库伦。

本实用新型实施例的直击雷防护装置可以实现100KA下，衰减80％接闪电流(80KA)即：泄放大地的雷电流只剩下20KA。同理在120KA下，衰减75％接闪电流(90KA)即：泄放大地的雷电流只剩下30KA。150KA下，衰减75％接闪电流(112.5KA)即：泄放大地的雷电流只剩下37.5KA。在200KA下，衰减75％接闪电流(150KA)即：泄放大地的雷电流只剩下50KA。通过国家认可的第三方检验检测机构测试。

本实用新型实施例的直击雷防护装置成功实现全面减少闪电电流引起的地电位高压反击，提高了军用设备的安全性。尤其是保护区域内电子设备的各种端口(如：电源端口和信号端口)的安全性。(公式中：R为电网工频接地电阻，h为直击雷防护装置高度，l0为导电体电感系数，通常每米1-1.55微亨，dt为双指数函数雷电流的波形上升沿时间，di和i为减少后剩下的雷电流，U为雷电接闪反击电压(雷电流与波阻抗的乘积)。不难看出，减少了雷电流就等于减小了雷电接闪后的地电位反击电压

U＝R×i+h×l0×(di/dt)

高能双指数函数电荷装载仓内部的电荷装载仓容性半导体装置成功实现全面减少闪电电流引起的75-80％以上的感应过电压，提高了军用设备的安全性，尤其是保护区域内电子设备的各种端口(如：电源端口和信号端口)的安全性。

公式中：A，B为电源线路或信号线路环绕边长，C为距离直击雷防护装置引下线距离，U为雷电电磁脉冲感应高压，dt为双指数函数雷电流的波形上升沿时间，di为减少后的接闪电流，此不难看出减少闪电电流di就等于减少了雷电电磁脉冲感应高压U，减少了多少电流就等于减少了多少U的乘积倍率。

本实用新型实施例的直击雷防护装置通过其顶部最高曲面中心点设置为定位接闪区域，在曲面的中心接闪区域安装柱状半圆电场接闪端头，实现全面减少闪电连续接闪概率100％，大大提高了军用设备的全天候作战的安全性。通过国家认可的第三方检验检测机构北京雷电防护装置测试中心测试，达到100％的接闪概率。

本实用新型实施例的直击雷防护装置，实现整机装载电荷在10-500mC。保护角满足＞85°的野战防雷基本要求。

本实用新型实施例的直击雷防护装置可以应用于野战救护装备中。

综上所述，本实用新型实施例的直击雷防护装置通过在其顶部最高曲面中心点设置定位接闪区域，安装柱状半圆电场的高电场聚焦接闪定位端头，在与大气电场接闪过程中保证每一次接闪点均在接闪定位端头处发生。使得接闪现象定位而不发生绕闪及侧闪现象。高电场聚焦接闪定位端头接闪后能够最大限度保证闪电滚球效果，接闪电流传到到下部高能均压散流护罩，凸显均压均流均场效果，最大限度的提高保护角的功能性接闪的技术意义，经过国家第三方检测机构北京雷电防护装置测试中心，测试达到了设计效果，100％接闪概率下全部发生在高电场聚焦接闪定位端头，接闪过程稳定，彻底的解决了接闪定位难题。

本实用新型的直击雷防护装置中高能均压散流护罩及所有外露金属均采用具备抗盐雾316(镍铬合金)不锈钢材料。设计符合GJB150《军用装备实验室环境试验方法》的盐雾试验标准相关规定。本实用新型的直击雷防护装置中的高能均压散流护罩是空心状态，壁厚在0.8-3.5mm范围及直接定义了316不锈钢的基本参数。

本实用新型的直击雷防护装置定义了使用范围必须具备隐蔽特性，其中包括光反射、着色等基本要求，本实用新型的直击雷防护装置中，全部外露金属部分均实现隐蔽目的的喷砂处理，喷砂颗粒度Ra12.5～Ra3.2。喷砂后全部外露金属部分采用表面绿色着色处理，最大限度的提高机动式野战系统的防雷装置隐蔽特性。

本实用新型的直击雷防护装置整机，闪电接闪电流为双指数函数波形，接闪电流120-300KA。实现整机装载电荷在10-500mC。实现全面解决闪电连续接闪概率问题，大大提高了军用设备的全天候作战的安全性。经过国家第三方检测机构北京雷电防护装置测试中心，测试达到了设计效果，接闪概率100％。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种直击雷防护装置，其特征在于，包括：高能均压散流护罩、电流传导定位轴、高能双指数函数电荷装载仓和柱状半圆电场的高电场聚焦接闪定位端头；

所述高能均压散流护罩设置在装置的上部，所述高能均压散流护罩的下部通过螺旋与所述电流传导定位轴旋转连接，所述电流传导定位轴与所述高能双指数函数电荷装载仓内部的半导体电气连接，所述柱状半圆电场的高电场聚焦接闪定位端头安装在所述高能均压散流护罩的最高曲面中心点处。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，高能均压散流护罩是空心状态，壁厚在0.8-3.5mm范围，顶部曲率半径R≤120mm且表面积≤530cm²；或顶部曲率半径R≥270mm且表面积≥750cm²。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述高能均压散流护罩和所述装置的全部外露金属部分均采用具备抗盐雾316不锈钢材料。

4.根据权利要求1、2或者3所述的装置，其特征在于，在所述高能双指数函数电荷装载仓的外部设置绝缘套筒，该绝缘套筒的外部包裹高绝缘硅橡胶材料的防雨塔群，塔裙面斜度范围≥36°；

在所述高能双指数函数电荷装载仓的内部设置电荷装载仓容性陶瓷半导体装置和电荷装载仓固定片，通过电荷装载仓固定片接收接闪电流，所述电荷装载仓容性陶瓷半导体装置由多个形状相同的几何片状体的陶瓷半导体结构串联组成，电荷装载仓固定片还给几何片状体的陶瓷半导体结构实现局部散热。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述几何片状体的陶瓷半导体结构的串联过渡体为铝箔或锡箔，每个几何片状体的陶瓷半导体结构串联的垂直面附着电荷装载仓电极。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述几何片状体的陶瓷半导体结构未高温烧结前的成型后毛坯体密度为：2.5-4.0g/cm³，毛坯体高温烧结后外观呈黑色状陶瓷片，直流导通电压1.01mA下，毫米电压为：100-450V/mm范围，毛坯体烧结后经过工艺处理得到的几何片状体的陶瓷半导体结构的密度范围为：3-4.8g/cm³。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，在装置底部的法兰上设置下电极板，在下电极板上设置高电场均压环，在高压电场均压环上设置高电场桡侧闪保护端头。

8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，在所述高能双指数函数电荷装载仓的内部灌封散热绝缘填充物。

Images