KR100722740B1

KR100722740B1 - 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침

Info

Publication number: KR100722740B1
Application number: KR1020040116028A
Authority: KR
Inventors: 허용
Original assignee: (주)용진기업
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2004-12-30
Publication date: 2007-05-29
Also published as: KR20060077222A

Abstract

본 발명은 낙뢰가 발생할 때 대기 중의 이온전자가 피뢰침을 통해 피뢰캡슐의 내부에서 높은 밀도를 가지도록 함으로써 이온발생장치와 방사유도캡을 통해 조기에 방전하여 낙뢰를 유도하여 대지로 접지 시킴으로써 낙뢰의 발생으로 인한 피해를 사전에 방지하도록 하는 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침에 관한 것이다.

본 발명은 전기 방전 증폭장치를 구비한 피뢰침에 있어서, 보빈형 1차 증폭기, 보빈형 2차 증폭기, 이온저장장치 및 발진장치로 구성된 조기방전회로; 상기 조기방전회로와 연결되어 낙뢰 및 이온의 이동통로를 제공하고 이온을 생성하는 나사형 이온생성장치; 상기 조기방전회로를 보호하고 상측에 중공을 형성하여 이를 통해 조기방전회로와 연결된 나사형 이온생성장치를 외부로 인출하여 상부에 구성한 구형의 피뢰캡슐; 및 상기 나사형 이온생성장치의 상부와 결합하며 낙뢰의 조기 유도와 이온발생의 효과를 배가하는 방사유도캡;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

피뢰침, 방전회로, 조기방전, 증폭기, 광역피뢰침

Description

조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침{ION EMISSION TYPE WIDE AREA LIGHTNING CONDUCTOR HAVING DISCHARGE AMPLIFICATION CIRCUIT OF ELECTRICITY}

도 1은 본 발명에 따른 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침의 조기방전회로도,

도 2는 본 발명에 따른 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침의 회로 개략 구조도,

도 3은 본 발명에 따른 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침의 내부구조를 상세히 나타내기 위한 일부 종단면도,

도 4는 본 발명에 따른 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침의 조기방전회로의 보빈(bobbin)형 증폭기의 상태도,

도 5는 입력전압과 스위칭 주파수의 측정결과를 나타낸 그래프,

도 6은 입력전압과 음이온 전류의 측정결과를 나타낸 그래프,

도 7은 입력전압과 양이온 전류의 측정결과를 나타낸 그래프,

도 8은 입력전압과 스위치 전압의 측정결과를 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

10 ; 조기방전회로 11 ; 보빈형 1차 증폭기

12 ; 보빈형 2차 증폭기 13 ; 이온저장장치

14 ; 양면기판 15 ; 발진장치

17 ; 피뢰캡슐 19 ; 방사유도캡

21 ; 중심코어 23 ; 도선안내로

30 ; 나사형 이온생성장치 31 ; 중앙전극

32 ; 나사머리 33 ; 나사의 바아(bar)

35 ; 증폭기연결수단 36 ; 방전전극의 삽입홈

37 ; 방전전극지지부 38 ; 절연판

39 ; 방전전극

일반적으로 대기 중에 뇌운(雷雲)이 형성되면 뇌운과 뇌운 사이 또는 뇌운과 땅 사이에 방전이 발생되며 이러한 방전을 번갯불 또는 낙뢰라 불린다.

그리고, 이러한 낙뢰는 1회에도 같은 길을 수회에서 수십회 반복 방전하는 다수의 방전으로 이루어지는 것이며, 낙뢰를 당하였을 때에는 과전압 충격파로 인하여 사람이 맞았을 때에는 사망하거나 건물에 맞았을 때에는 파괴되는 강한 힘을 가지고 있어 이를 방지하고자 건물의 옥상 끝에는 낙뢰에 의한 피해를 최소화 하고자 방전을 땅으로 유도하는 피뢰침을 설치하는 바, 종래의 피뢰침은 첨단을 가지는 구리봉 또는 철봉을 건축물의 최고부분에 설치하고 이것을 소저항의 도선으로 땅속에 매설하여 금속판에 접하는 기구근방에 뇌운이 발생하였을 경우 이것을 조용히 중화시켜서 파괴적인 방전을 방지하고 파괴적인 방전의 발생에 있어서는 커다란 전도능(傳道能)에 의하여 전기를 완전히 땅속으로 끌어들여 건축물을 보호하도록 하여 왔었다.

그러나, 상기와 같은 피뢰침은 단순히 소저항에 의한 낙뢰를 유도하게 됨으로써 최근에는 전자기기의 사용의 증가로 인하여 전자기기에서 발생되는 전자파에 의하여 이러한 전자파가 피뢰침에서 유도하는 소저항의 힘보다는 커지게 됨으로 낙뢰가 분산되어 유도됨으로서 전자기기에 치명적인 피해가 발생되고 특히 연구소와 같이 첨단의 전자기기를 사용하는 곳은 주변에 건물이 많지 않은 곳에 있으므로 이로 인하여 대기중의 방전이 유도되는 것이 피뢰침뿐만 아니라 전자기기가 밀집된 지역으로 하강하여 커다란 피해가 발생되었다.

또한, 종래의 플랭크린 피뢰침 자체는 단순히 금속으로만 되어있기 때문에 피뢰침 자체의 가격은 저렴한 반면 낙뢰보호의 반경이 좁고, 다수의 돌침을 설치하여야 하므로 접지공사에 따르는 비용이 상당하고, 공사가 매우 번거로운 단점이 있었다.

이러한 불편을 해소하기 위하여 최근에는 종래의 프랭클린 피뢰침 대신에 설치비가 적게 드는 경제적 이점과 낙뢰보호반경의 광역성의 이점 때문에 광역 보호용 피뢰침(ex: 조기방전용 전자식 피뢰침, 광역피뢰침, 전자식 피뢰침)을 널리 사용하는 추세에 있다.

그러나, 이러한 광역 보호용 피뢰침은 시험규격의 제한성과 성능의 입증 등 제도적 어려움이 있으며, 낙뢰를 유도하기 위하여 아주 복잡한 기술구성을 가짐으로 인하여 현재 우리나라에서는 제작이 곤란하여 전량 외국으로부터 고가의 비용을 치르고 수입하여 사용하고 있는 실정이다.

따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 낙뢰가 발생할 때 대기 중의 이온전자가 피뢰침을 통해 피뢰캡슐의 내부에서 높은 밀도를 가지도록 함으로써 이온발생장치와 방사유도캡을 통해 조기에 방전하여 낙뢰를 유도하여 대지로 접지시킴으로써 낙뢰의 발생으로 인한 피해를 사전에 방지하도록 하는 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전기 방전 증폭장치를 구비한 피뢰침에 있어서, 이온생성장치를 통해 뇌운의 전하 전압을 전달받고, 보빈형 1차 증폭기에 의해 증폭된 전하 전압을 다시 이온생성장치로 전달하는 보빈형 2차 증폭기;와 상기 보빈형 2차 증폭기로부터 뇌운의 전하 전압을 축적하는 이온저장장치;와 상기 이온저장장치에 축적된 전하의 전압이 일정 값 이상이 되면 작동하여 도통되고, 이를 보빈형 1차 증폭기로 전달하는 발진장치; 및 상기 발진장치로부터 전달된 전하의 전압을 증폭하여 이를 상기 보빈형 2차 증폭기로 전달하는 보빈형 1차 증폭기;로 구성되는 조기방전회로; 전기전도성 금속재의 나사형으로 나사머리가 아래를 향하도록 하여 나사의 바아(bar)가 중심을 관통한 형태로 위치한 중앙전극;과 상기 중앙전극의 하단 나사머리에 중앙전극과 상기 조기방전회로의 보빈형 2차 증폭기를 연결하는 전기전도성 증폭기연결수단;과 상기 중앙전극의 하단 나사머리 상측에 위치하며, 중앙전극의 바아(bar)를 중심에 두고 이를 감싸는 원기둥형상으로 그 높이는 중앙전극의 바아(bar) 전체 길이의 1/2을 넘지 않으며, 원기둥의 상단에는 2~4개의 방전전극의 삽입홈을 포함하며 열에 강한 합성수지재로 구성된 방전전극지지부; 및 상기 방전전극지지부와 상기 중앙전극의 나사머리 사이에 위치하며, 방전전극지지부와 동일한 직경을 갖는 절연판;으로 구성되며 상기 조기방전회로와 연결되어 낙뢰 및 이온의 이동통로를 제공하고 이온을 생성하는 나사형 이온생성장치; 상기 조기방전회로를 보호하고 상측에 중공을 형성하여 이를 통해 조기방전회로와 연결된 나사형 이온생성장치를 외부로 인출하여 상부에 구성한 구형의 피뢰캡슐; 및 상기 나사형 이온생성장치의 상부와 결합하며 낙뢰의 조기 유도와 이온발생의 효과를 배가하는 방사유도캡; 으로 구성된 것을 특징으로 하는 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침을 제공한다.

상기에서 조기방전회로로 쓰이는 기판은 양면기판인 것이 바람직하다.

또한, 상기 조기방전회로의 보빈형 증폭기의 중심코어는 비자성체이며, 몸체는 합성수지 재질로 외부에 전기전도성 도선을 감는 것이 용이하도록 도선안내로가 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 조기방전회로의 보빈형 1차 증폭기와 보빈형 2차 증폭기에 감긴 전기전도성 도선은 1:8~1:12 비율을 갖는 것이 좋다.

이와 더불어, 상기 조기방전회로의 발진장치는 보빈형 1차 증폭기와 보빈형 2차 증폭기의 전기전도성 도선의 감은 양에 비례하여 적용되는 이온저장장치의 전압이 3000V~5000V 이상이 되면 작동한다.

삭제

아울러, 상기 나사형 이온생성장치의 중앙전극 및 방사유도캡과 반응하여 이온발생을 원활히하기 위하여, 몸체의 하부는 상기 방전전극지지부에 구성된 방전전극 삽입홈과 같은 모양으로 상기 방전전극 삽입홈에 삽입결합되며, 몸체의 상부는 하부와 같은 모양으로 상기 방사유도캡에 삽입결합되며, 몸체의 중앙 외주에 톱니형 표면으로 원뿔의 꼭지점이 바깥을 향하는 모양으로 테두리를 형성하였으며, 몸체의 재료는 전기전도성 금속으로 구성된 전기전도성 방전전극을 더 포함한다.

또한, 상기 방사유도캡은 방사유도캡의 외주를 톱니형상으로 구성한 것이 좋다.

그리고, 상기 나사형 이온생성장치의 중앙전극 및 방전전극은 전기전도성 금속 또는 전기전도성 금속합금 중 어느 하나로 구성하는 것이 바람직하다.

마지막으로, 상기 조기방전회로의 이온저장장치 및 발진장치를 1개이상 추가할 경우에는 안전상 병렬접속 방식으로 추가구성하는 것이 바람직하다.

(실시예)

이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침의 조기방전회로도, 도 2는 본 발명에 따른 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역 피뢰침의 회로 개략 구조도, 도 3은 본 발명에 따른 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침의 내부구조를 상세히 나타내기 위한 일부 종단면도, 도 4는 본 발명에 따른 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침의 조기방전회로의 보빈(bobbin)형 증폭기의 상태도, 도 5는 입력전압과 스위칭 주파수의 측정결과를 나타낸 그래프, 도 6은 입력전압과 음이온 전류의 측정결과를 나타낸 그래프, 도 7은 입력전압과 양이온 전류의 측정결과를 나타낸 그래프, 도 8은 입력전압과 스위치 전압의 측정결과를 나타낸 그래프이다.

본 발명의 가장 큰 목적이라 할 수 있는, 광역피뢰침의 뇌격의 흡수에 대한 효과, 즉 뇌격 흡수성 및 광역성에 대하여 본 발명 이전에 이에 영향을 미치는 조건에 대한 실험을 다음과 같이 하였다.

도 5, 6, 7 및 8은 광역피뢰침의 전자회로의 입력전압에 따른 스위칭 주파수, 이온 전류 및 스위칭 전압을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. 아래 표에서 각 기호의 상세한 실험조건을 나타내었으며, 실험 조건의 C는 이온저장장치, S.A.는 발진장치, P.T.는 2차 증폭기 이다.

[표 1]

기호	실험 조건
T1	C=660uF, S.A=2개 병렬, P.T=700mH(2nd)
T2	C=660uF, S.A=1개, P.T=700mH(2nd)
T3	C=1320uF, S.A=1개, P.T=700mH(2nd)
T4	C=660uF, S.A=1개, P.T=270mH(2nd)
T5	C=1320uF, S.A=1개, P.T=270mH(2nd)
T6	C=660uF, S.A=1개, P.T=200mH(2nd)
T7	C=1320uF, S.A=1개, P.T=200mH(2nd)

도 5의 입력전압과 스위칭 주파수와의 관계에서는 입력전압이 증가할수록 전반적인 실험조건에서 주파수는 증가하였다. 그 이유는 증폭기의 저항성분과 이온저장장치의 크기에 따른 시정수와 발진장치의 동작개시전압(Spark Over Voltage)에 기인된 것으로 판단된다.

도 6 및 7의 입력전압과 양·음이온전류의 관계에서는 입력전압의 증가에 따른 양·음이온전류의 증가는 스위칭 주파수의 증가에 따른 것이며, 또한 이온저장장치가 클수록 양·음이온전류의 증가폭은 훨씬 커지게 된다. 그러나 양이온과 음이온 전류의 크기는 거의 동일하게 나타나고 있다. 여기서 기호 T7의 그래프가 일직선으로 나타나는 것은 측정계기의 한계 값(1000nA)을 초과하기 때문이다.

도 8에서의 입력전압과 스위칭 전압과의 관계는 입력전압이 증가하여도 스위칭 전압은 대체적으로 일정하게 유지되고 있다. 실험결과로부터 양·음이온 양의 발생 능력은, 입력전압과 스위칭 주파수가 높아질수록, 커패시턴스(capacitance)가 커질수록, 인덕턴스(inductance)가 클수록 많아진다는 것을 확인하였다.

상기의 실험의 결과를 정리해 보면, 양·음이온 양의 발생 능력은 첫째, 입력전압과 스위칭 주파수가 높아질수록 둘째, 커패시터(capacitor)의 커패시턴스(capacitance)의 크기가 커질수록 셋째, 인덕터(inductor)의 인덕턴스(inductance)의 크기가 클수록 많아진다는 것을 확인하였다.

그러므로, 광역피뢰침의 뇌격의 흡수에 대한 광역성에 좌우되는 파라미터는 여러 가지지만 실험결과로부터 광역피뢰침의 외기의 영향(대류, 습도 등)이 일정하다면 내부 전자회로에서의 이온 발생량이 클수록 뇌격흡수를 위한 반경이 넓어짐을 알 수 있었다.

이에 본 발명의 구성은, 도 1, 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 보빈형 1차 증폭기(11), 보빈형 2차 증폭기(12), 이온저장장치(13) 및 발진장치(15)로 구성된 조기방전회로(10); 상기 조기방전회로(10)와 연결되어 낙뢰 및 이온의 이동통로를 제공하고 이온을 생성하는 나사형 이온생성장치(30); 상기 조기방전회로(10)를 보호하고 상측에 중공을 형성하여 이를 통해 조기방전회로(10)와 연결된 나사형 이온생성장치(30)를 외부로 인출하여 상부에 구성한 구형의 피뢰캡슐(17); 및 상기 나사형 이온생성장치(30)의 상부와 결합하며 낙뢰의 조기 유도와 이온발생의 효과를 배가하는 방사유도캡(19);으로 구성되었다.

상기에서 조기방전회로(10)로 쓰이는 기판은 양면기판(14)인 것이 바람직한데, 그 이유는 양면기판(14)이 고전압에 잘 견디며, 방전시의 전자파에 의한 내장소자를 잡음으로부터 보호하는 기능이 우수하기 때문이다.

또한, 상기 조기방전회로(10)의 1, 2차 보빈형 증폭기(11, 12)는 도 4에 나타난 바와 같이, 이의 중심코어(21)는 비자성체이며, 몸체는 합성수지 재질로 외부에 전기전도성 도선을 감는 것이 용이하도록 도선안내로(23)가 형성된 것을 사용하였다.

상기 실험결과에서 알 수 있었듯이, 광역피뢰침의 뇌격의 흡수에 대한 효과, 즉 뇌격 흡수성 및 광역성을 높이기 위해서는 상기 조기방전회로(10)에서의 이온 발생량을 크게 하는 것이 관건이라 할 수 있다.

이에 본 발명에서는 도 3에 잘 나타난 본 발명 조기방전회로를 갖는 이온방 사형 광역피뢰침의 내부와 같이 구성하여, 우선, 뇌운의 전하를 상기 나사형 이온생성장치(30)를 통로로 하여 보빈형 2차 증폭기(12)를 통해 이온저장장치(13)에 축적한다. 그 후, 상기에서 축적된 전하의 전압이 일정값 이상이 되면 발진장치(15)가 작동을 하여 보빈형 1차 증폭기(11)를 통해 보빈형 2차 증폭기(12)측으로 약 14배 이상 증폭되어 전달되고, 이는 나사형 이온생성장치(30)를 통해 방전되고, 결국 뇌운을 향하여 스트리머(streamer) 방전을 하고, 상기 스트리머를 통로로 하여 주변의 낙뢰를 미리 유도하는 통로를 형성하여 끌어들이는 역할로 보다 넓은 영역의 낙뢰를 유도할 수 있다.

상기 실험의 결과로 이온 양의 발생 능력은 첫째, 입력전압과 스위칭 주파수가 높아질수록 둘째, 커패시터(capacitor)의 커패시턴스(capacitance)의 크기가 커질수록 셋째, 인덕터(inductor)의 인덕턴스(inductance)의 크기가 클수록 많아진다는 것을 확인한 바 있다.

이에, 본 발명에서는 인덕터인 상기 조기방전회로(10)의 보빈형 1차 증폭기(11)와 보빈형 2차 증폭기(12)에 감긴 전기전도성 도선의 비율을 1:8~1:12 로 갖도록 하여 이온의 발생양을 증폭시켰다.

그리고, 상기 보빈형 1차 증폭기(11) 및 보빈형 2차 증폭기(12)는 단일의 보빈에 전기전도성 도선을 감아 저항을 형성하는 것 보다는 워낙 전압이 크기 때문에 몸체에 도선안내로(23)가 형성된 짧은 길이의 보빈을 다수개 두어 연결하는 방식으로 구성하는 것이 고전압에도 잘 견딘다는 것을 알 수 있었다.

이와 더불어, 상기 조기방전회로(10)의 발진장치(15)는 보빈형 1차 증폭기 (11)와 보빈형 2차 증폭기(12)의 전기전도성 도선의 감은 양에 비례하여 발진장치(15)가 작동하는데, 상기 조기방전회로(10)에 구성할 수 있는 보빈의 양에도 한계가 있으므로, 이에 적용되는 이온저장장치의 전압은 대략 3000V~5000V 이상이 되면 작동됨을 알 수 있었다.

또한, 상기 나사형 이온생성장치(30)는 전기전도성 금속재의 나사형으로 나사머리(32)가 아래를 향하도록 하여 나사의 바아(bar)(33)가 중심을 관통한 형태로 위치한 중앙전극(31); 상기 중앙전극(31)의 하단 나사머리(32)에 중앙전극(31)과 상기 조기방전회로(10)의 보빈형 2차 증폭기(12)를 연결하는 전기전도성 증폭기연결수단(35); 상기 중앙전극(31)의 하단 나사머리(32) 상측에 위치하며, 중앙전극의 바아(bar)(33)를 중심에 두고 이를 감싸는 원기둥형상으로, 그 높이는 중앙전극의 바아(bar)(33) 전체 길이의 1/2을 넘지 않으며, 원기둥의 상단에는 2~4개의 방전전극의 삽입홈(36)을 포함하며 열에 강한 합성수지재로 구성된 방전전극지지부(37); 및 상기 방전전극지지부(37)와 상기 중앙전극(31)의 나사머리(32) 사이에 위치하며, 방전전극지지부(37)와 동일한 직경을 갖는 절연판(38);으로 구성된다.

아울러, 상기 나사형 이온생성장치의 중앙전극(31) 및 방사유도캡(19)과 반응하여 이온발생을 원활히하기 위하여, 몸체의 하부는 상기 방전전극지지부(37)에 구성된 방전전극 삽입홈(36)과 같은 모양으로 상기 방전전극 삽입홈(36)에 삽입결합되며, 몸체의 상부는 하부와 같은 모양으로 상기 방사유도캡(19)에 삽입결합되며, 몸체의 중앙 외주에 톱니형 표면으로 원뿔의 꼭지점이 바깥을 향하는 모양으로 테두리를 형성하였으며, 몸체의 재료는 전기전도성 금속으로 구성된 전기전도성 방 전전극(39)을 더 포함한다.

그리고, 상기 방사유도캡(19)의 외주 또한 상기 전기전도성 방전전극(39)의 중앙부에 형성된 테두리와 같이 프레스 성형 등의 방법을 이용하여 다양한 형태의 톱니형상으로 구성하여, 상기 나사형 이온생성장치(3)의 중앙전극(31)과 방전전극(39) 사이에 일어나는 스파크에 일조하여 이온발생률을 높이고 실제 낙뢰시의 방전이 보다 용이하도록 하는 효과가 있다.

그리고, 상기 나사형 이온생성장치(30)의 중앙전극(31) 및 방전전극(39)에 사용되는 재료로는 전기전도성 금속 또는 전기전도성 금속합금 중 어느 하나로 구성하는 것이 바람직한데, 그 예로는 구리, 구리합금, 철, 철합금, 알루미늄 및 알루미늄합금 등을 들 수 있다.

마지막으로, 상기 조기방전회로의 이온저장장치 및 발진장치를 1개 이상 추가할 경우에는 안전상 병렬접속 방식으로 추가구성하는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명의 조기방전회로를 적용하면 낙뢰가 발생할 때 대기 중의 이온전자가 피뢰침을 통해 피뢰캡슐 내부의 조기방전회로에서 높은 밀도를 가짐으로써 이온발생장치와 방사유도캡을 통해 많은 양의 이온을 발생하여 이를 통 로로 낙뢰를 유도해 대지로 접지시킴으로써 낙뢰의 발생으로 인한 피해를 사전에 방지할 수 있는 효과가 있으며, 현재 우리나라에서는 제작이 곤란하여 전량 외국으로부터 고가의 비용을 치르고 수입하여 사용하고 있는 광역피뢰침을 본 발명을 통하여 국내에서 생산할 수 있다는 것으로 국가적인 면으로도 큰 이익이라 할 수 있다.

Claims

전기 방전 증폭장치를 구비한 피뢰침에 있어서,

이온생성장치를 통해 뇌운의 전하 전압을 전달받고, 보빈형 1차 증폭기에 의해 증폭된 전하 전압을 다시 이온생성장치로 전달하는 보빈형 2차 증폭기;와 상기 보빈형 2차 증폭기로부터 뇌운의 전하 전압을 축적하는 이온저장장치;와 상기 이온저장장치에 축적된 전하의 전압이 일정 값 이상이 되면 작동하여 도통되고, 이를 보빈형 1차 증폭기로 전달하는 발진장치; 및 상기 발진장치로부터 전달된 전하의 전압을 증폭하여 이를 상기 보빈형 2차 증폭기로 전달하는 보빈형 1차 증폭기;로 구성되는 조기방전회로;

전기전도성 금속재의 나사형으로 나사머리가 아래를 향하도록 하여 나사의 바아(bar)가 중심을 관통한 형태로 위치한 중앙전극;과 상기 중앙전극의 하단 나사머리에 중앙전극과 상기 조기방전회로의 보빈형 2차 증폭기를 연결하는 전기전도성 증폭기연결수단;과 상기 중앙전극의 하단 나사머리 상측에 위치하며, 중앙전극의 바아(bar)를 중심에 두고 이를 감싸는 원기둥형상으로 그 높이는 중앙전극의 바아(bar) 전체 길이의 1/2을 넘지 않으며, 원기둥의 상단에는 2~4개의 방전전극의 삽입홈을 포함하며 열에 강한 합성수지재로 구성된 방전전극지지부; 및 상기 방전전극지지부와 상기 중앙전극의 나사머리 사이에 위치하며, 방전전극지지부와 동일한 직경을 갖는 절연판;으로 구성되며 상기 조기방전회로와 연결되어 낙뢰 및 이온의 이동통로를 제공하고 이온을 생성하는 나사형 이온생성장치;

상기 조기방전회로를 보호하고 상측에 중공을 형성하여 이를 통해 조기방전회로와 연결된 나사형 이온생성장치를 외부로 인출하여 상부에 구성한 구형의 피뢰캡슐; 및

상기 나사형 이온생성장치의 상부와 결합하며 낙뢰의 조기 유도와 이온발생의 효과를 배가하는 방사유도캡; 으로 구성된 것을 특징으로 하는 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침.
제 1항에 있어서, 상기 조기방전회로는

양면기판으로 구성된 것을 특징으로 하는 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침.
제 1항에 있어서, 상기 조기방전회로의 보빈형 증폭기의

중심코어는 비자성체이며, 몸체는 합성수지 재질로 외부에 전기전도성 도선 을 감는 것이 용이하도록 도선안내로가 형성된 것을 특징으로 하는 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 조기방전회로의 보빈형 1차 증폭기와 보빈형 2차 증폭기에 감긴 전기전도성 도선은 1:8~1:12 비율인 것을 특징으로 하는 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침.
제1항에 있어서, 상기 조기방전회로의 발진장치는 보빈형 1차 증폭기와 보빈형 2차 증폭기의 전기전도성 도선의 감은 양에 비례하여 적용되는 이온저장장치의 전압이 3000V~5000V 이상이 되면 작동하는 것을 특징으로 하는 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침.
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제1항에 있어서,

상기 나사형 이온생성장치의 중앙전극 및 방사유도캡과 반응하여 이온발생을 원활히하기 위하여,

몸체의 하부는 상기 방전전극지지부에 구성된 방전전극 삽입홈과 같은 모양으로 상기 방전전극 삽입홈에 삽입결합되며,

몸체의 상부는 하부와 같은 모양으로 상기 방사유도캡에 삽입결합되며,

몸체의 중앙 외주에 톱니형 표면으로 원뿔의 꼭지점이 바깥을 향하는 모양으로 테두리를 형성하였으며,

몸체의 재료는 전기전도성 금속으로 구성된 전기전도성 방전전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침.
제1항에 있어서, 상기 방사유도캡은 방사유도캡의 외주를 톱니형상으로 구성한 것을 특징으로 하는 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침.
제1항에 있어서, 상기 나사형 이온생성장치의 중앙전극 및 방전전극은 전기 전도성 금속 또는 전기전도성 금속합금 중 어느 하나로 구성한 것을 특징으로 하는 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침.
제1항에 있어서, 상기 조기방전회로의 이온저장장치 및 발진장치를 1개이상 추가할 경우에는 병렬접속 방식으로 추가구성한 것을 특징으로 하는 조기방전회로를 갖는 이온방사형 광역피뢰침.