主動式微波誘導(dǎo)避雷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種主動式微波誘導(dǎo)避雷系統(tǒng)。利用微波作為上行先導(dǎo)，進而達到主動率先引雷入地的目的。本系統(tǒng)主要由大氣電場檢測裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、誘導(dǎo)裝置和雷電保護電路四部分構(gòu)成。大氣電場檢測裝置主要用于實時檢測大氣電場的場強；數(shù)據(jù)處理裝置，連接大氣電場檢測裝置和誘導(dǎo)裝置；誘導(dǎo)裝置包括接閃器、微波產(chǎn)生電路、天線和接地裝置；雷電保護電路保護系統(tǒng)不被雷電流損壞。本發(fā)明有別于傳統(tǒng)的避雷方式，解決了傳統(tǒng)避雷過程中諸多問題，是一種更加主動、更加可靠、保護范圍更大的防雷避雷方法。
【專利說明】主動式微波誘導(dǎo)避雷系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到了防雷避雷工程領(lǐng)域，特別設(shè)計了一種主動式的微波避雷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]避雷防雷技術(shù)，大體上可以分為常規(guī)防雷保護方式和非常規(guī)防雷保護方式兩種。
[0003]常規(guī)防雷保護方式又稱為傳統(tǒng)防雷裝置。可分為防直擊雷電、防感應(yīng)雷電和綜合性防雷電。防直擊雷的避雷裝置一般由三部分組成。即接閃器、引下線和接地體；其中接閃器又分為避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)。防直擊雷裝置最常用就是我們?nèi)粘Ｉ畛Ｒ姷谋芾揍槨７栏袘?yīng)雷電的避雷裝置主要是避雷器。避雷器能釋放雷電也可以釋放電力系統(tǒng)操作過程中的過電壓能量，保護設(shè)備免受瞬時過電壓危害，又能截斷續(xù)流，不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置。避雷器通常接于帶電導(dǎo)線與地之間，與被保護設(shè)備并聯(lián)。當(dāng)由于雷電等原因使過壓值達到規(guī)定的動作電壓時，避雷器立即動作，流過電荷，限制過電壓幅值，保護設(shè)備絕緣；電壓值正常后，避雷器又迅速恢復(fù)原狀，以保證系統(tǒng)正常供電。對同一個保護對象同時采用多種避雷裝置，稱為綜合性防雷電。
[0004]非常規(guī)防雷保護方式又可稱為主動式防雷保護方式。有別與傳統(tǒng)的被動式避雷針方式，利用激光束、火箭、水柱或者放射性物質(zhì)等，形成一個提前的上行先導(dǎo)，可以將雷電引入到大地當(dāng)中，從而達到主動引雷入地的目的。主動式避雷針等防雷裝置進行主動雷電防護，這些防雷裝置稱為非常規(guī)防雷裝置。非常規(guī)防雷裝置主要有以下幾種。
[0005](I)激光引雷:用強度足夠的激光束射向雷云，來定向引導(dǎo)雷電，起到主動截雷或引雷效果。
[0006](2)火箭引雷:用小火箭牽引一條金屬絲直接發(fā)射到雷云中實現(xiàn)人工觸發(fā)雷擊而達到引雷目的。
[0007](3)水柱引雷:利用脈動加壓或高壓水槍將水柱射向雷云形成引雷通道的方法。
[0008](4)放射性避雷針:在避雷針等接閃裝置頂部預(yù)先裝土放射性物質(zhì)或感應(yīng)圈，加大空氣電離程度，提高引雷效率。起到增高避雷針高度的作用。
[0009](5)排雷器:在被保護物的頂部放置一個能生成與雷云同極性電荷的裝置，使其下方形成一個排雷區(qū)，起到防雷作用。
[0010]主動式避雷針體積小，保護范圍廣等優(yōu)點尤其適合一些比較大型的現(xiàn)代化建筑或重要的標(biāo)志建筑和一些大型設(shè)施。它已被全球范圍內(nèi)十幾萬個工程項目采用，如盧浮宮、巴黎圣母院、北京故宮、五棵松體育館、香港會展中心、上海體育場以及國內(nèi)外眾多的高層建筑、電廠、煉油廠、機場、微波臺站等今后將會得到越來越廣泛的應(yīng)用。在我國，主動式避雷針獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。
[0011]我們所發(fā)明的微波誘導(dǎo)防雷系統(tǒng)的亦屬于非常規(guī)防雷保護也就是主動式避雷保護的一種。它解決了傳統(tǒng)避雷針被動接閃、二次雷擊效應(yīng)嚴(yán)重的局限。用這種避雷針能獨立地保護建筑物，在同等條件下，要比普通避雷針減少支數(shù)、降低高度。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是設(shè)計一種新型的主動式避雷防雷系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要包括四部分組成:大氣電場檢測裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、誘導(dǎo)裝置和雷電保護電路四部分構(gòu)成。大氣電場檢測裝置主要用于檢測到大氣電場的模擬量；數(shù)據(jù)處理裝置主要用于模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換和給后續(xù)誘導(dǎo)裝置發(fā)送發(fā)射微波的信號，其連接大氣電場檢測裝置和誘導(dǎo)裝置；誘導(dǎo)裝置包括接閃器、天線、微波產(chǎn)生電路和接地裝置；雷電保護電路保護系統(tǒng)不被雷電流損壞。
[0013]按照本發(fā)明的主動式微波誘導(dǎo)避雷系統(tǒng)，其特征在于:使用微波作為率先引雷入地的上行先導(dǎo)，并將大氣電場場強的檢測、微波的產(chǎn)生與發(fā)射及雷電保護集成與一體。大氣電場檢測裝置用于檢測大氣電場的場強，并將采集到的模擬量送到數(shù)據(jù)處理裝置做數(shù)字化處理；誘導(dǎo)裝置用于產(chǎn)生微波及接受來自數(shù)據(jù)處理裝置的發(fā)射微波的信號；雷電保護電路用于保護整個系統(tǒng)的安全。
[0014]特別需要指出的就是，本發(fā)明把微波作為主動式避雷的誘導(dǎo)基質(zhì)，不僅安全可靠，還使雷電保護半徑大大提高。
[0015]通過下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式的詳細描述可進一步理解本發(fā)明的各種目標(biāo)、特征和優(yōu)點。
[0016]附圖1是本發(fā)明的總體框圖。
[0017]附圖2是本發(fā)明具體連接示意圖。
[0018]附圖3是大氣電場檢測裝置內(nèi)部示意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖描述本發(fā)明的【具體實施方式】:
圖1示出了本發(fā)明的總體框圖。本發(fā)明的系統(tǒng)分為四個部分:大氣電場檢測裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、誘導(dǎo)裝置和雷電保護電路。
[0020]附圖2給出了整個系統(tǒng)的具體連接示意圖。大氣電場檢測裝置用于實時的檢測裝置附近處的大氣電場的模擬量，其內(nèi)部具體設(shè)計詳見圖3。大氣電場檢測裝置采集到大氣電場的模擬量后，將此值輸出給數(shù)據(jù)處理裝置。數(shù)據(jù)處理裝置主要有兩個作用:一是接受大氣電場的模擬量，并通過模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)化器也就是ADC模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量；二是給后續(xù)誘導(dǎo)裝置中的微波發(fā)射裝置發(fā)送發(fā)射微波的信號。針對第二個方面來說，我們預(yù)先將極有可能發(fā)生雷電時，此時大氣電場場強值作為臨界值輸入到數(shù)據(jù)處理裝置中。當(dāng)通過數(shù)據(jù)處理裝置轉(zhuǎn)化后的數(shù)字化的大氣電場值低于此臨界值時，不給后續(xù)的誘導(dǎo)裝置發(fā)送發(fā)射微波的信號；當(dāng)高于此臨界值時，數(shù)據(jù)處理裝置給誘導(dǎo)裝置發(fā)送發(fā)射微波的信號。將微波產(chǎn)生電路產(chǎn)生的微波，經(jīng)天線發(fā)送出去。
[0021]如附圖2所示，誘導(dǎo)裝置主要包括接閃器、微波產(chǎn)生電路、天線和接地裝置。接閃器用于接收雷電，并引雷入地。微波產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生微波，天線用于發(fā)射微波。當(dāng)數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)送發(fā)射微波的信號時，微波產(chǎn)生電路將產(chǎn)生的微波通過天線發(fā)射出去，從而加大空氣當(dāng)中的離子電流，進而率先形成引雷的上行先導(dǎo)，將雷電通過微波形成的通路引到接閃器上。天線與接閃器之間不是一條通路，兩者之間由雷電保護電路隔離，所以閃電電流不會從天線的通路入地，這就對天線進行了保護。
[0022]附圖3為大氣電場檢測裝置的內(nèi)部示意圖，其采用場磨式的大氣電場采集裝置，由轉(zhuǎn)子和定子組成。通過電機不停的帶動轉(zhuǎn)子切割大氣電場，從而在定子上產(chǎn)生正比與大氣電場的微弱的模擬信號量，經(jīng)過前置放大電路的放大，進而得到比較理想的大氣電場場強的模擬量。最后將此模擬量輸入給數(shù)據(jù)處理裝置，進行如上所述的處理。
【權(quán)利要求】
1.一種主動式微波誘導(dǎo)避雷系統(tǒng)，由大氣電場檢測裝置(I)、數(shù)據(jù)處理裝置(2)、誘導(dǎo)裝置(3)和雷電保護電路(4)，其特征在于使用微波作為主動引雷入地的上行先導(dǎo)。
2.如權(quán)利要求書I所述的微波誘導(dǎo)避雷系統(tǒng)，其特征在于集大氣電場場強采集、微波產(chǎn)生與發(fā)射及相關(guān)雷電保護于一體。
3.如權(quán)利要求書I所述的微波誘導(dǎo)避雷系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)處理裝置(2)處理來自大氣電場檢測裝置(I)的信號，并給誘導(dǎo)裝置(3 )發(fā)送發(fā)射微波的信號。
4.如權(quán)利要求書I或3所述的誘導(dǎo)裝置(3)，其特征在于包括接閃器(5)、天線(6)、微波產(chǎn)生電路(7)。
5.如權(quán)利要求書4所述的微波產(chǎn)生電路(7)，其特征在于產(chǎn)生微波并接受來自數(shù)據(jù)處理裝置(2)的信號。
6.如權(quán)利要求書4所述的天線(6)，其特征在于發(fā)射微波，并將微波率先作為上行先導(dǎo)引導(dǎo)接閃器(5)上。
【文檔編號】H01T19/00GK103594931SQ201310508897
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月5日
【發(fā)明者】郭銀景, 呂文紅, 孫紅雨, 丁慶安, 王正杰, 梁泉泉, 衛(wèi)永琴, 衛(wèi)阿盈, 吳娜, 陸翔, 馬長有, 趙禮林, 劉祥龍, 宋文燦, 張露, 楊玉偉, 孫澤華, 王文強, 張賓, 王英迪, 梁亮, 劉曉玲, 侯麗娜 申請人:山東科技大學(xué)