本發(fā)明涉及防雷領(lǐng)域，具體涉及一種防雷和\或防靜電裝置及方法。

背景技術(shù)：

常用的防雷接地裝置由接閃器、引下線、接地裝置組成。

接閃器：是指避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)的直接接受雷電的部分，以及用作接閃的金屬屋頂、金屬構(gòu)件等。避雷針是指使用最廣的一種接閃器，處于高于被保護(hù)物體的空間位置上的金屬接閃器用過引下線和接地體保持與地良好的電氣連接被稱為避雷針。當(dāng)雷云出現(xiàn)在地面的天空時(shí)，又由于靜電感應(yīng)作用，金屬物體的接閃器上將出現(xiàn)大量與雷云電荷極性相反的電荷。于是，在接閃器的頂端處雷電場將發(fā)生畸變，出現(xiàn)局部高電場區(qū)。為雷擊先導(dǎo)向接閃器發(fā)展創(chuàng)造了十分有利條件，以致很容易將雷擊先導(dǎo)吸引的接閃器上。使雷擊點(diǎn)出現(xiàn)在接閃器的頂端，而不至于出現(xiàn)在其下面的被保護(hù)物體上。由此可見，避雷針的真正功能不是避雷，而是引雷，是讓自身遭受雷擊換取其下面的物體得到保護(hù)。

引下線：引下線一般用直徑為8mm的圓鋼，沿建筑物的四角引下到接地網(wǎng)上。

接地裝置：傳統(tǒng)的方法是：互距5m采用長2.5m的規(guī)格為40×40×4mm三根鍍鋅角鋼打入地中并聯(lián)，并與引下線連接。

避雷裝置的作用就是當(dāng)接閃器接受電流后，經(jīng)過引下線將電流導(dǎo)人接地裝置進(jìn)而安全地進(jìn)人大地，保證建筑物內(nèi)設(shè)備和人身的安全。至于選擇何種防雷措施，則應(yīng)根據(jù)所保護(hù)對(duì)象的重要性、當(dāng)?shù)乩纂娀顒?dòng)情況進(jìn)行比較確定。一般來說，避雷針主要作為露天變電設(shè)備、建筑物和構(gòu)筑物等的保護(hù)；避雷線主要作為電力線路的保護(hù)；避雷網(wǎng)或避雷帶主要作為建筑物的保護(hù)。

接地電阻是表征接地體向大地泄散電流的基本物理參數(shù)，也是衡量防雷地網(wǎng)的重要指標(biāo)。電阻越小越好，因?yàn)榻拥仉娮柙叫。⒘髟娇?；落雷物體高電位保持時(shí)間越短，危險(xiǎn)越小，乃至于跨步電壓、接觸電壓也越小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種防雷技術(shù)，能夠消除金屬物體，如構(gòu)件、設(shè)施、建筑等具有的引雷功能；能夠消除金屬導(dǎo)體的雷電靜電高壓；能夠?qū)崿F(xiàn)雷電流對(duì)地電位泄放的功能。

本發(fā)明所述的一種防雷和\或防靜電方法，利用如下結(jié)構(gòu)的防雷恒壓裝置防雷和\或防靜電，所述的防雷恒壓裝置包括金屬極I、金屬極II、電解液，金屬極I、金屬極II分別與電解液相接觸，金屬極I和金屬極II不接觸；所述的金屬極I、金屬極II為電位相同或相近的金屬材料制備而成；

所述的金屬極I與接閃器連接，金屬極II與大地相連接；或者金屬極II與接閃器連接，金屬極I與大地相連接；電解液與金屬極I和金屬極II的接觸面發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生兩個(gè)極性與電位相同的電極；

將防雷恒壓裝置的其中一個(gè)金屬極與接閃器或者需要保護(hù)的電氣設(shè)備的暫態(tài)等電位連接點(diǎn)或等電位連接點(diǎn)相接，另一金屬極與大地相接獲得地電位，當(dāng)雷電或者靜電電壓抵達(dá)防雷恒壓裝置，接收正向電壓的電極端將加劇其氧化反應(yīng)，產(chǎn)生大量帶負(fù)電離子流向該電極，接受反向電壓并該電位低于電極電位的電極端，將發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生大量帶正電離子流向該電極，從而將雷電高電壓或者靜電電壓轉(zhuǎn)換為電流，進(jìn)而將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能，迅速消除接閃器頂端或者電氣設(shè)備的局部高電場區(qū)，加速對(duì)地電位泄放及消耗雷電或靜電能量。從而避免雷電能量以其他途徑散發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)物體進(jìn)行防雷保護(hù)。

所述的恒壓防雷裝置金屬極I為容器，電解液盛放在容器中，金屬極II懸空在電解液中。

所述的恒壓防雷裝置金屬極I為頂部開口的容器。

所述的恒壓防雷裝置金屬極II為金屬棒，或者為體積較大的金屬塊上端連接金屬棒所組成的結(jié)構(gòu)；所述的金屬極I的上部開口經(jīng)過絕緣材料制成的密封層密封，所述的金屬極II的上端穿過密封層延伸出來，金屬極II的上端配有外接線柱；所述的金屬極I的容器壁上端任一處設(shè)有外接線柱。

所述的防雷恒壓裝置金屬極I、金屬極II選擇高導(dǎo)磁，高導(dǎo)電，高導(dǎo)熱，耐腐蝕的合金材料制成。

優(yōu)選的，所述的防雷恒壓裝置金屬極I、金屬極II采用的金屬材料為鐵合金。

本發(fā)明所述的一種防雷恒壓裝置，包括金屬極I、金屬極II、電解液，所述的金屬極I、金屬極II分別與電解液相接觸，金屬極I和金屬極II不接觸；所述的金屬極I、金屬極II為電位相同或相近的金屬材料制備而成；

所述的金屬極I為容器，電解液盛放在容器中，金屬極II懸空在電解液中；

所述的金屬極I為頂部開口的容器；

所述的金屬極II為金屬棒，或者為體積較大的金屬塊上端連接金屬棒所組成的結(jié)構(gòu)。

所述的金屬極I的上部開口經(jīng)過絕緣材料制成的密封層密封，所述的金屬極II的上端穿過密封層延伸出來，金屬極II的上端配有外接線柱；

所述的金屬極I的容器壁上端任一處設(shè)有外接線柱。

所述的金屬極I、金屬極II選擇高導(dǎo)磁，高導(dǎo)電，高導(dǎo)熱，耐腐蝕的合金材料制成。

優(yōu)選的，所述的金屬極I、金屬極II采用的金屬材料為鐵合金。

所述的防雷恒壓裝置靜態(tài)時(shí)，電解液與兩個(gè)金屬電極的接觸面發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生兩個(gè)極性與電位相同的電極。由于兩個(gè)電極電位差為零，直流恒壓器無極性，不能作為電池使用。

所述的防雷恒壓裝置的電特性為：動(dòng)態(tài)電阻很小，且電壓越高，電阻越小，恒壓特性越好。

本發(fā)明所述的防雷和\或防靜電方法：

（1）可在金屬接閃器與大地間接入所述恒壓防雷裝置，以減少直接雷擊。

當(dāng)雷云出現(xiàn)在地面的天空時(shí)，由于靜電感應(yīng)作用，金屬接閃器上將聚集大量與雷云電荷極性相反的電荷，形成局部高電場區(qū)。與此同時(shí)，在金屬接閃器的頂端處與接地體或大地之間，也因電荷聚集出現(xiàn)局部電位差。當(dāng)在金屬接閃器與大地間接入恒壓防雷裝置，利用其恒壓特性，使得金屬接閃器頂端電位與地電位基本相同。這樣，就消除了接閃器頂端的局部高電場區(qū)，削弱或消除了雷擊先導(dǎo)向接閃器發(fā)展的條件，以實(shí)現(xiàn)減少直接雷擊的目的。

（2）可在金屬閃接器與大地間接入所述恒壓防雷裝置，以消除雷電靜電高壓。

當(dāng)雷云出現(xiàn)在地面的天空時(shí)，由于靜電感應(yīng)作用，金屬導(dǎo)體上將聚集大量與雷云電荷極性相反的電荷，在金屬導(dǎo)體與大地之間，也因電荷聚集出現(xiàn)局部電位差。當(dāng)在金屬導(dǎo)體與大地間接入一個(gè)恒壓防雷裝置，利用其恒壓特性的作用，使金屬導(dǎo)體與地之間的電位基本相同。這樣，就消除了雷電靜電高壓，即使雷擊發(fā)生，雷云電荷突然消失，金屬導(dǎo)體上也沒有靜電高壓造成次生雷電危害的可能。

（3）可將恒壓防雷裝置的一端接收雷電，另一端接入大地獲得地電位，以泄放雷電能量。

雷電與大地的高壓在恒壓防雷裝置內(nèi)部形成大通量電流，通過恒壓防雷裝置自身高效的電-熱能量轉(zhuǎn)換并釋放，完成雷電能量的對(duì)地電位泄放。

當(dāng)防雷恒壓裝置兩端感應(yīng)到直流電壓時(shí)，接受正向電壓的電極端將加劇其氧化反應(yīng)，產(chǎn)生大量帶負(fù)電離子流向該電極。接受反向電壓并該電位低于電極電位的電極端，將發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生大量帶正電離子流向該電極。這樣，雷電與大地的高壓在恒壓防雷裝置內(nèi)部形成大通量電流，這種脈沖大電流產(chǎn)生強(qiáng)烈的磁通量變化，又在鐵金屬導(dǎo)體內(nèi)形成渦流生熱，雷電能量將轉(zhuǎn)換為化學(xué)、磁和熱能并釋放，完成雷電能量的對(duì)地電位泄放。

本發(fā)明所述防雷和\或防靜電方法的優(yōu)越性在于：

1.可消除避雷針引雷效應(yīng)，減少保護(hù)區(qū)域直接雷擊現(xiàn)象，更有效的保護(hù)保護(hù)區(qū)內(nèi)的物體不受雷電危害。

2.可消除金屬物體的靜電感應(yīng)雷害，既減少直接雷擊金屬物體的現(xiàn)象，亦可消除靜電感應(yīng)高壓放電危害的發(fā)生。

3.通過雷電對(duì)地電位放電取代通過接地體把雷電流導(dǎo)入大地，解決傳統(tǒng)防雷技術(shù)存在的以下問題：

（1）雷電流泄放電阻值不需要現(xiàn)場施工獲取，極大降低防雷接地施工的難度和施工成本；

（2）雷電流泄放電阻值不會(huì)受制于環(huán)境、土壤導(dǎo)電率和氣候等自然條件；

（3）雷電流泄放電阻值達(dá)到0.1歐姆以下，動(dòng)態(tài)優(yōu)于靜態(tài)，高壓優(yōu)于低壓，保證了測(cè)量結(jié)果的客觀性、有效性和穩(wěn)定性；

（4）雷電流泄放電阻值可以作為直流恒壓器產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)而精確制定；

（5）雷電對(duì)地電位放電方式產(chǎn)生反壓極小，無跨步電壓產(chǎn)生；

（6）雷電對(duì)地電位放電可以在雷電引入處完成，避免接地引下線因瞬間通過巨大雷電流產(chǎn)生的反壓對(duì)被保護(hù)物體的危害；

（7）雷電對(duì)地電位放電可以獲得最佳、穩(wěn)定的響應(yīng)時(shí)間。

4. 通過與SPD器件配合，獲得最佳暫態(tài)等電位效果，防護(hù)各種感應(yīng)雷電產(chǎn)生浪涌高壓對(duì)電氣設(shè)備造成危害。

附圖說明

圖1為所述防雷恒壓裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖中的序號(hào)和各部分結(jié)構(gòu)及名稱如下：

1-金屬極I；2-金屬極II；3-電解液；4-密封層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖具體闡述本發(fā)明的實(shí)施例

實(shí)施例1

如圖1所示：

本發(fā)明所述的一種防雷和\或防靜電方法，利用如下結(jié)構(gòu)的防雷恒壓裝置防雷，所述的金屬極I1、金屬極II2分別與電解液3相接觸，金屬極I1和金屬極II2不接觸；所述的金屬極I1、金屬極II2為屬性相同的金屬材料制備而成，電解液與金屬極I1和金屬極II2的接觸面發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生兩個(gè)極性與電位相同的電極電場；所述的金屬極I1與接閃器或者電氣設(shè)備的暫態(tài)等電位連接點(diǎn)連接，金屬極II2與大地相連接；或者金屬極II2與接閃器或者電氣設(shè)備的暫態(tài)等電位連接點(diǎn)連接，金屬極I1與大地相連接；

所述的恒壓防雷裝置金屬極I 1為頂部開口的容器，電解液3盛放在容器中，金屬極II 2懸空在電解液3中。

當(dāng)恒壓防雷裝置的一端接收雷電，另一端接入大地獲得地電位時(shí)，雷電經(jīng)過接閃器或者電氣設(shè)備抵達(dá)防雷恒壓裝置，防雷恒壓裝置的金屬極I1和金屬極II2感應(yīng)到雷電直流高電壓時(shí)，接受正向電壓的電極端將加劇其氧化反應(yīng)，產(chǎn)生大量帶負(fù)電離子流向該電極，接受反向電壓并該電位低于電極電位的電極端，將發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生大量帶正電離子流向該電極，這樣，雷電與大地的高壓在恒壓防雷裝置內(nèi)部形成大通量電流，這種脈沖大電流產(chǎn)生強(qiáng)烈的磁通量變化，又在鐵金屬導(dǎo)體內(nèi)形成渦流生熱，雷電能量將被轉(zhuǎn)換為化學(xué)、磁和熱能并釋放，完成雷電能量的對(duì)地電位泄放，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)區(qū)域物體進(jìn)行防雷保護(hù)。

實(shí)施例2

如圖1所示：

本發(fā)明所述的一種防雷和\或防靜電方法，利用防雷恒壓裝置防靜電，該防雷恒壓裝置結(jié)構(gòu)基于實(shí)施例1結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，金屬極II2為金屬棒，或者為體積較大的金屬塊上端連接金屬棒所組成的結(jié)構(gòu)；所述的金屬極I1的上部開口經(jīng)過絕緣材料制成的密封層4密封，所述的金屬極II2的上端穿過密封層4延伸出來，金屬極II2的上端配有外接線柱；所述的金屬極I1的容器壁上端任一處設(shè)有外接線柱。

將防雷恒壓裝置的其中一個(gè)金屬極與需要保護(hù)的電氣設(shè)備等電位連接點(diǎn)相接，另一金屬極與大地相接獲得地電位，當(dāng)靜電電壓抵達(dá)防雷恒壓裝置，接收正向電壓的電極端將加劇其氧化反應(yīng)，產(chǎn)生大量帶負(fù)電離子流向該電極，接受反向電壓并該電位低于電極電位的電極端，將發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生大量帶正電離子流向該電極，從而將靜電電壓轉(zhuǎn)換為電流，進(jìn)而將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能，迅速消除電氣設(shè)備的局部高電場區(qū)，加速對(duì)地電位泄放及消耗靜電能量。

實(shí)施例3

如圖1所示：

本發(fā)明所述的一種防雷和\或防靜電方法，利用防雷恒壓裝置防雷，該防雷恒壓裝置結(jié)構(gòu)基于實(shí)施例1結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，所述的金屬極I 1、金屬極II 2采用的金屬材料為不銹鋼。

當(dāng)恒壓防雷裝置的一端接收雷電，另一端接入大地獲得地電位時(shí)，雷電經(jīng)過接閃器抵達(dá)防雷恒壓裝置，防雷恒壓裝置的金屬極I1和金屬極II2感應(yīng)到雷電直流高電壓時(shí)，接受正向電壓的電極端將加劇其氧化反應(yīng)，產(chǎn)生大量帶負(fù)電離子流向該電極，接受反向電壓并該電位低于電極電位的電極端，將發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生大量帶正電離子流向該電極，這樣，雷電與大地的高壓在恒壓防雷裝置內(nèi)部形成大通量電流，這種脈沖大電流產(chǎn)生強(qiáng)烈的磁通量變化，又在鐵金屬導(dǎo)體內(nèi)形成渦流生熱，雷電能量將被轉(zhuǎn)換為化學(xué)、磁和熱能并釋放，完成雷電能量的對(duì)地電位泄放，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)區(qū)域物體進(jìn)行防雷保護(hù)。

實(shí)施例4

本發(fā)明所述的一種防雷恒壓裝置，包括金屬極I 1、金屬極II 2、電解液3，所述的金屬極I 1、金屬極II 2分別與電解液3相接觸，金屬極I1和金屬極II2不接觸；所述的金屬極I1、金屬極II2為電位相同或相近的金屬材料制備而成。

所述的金屬極I 1與接閃器連接，金屬極II 2與大地相連接；或者金屬極II 2與接閃器連接，金屬極I 1與大地相連接。

所述的金屬極I 1為頂部開口的容器，電解液3盛放在容器中，金屬極II 2懸空在電解液3中。

實(shí)施例5

基于實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)，所述的金屬極II 2為金屬棒。

所述的金屬極I 1的上部開口經(jīng)過絕緣材料制成的密封層4密封，所述的金屬極II 2的上端穿過密封層4延伸出來，金屬極II 2的上端配有外接線柱。

所述的金屬極I 1的容器壁上端任一處設(shè)有外接線柱。

實(shí)施例6

基于實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)，所述的金屬極I 1、金屬極II 2采用的金屬材料為不銹鋼。