本實(shí)用新型涉及雷擊防護(hù)與監(jiān)測裝置或方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)警防護(hù)一體化機(jī)動雷電防護(hù)與監(jiān)測平臺。

背景技術(shù)：

雷電是自然界中發(fā)生頻率很高的一種超長間隙放電現(xiàn)象，與人類戶外活動密切相關(guān)。尤其是對于各種需要在戶外作業(yè)的機(jī)動裝備而言，其不可避免地要遭受雷暴、閃電等極端天氣的考驗(yàn)。但對于這些戶外大型的機(jī)動裝備而言，因其工作環(huán)境常與避雷要求相矛盾，如這些機(jī)動裝備的工作地點(diǎn)往往是空曠的地域，再加上裝備上各類發(fā)射或接受天線的存在，使得這些機(jī)動裝備很容易成為直擊雷襲擊的目標(biāo)，進(jìn)而導(dǎo)致人員傷亡、裝備毀傷、控制失靈和通訊中斷等事故的發(fā)生。而且，隨著人類活動范圍的不斷拓展，野外裝備面臨的上述雷電威脅正在日益加重，已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人類在野外各種活動的正常運(yùn)行。

針對直擊雷的防護(hù)，目前最成熟、應(yīng)用最廣泛、也是最受公認(rèn)的直擊雷防護(hù)技術(shù)就是富蘭克林實(shí)用新型的避雷針系統(tǒng)，它由接閃器、引下線和接地體三部分組成，其防護(hù)原理主要是通過高聳的避雷針來改變大氣電場，使其附近局部電場大幅度提高，比它周圍的其它物體更容易激發(fā)上行先導(dǎo)而接閃雷電，保證一定范圍內(nèi)的雷電下行先導(dǎo)總是向避雷針系統(tǒng)的接閃器放電，之后通過引下線和接地體將雷電流泄放入大地之中，250多年的不斷改進(jìn)和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)奠定了其在直擊雷防護(hù)領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。但是，這種傳統(tǒng)的避雷針系統(tǒng)在應(yīng)用于野外機(jī)動裝備的伴隨、機(jī)動式雷電防護(hù)時仍然存在一些局限性：一是傳統(tǒng)避雷針系統(tǒng)用于伴隨機(jī)動防護(hù)時難以實(shí)現(xiàn)快速接地。目前，傳統(tǒng)的Franklin避雷針系統(tǒng)在應(yīng)用于機(jī)動裝備野外雷電防護(hù)時，常用的方法是架設(shè)地釘式避雷針系統(tǒng)，即在現(xiàn)場臨時架設(shè)避雷針系統(tǒng)的接閃器并在土壤中鋪設(shè)剛性的金屬接地體，特別是埋設(shè)接地體的環(huán)節(jié)，花費(fèi)的時間較長，尤其是在地質(zhì)較硬、大地電阻率較高的山區(qū)接地完成時間往往需要半個小時甚至更長時間，難以實(shí)現(xiàn)快速防雷接地，更無法實(shí)現(xiàn)防護(hù)裝置在機(jī)動狀態(tài)下的防雷接地。二是避雷針系統(tǒng)需要架設(shè)的時機(jī)難以準(zhǔn)確把握。對于野外機(jī)動裝備而言，由于沒有配套的雷電監(jiān)測、預(yù)警設(shè)備，當(dāng)其在野外工作時，對于何時雷電可能會發(fā)生難以做出預(yù)判，相應(yīng)的何時應(yīng)該架設(shè)好避雷針系統(tǒng)也就難以準(zhǔn)確把握。為了實(shí)現(xiàn)對裝備的直擊雷防護(hù)，目前采用的方法是提前、提早架設(shè)，這種方式對于一些固定或長期設(shè)施而言尚可實(shí)現(xiàn)，但是對于頻繁轉(zhuǎn)移的機(jī)動裝備或者臨時、緊急停靠的機(jī)動裝備而言，這種提早架設(shè)的方式就明顯捉襟見肘了。

值得一提的是，在軍事領(lǐng)域，隨著部隊(duì)軍事訓(xùn)練和演習(xí)不斷向?qū)崙?zhàn)化貼近，要求訓(xùn)練、演習(xí)、作戰(zhàn)具有全天候能力，這就對信息化裝備、大型武器裝備野外作訓(xùn)條件下的實(shí)時、實(shí)地雷電防護(hù)問題提出更高的要求，目前采用的現(xiàn)場臨時架設(shè)地釘式避雷針系統(tǒng)的直擊雷防護(hù)方法已難以滿足實(shí)際需求。在這種情況下，研究野外條件下的機(jī)動式快速防雷方法或平臺就具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，對解決部隊(duì)實(shí)戰(zhàn)過程中因雷電天氣原因造成的裝備受損或戰(zhàn)機(jī)貽誤等問題具有重要的技術(shù)支撐作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種預(yù)警防護(hù)一體化機(jī)動雷電防護(hù)與監(jiān)測平臺，所述平臺以機(jī)動車輛為載體，集雷電預(yù)警、直擊雷防護(hù)、雷擊存儲記錄、快速機(jī)動等多功能為一體，用于解決野外機(jī)動裝備可能面臨的直擊雷威脅問題，適用于野外機(jī)動裝備或轉(zhuǎn)移較為頻繁裝備的伴隨式直擊雷防護(hù)。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：一種預(yù)警防護(hù)一體化機(jī)動雷電防護(hù)與監(jiān)測平臺，其特征在于：包括車輛主體、屏蔽方艙車廂、大氣電場儀、雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)、可升降式接閃器、引下線、快速柔性接地系統(tǒng)以及雷擊數(shù)據(jù)記錄設(shè)備，所述屏蔽方艙車廂固定在所述車輛主體上，所述大氣電場儀位于所述屏蔽方艙車廂的外側(cè)，用于監(jiān)測大氣電場的變化情況，所述大氣電場儀與所述雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)的信號輸入端連接，所述雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)的控制信號輸出端分別與可升降式接閃器的升降驅(qū)動電機(jī)的控制信號輸入端以及快速柔性接地系統(tǒng)的柔性接地實(shí)施裝置和柔性接地裝置的控制信號輸入端連接，所述升降驅(qū)動電機(jī)位于所述屏蔽方艙車廂內(nèi)，可升降式接閃器位于所述屏蔽方艙車廂外，升降驅(qū)動電機(jī)用于驅(qū)動所述可升降式接閃器上升或下降；所述可升降式接閃器上設(shè)有雷電流探頭，所述雷電流探頭通過屏蔽電纜與所述屏蔽方艙車廂內(nèi)的雷擊數(shù)據(jù)記錄設(shè)備電連接，所述可升降接閃器通過引下線與屏蔽方艙車廂外快速柔性接地系統(tǒng)的柔性接地裝置連接。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述可升降式接閃器包括升降驅(qū)動電機(jī)、升降桿和位于升降桿頂端的接閃器，所述升降驅(qū)動電機(jī)用于驅(qū)動所述升降桿上升或下降。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述可升降式接閃器還包括固定用絕緣風(fēng)繩，所述絕緣風(fēng)繩的一端與所述升降桿固定連接，另一端為自由端。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述屏蔽方艙車廂的后側(cè)設(shè)有屏蔽門和登車梯。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述柔性接地實(shí)施裝置包括水箱、電磁閥和噴頭組，所述水箱、電磁閥位于所述屏蔽方艙車廂內(nèi)，所述噴頭組位于所述屏蔽方艙車廂外，所述水箱內(nèi)設(shè)有導(dǎo)電流體，所述水箱的底部設(shè)置有與其連通的出水管，所述電磁閥設(shè)置于所述出水管上，且噴頭組設(shè)置于所述出水管的末端，電磁閥的控制端與雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)的控制信號輸出端連接。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述柔性接地裝置包括柔性吸水導(dǎo)電布和接地驅(qū)動電機(jī)，所述柔性吸水導(dǎo)電布位于所述屏蔽方艙車廂外，所述接地驅(qū)動電機(jī)位于所述屏蔽方艙車廂內(nèi)，在所述平臺使用時，所述柔性吸水導(dǎo)電布展開設(shè)置，且其一端鋪設(shè)在地面上，與地面大面積接觸，所述噴頭組的開口朝向所述柔性吸水導(dǎo)電布展開在地面上的部分，所述接地驅(qū)動電機(jī)的控制端與雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)的控制信號輸出端連接，用于驅(qū)動柔性吸水板導(dǎo)電布的展開或收起。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述雷電流探頭使用Rogowski線圈。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)、雷擊數(shù)據(jù)記錄設(shè)備、柔性接地實(shí)施裝置和升降驅(qū)動電機(jī)與屏蔽方艙車廂外的相應(yīng)部件的互聯(lián)線纜上，均設(shè)有浪涌保護(hù)器。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：所述平臺形成直擊雷防護(hù)能力的時間短，且不存在傳統(tǒng)地釘式避雷針系統(tǒng)接地裝置撤收難的問題。在緊急防雷需求情況下，所述平臺的架設(shè)無需駐車，可實(shí)現(xiàn)機(jī)動狀態(tài)下的伴隨式防護(hù)。綜上，所述平臺以機(jī)動車輛為載體，集雷電預(yù)警、直擊雷防護(hù)、雷擊存儲記錄、快速機(jī)動等多功能為一體，用于解決野外機(jī)動裝備可能面臨的直擊雷威脅問題，適用于野外機(jī)動裝備或轉(zhuǎn)移較為頻繁裝備的伴隨式直擊雷防護(hù)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所述平臺的升降桿收起時的側(cè)視圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例所述平臺的升降桿展開時的側(cè)視圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例所述平臺的俯視圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例所述平臺的后視圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例所述平臺中快速柔性接地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1、車輛主體2、屏蔽方艙車廂3、大氣電場儀4、雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)5、引下線6、雷擊數(shù)據(jù)記錄設(shè)備7、升降驅(qū)動電機(jī)8、柔性接地實(shí)施裝置81、水箱82、電磁閥83、噴頭組9、雷電流探頭10、登車梯11、柔性接地裝置111、柔性吸水導(dǎo)電布112、接地驅(qū)動電機(jī)12、升降桿13、接閃器14、絕緣風(fēng)繩15、屏蔽門16、導(dǎo)電流體17、大地。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

如圖1～4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種預(yù)警防護(hù)一體化機(jī)動雷電防護(hù)與監(jiān)測平臺，主要包括車輛主體1、屏蔽方艙車廂2、大氣電場儀3、雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)4、可升降式接閃器、引下線5、快速柔性接地系統(tǒng)以及雷擊數(shù)據(jù)記錄設(shè)備6。其中，車輛主體作為整個機(jī)動式雷電防護(hù)裝置的載體，用于放置、安裝屏蔽方艙車廂和可升降式接閃器，并實(shí)現(xiàn)對整個雷電防護(hù)平臺的機(jī)動運(yùn)輸。屏蔽方艙車廂置于車輛主體之上，內(nèi)部用于放置、安裝雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)、柔性接地實(shí)施裝置和雷擊數(shù)據(jù)記錄設(shè)備，并對雷電電磁脈沖起到一定的屏蔽防護(hù)作用；優(yōu)選的，屏蔽方艙車廂后側(cè)可設(shè)屏蔽門和登車梯，便于人員進(jìn)出和設(shè)備安裝以及人員登高。

所述大氣電場儀3位于所述屏蔽方艙車廂2的外側(cè)，用于監(jiān)測大氣電場的變化情況，所述大氣電場儀3與所述雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)4的信號輸入端連接，雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)4內(nèi)設(shè)置監(jiān)測、預(yù)警、控制軟件，具有大氣電場實(shí)時監(jiān)測、雷電預(yù)警和架設(shè)控制信號輸出等功能。所述雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)4的控制信號輸出端分別與可升降式接閃器的升降驅(qū)動電機(jī)7的控制信號輸入端以及快速柔性接地系統(tǒng)的柔性接地實(shí)施裝置8、柔性接地裝置11的控制信號輸入端連接，所述升降驅(qū)動電機(jī)7位于所述屏蔽方艙車廂2內(nèi)，可升降式接閃器位于所述屏蔽方艙車廂2外，升降驅(qū)動電機(jī)7用于驅(qū)動所述可升降式接閃器上升或下降。雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)4根據(jù)大氣電場監(jiān)測結(jié)果設(shè)置相應(yīng)的閾值來實(shí)現(xiàn)；架設(shè)控制信號輸出主要是根據(jù)雷電預(yù)警的情況實(shí)時輸出雷電防護(hù)平臺的架設(shè)和撤收信號，用以控制可升降式接閃器的展開和快速柔性接地系統(tǒng)的接地實(shí)施。

所述可升降式接閃器上設(shè)有雷電流探頭9，所述雷電流探頭9通過導(dǎo)線與所述屏蔽方艙車廂2內(nèi)的雷擊數(shù)據(jù)記錄設(shè)備6電連接，所述可升降接閃器通過引下線5與屏蔽方艙車廂2外快速柔性接地系統(tǒng)的柔性接地實(shí)施裝置8和柔性接地裝置11連接，進(jìn)一步的，引下線5可置于屏蔽方艙車廂的外部，并沿底盤底部走線。雷擊數(shù)據(jù)記錄設(shè)備6用于實(shí)現(xiàn)對雷電防護(hù)平臺接閃雷電的監(jiān)測和記錄。其中，雷電流探頭安裝套在升降桿或引下線上，通過屏蔽電纜與雷電數(shù)據(jù)記錄設(shè)備相連。

進(jìn)一步的如圖1～2所示，所述可升降式接閃器包括升降驅(qū)動電機(jī)7、升降桿12和位于升降桿12頂端的接閃器13。所述升降驅(qū)動電機(jī)7用于驅(qū)動所述升降桿12上升或下降。升降桿固定于屏蔽方艙車廂2的外側(cè)，可電動或手動升降。避雷針系統(tǒng)的接閃器（與引下線相連）安裝于升降桿的頂部，并且在升降桿收起狀態(tài)時可拆卸或放倒，以便于車輛的快速機(jī)動。在升降桿展開的狀態(tài)下，為保證升降桿及接閃器的穩(wěn)定性，可在升降桿上加裝絕緣風(fēng)繩14，絕緣風(fēng)繩14一端固定在升降桿上，另一端分別固定在車頭和屏蔽方艙車廂的頂部兩端；另外，為給驅(qū)動電機(jī)、監(jiān)測控制系統(tǒng)等用電設(shè)備提供電力支持，還可在車頭和方艙之間安裝車載發(fā)電機(jī)組。

快速柔性接地系統(tǒng)位于平臺尾部，主要由屏蔽方艙車廂內(nèi)部的柔性接地實(shí)施裝置和屏蔽方艙車廂外部的柔性接地裝置兩部分構(gòu)成，且柔性接地實(shí)施裝置和柔性接地裝置通過引下線與升降桿上的接閃器相連。此處，對于快速柔性接地系統(tǒng)的要求為：接地完成和撤收時間短（數(shù)分鐘以內(nèi)）、緊急防雷需求情況下無需駐車。比如，可以基于“大電阻并聯(lián)呈現(xiàn)小電阻”的原理，選取配制一種電導(dǎo)率高、環(huán)境污染小的導(dǎo)電流體，采用基于導(dǎo)電流體和柔性吸水材料相結(jié)合的多點(diǎn)噴灑柔性防雷接地方案，即需要接地時，將導(dǎo)電流體噴灑在一種柔性的吸水材料上，柔性的吸水材料則鋪設(shè)在地面上，導(dǎo)電流體和柔性吸水材料共同作用實(shí)現(xiàn)防雷接地，如圖5所示；當(dāng)不需接地時，停止導(dǎo)電流體噴灑，撤收柔性吸水材料。

如圖5所示，所述柔性接地實(shí)施裝置8包括水箱81、電磁閥82和噴頭組83。所述水箱81、電磁閥82位于所述屏蔽方艙車廂2內(nèi)，所述噴頭組83位于所述屏蔽方艙車廂2外，所述水箱81內(nèi)設(shè)有導(dǎo)電流體，所述水箱81的底部設(shè)置有與其連通的出水管，所述電磁閥82設(shè)置于所述出水管上，且噴頭組83設(shè)置于所述出水管的末端，電磁閥82的控制端與雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)4的控制信號輸出端連接，所述噴頭組83與所述引下線5連接。所述柔性接地裝置11包括柔性吸水導(dǎo)電布111和接地驅(qū)動電機(jī)112，所述柔性吸水導(dǎo)電布111位于所述屏蔽方艙車廂2外，并與所述引下線5連接，所述接地驅(qū)動電機(jī)112位于所述屏蔽方艙車廂2內(nèi)，在所述平臺使用時，所述柔性吸水導(dǎo)電布展開設(shè)置，且其一端鋪設(shè)在地面上，與地面大面積接觸，所述噴頭組83的開口朝向所述柔性吸水導(dǎo)電布展開在地面上的部分，所述接地驅(qū)動電機(jī)112的控制端與雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)4的控制信號輸出端連接，用于驅(qū)動柔性吸水板導(dǎo)電布111的展開或收起。

此外，為了實(shí)現(xiàn)對接閃瞬間雷電電磁脈沖的防護(hù)，所述雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)4、雷擊數(shù)據(jù)記錄設(shè)備6、柔性接地實(shí)施裝置8和升降驅(qū)動電機(jī)7與屏蔽方艙車廂2外的相應(yīng)部件的互聯(lián)線纜上，均設(shè)有浪涌保護(hù)器。

使用上述預(yù)警防護(hù)一體化機(jī)動雷電防護(hù)與監(jiān)測平臺進(jìn)行雷電監(jiān)測的方法，包括如下步驟：

1）雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)4通過屏蔽方艙車廂2外的大氣電場儀3實(shí)時監(jiān)測并記錄大氣電場的變化情況；

2）當(dāng)大氣電場的場值超過設(shè)定的閾值時，雷電預(yù)警與控制系統(tǒng)4發(fā)出警示信號，并向升降驅(qū)動電機(jī)7、柔性接地實(shí)施裝置8和柔性接地裝置11輸出控制信號，完成接閃器13、柔性接地裝置11的自動架設(shè)和柔性接地實(shí)施裝置8的自動噴灑，以及絕緣風(fēng)繩14的固定；

3）保持柔性接地實(shí)施裝置8噴灑、接閃器13和柔性接地裝置11架設(shè)狀態(tài)一段時間，監(jiān)測此時的大氣電場，若大氣電場的幅值仍超出設(shè)定的閾值，繼續(xù)保持該狀態(tài)；若大氣電場的幅值已低于設(shè)定的閾值，則執(zhí)行第5）步；

4）當(dāng)接閃器13接閃時，安裝于升降桿上的雷電流探頭9自動感應(yīng)測量到相應(yīng)的雷電流數(shù)據(jù)，并傳輸、記錄、存儲于雷擊數(shù)據(jù)記錄設(shè)備內(nèi)；

5）反向啟動升降驅(qū)動電機(jī)7和接地驅(qū)動電機(jī)112，撤收升降桿和接閃器以及柔性接地裝置11，同時關(guān)閉電磁閥82，或人工干預(yù)使接閃器和接地裝置退出架設(shè)狀態(tài)。

所述平臺形成直擊雷防護(hù)能力的時間短，且不存在傳統(tǒng)地釘式避雷針系統(tǒng)接地裝置撤收難的問題。在緊急防雷需求情況下，所述平臺的架設(shè)無需駐車，可實(shí)現(xiàn)機(jī)動狀態(tài)下的伴隨式防護(hù)。綜上，所述平臺以機(jī)動車輛為載體，集雷電預(yù)警、直擊雷防護(hù)、雷擊存儲記錄、快速機(jī)動等多功能為一體，用于解決野外機(jī)動裝備可能面臨的直擊雷威脅問題，適用于野外機(jī)動裝備或轉(zhuǎn)移較為頻繁裝備的伴隨式直擊雷防護(hù)。