專利名稱：一種具有消雷和收貯雷電能的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有消雷和收貯雷電電能的裝置。
為了防御雷擊這種自然災(zāi)害，人們經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐，發(fā)明了避雷針、避雷器、避雷網(wǎng)，對(duì)防止雷擊取得了積極的效果，但這些避雷裝置或設(shè)施在還存在著防護(hù)范圍小，要求接地電阻很小等問題，所以雷擊現(xiàn)象仍不斷發(fā)生。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來人們研究和試驗(yàn)了各種各樣的消雷器，如美國雷電消除公司推出了有直流高壓電通入大氣的消雷裝置，中國專利公報(bào)也公開了一些消雷器，但已公開的這些消雷器一般只能消除直接雷擊，對(duì)平行雷、繞擊雷則因?yàn)橄灼鞯慕Y(jié)構(gòu)(如底部平直，消雷針只指向空中上方或水平方向)及所用的材料導(dǎo)致消散電流太小，一般只有幾毫安到幾百毫安，因而無法完全消除雷擊。整個(gè)消雷器如有導(dǎo)磁材料(如普通鋼材)，還會(huì)使消雷器在消除雷擊時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重剩磁，這樣就不能快速地感應(yīng)雷電場(chǎng)的極性變化。此外，在公開的資料和文獻(xiàn)中，還沒有找到如何將災(zāi)害性的雷電轉(zhuǎn)變成為人類所需能源的報(bào)導(dǎo)。
本發(fā)明的目的是提供一種既能消除閃電雷擊，并在雷電形成之初就能根據(jù)雷電場(chǎng)的強(qiáng)度將雷電提前消散，又能通過接收系統(tǒng)將雷電能貯存起來的具備雷電消散和收貯雙重功能的設(shè)備。
本發(fā)明以下面方式實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)一個(gè)能感應(yīng)一定范圍電場(chǎng)的雷電感應(yīng)器，這種感應(yīng)器吸引的電流可直接引入大地，又可以通過本設(shè)計(jì)人申請(qǐng)的用Ⅱ型濾波原理做成的限流濾波消雷器，以下簡(jiǎn)稱限流濾波器(CN91216547.2，《輸電線路消雷器》)的電感線圈，再接到極性判別器后充入用特制的蓄電池，變化瞬間或雷電能超過蓄電池所能接收的能量則由限流濾波器安全引入大地，較穩(wěn)定的電流就會(huì)通過雷電接收裝置將電能貯存起來從而達(dá)到保護(hù)建筑物、電力和通訊線路及設(shè)備又利用雷電的目的。
本發(fā)明使用在現(xiàn)場(chǎng)即可抑制和消除雷電的形成，它能在半徑500米以內(nèi)根據(jù)雷電場(chǎng)的強(qiáng)度，以幾毫安至25安培的消散電流將雷電消散掉，(雷電閃擊以微秒千安培至萬安培放電，雷電感應(yīng)器以安培級(jí)電流持續(xù)幾分鐘至更長(zhǎng)時(shí)間放電)并通過雷電接收裝置將雷電能貯存起來，從而達(dá)到既消除雷電又應(yīng)用雷電的目的。另一方面又可將有害的雷電轉(zhuǎn)變成人類所需的電能。
雷電能否安全被收貯起來關(guān)鍵在于限流濾波器(如圖2中間部分)能否在蓄電池24充滿后或出故障不能充電時(shí)，能安全地將雷電流引入大地。該限流濾波器能將判別充電是否正常并能及時(shí)調(diào)整電流是進(jìn)行充電還是對(duì)地放電。其過程是這樣實(shí)現(xiàn)的當(dāng)雷電頻率變化很大時(shí)，限流濾波器的電感線圈18將阻止它的變化，同時(shí)內(nèi)金屬板13，接地金屬板14和外金屬板15所組成的電容將高頻電流通過接地端19濾波引入地下。低頻雷電流則通過限流濾波器的輸出端20流入極性判別端21，充入特制蓄電池24。當(dāng)充電已滿或蓄電池故障無法充電，這時(shí)雷電場(chǎng)的高壓將使電極針16對(duì)極板17進(jìn)行放電，金屬板與限流濾波器的輸入端11與輸出端20之間用絕緣子隔開，從而完成充電及保護(hù)分流的功能(限流濾波器具體結(jié)構(gòu)見本設(shè)計(jì)人申請(qǐng)的《輸電線路消雷器CN91216547.2)。
以下結(jié)合


本發(fā)明的實(shí)施結(jié)構(gòu)圖1是雷電感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖;
圖2是雷電感應(yīng)器與限流濾波器及雷電收貯裝置連接結(jié)構(gòu)圖;
圖中部分名稱1、引雷針 2、引雷塔 3、消雷針4、鋼架 5、支撐桿 6、絕緣架7、電流引下線 8、固定支撐桿 9、絕緣物墊10、固定基座 11、限流濾波器輸入端 12、絕緣子13、內(nèi)金屬板 14、接地金屬板 15、外金屬板16、電極針 17、電極 18、電感線圈19、接地端 20、輸出端 21、極性判別器22、極性判別器輸出端 23、負(fù)極輸入端 24、蓄電池25、正極輸入端 26、負(fù)極 27、正極 28、大地圖1及圖2已經(jīng)給出了本發(fā)明的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)，圖中的雷電感應(yīng)器可設(shè)計(jì)成橢球狀，(也可設(shè)計(jì)為其它形狀，但橢球狀效果最好)雷電感應(yīng)器用不導(dǎo)磁鋼(如不銹鋼。不要使用鋁材，因?yàn)樗c不同材料的接觸面將產(chǎn)生電離和發(fā)熱效應(yīng))設(shè)計(jì)成半橢球鋼架4，球面上沿鋼架密布等距離的用不導(dǎo)磁鋼做成的消雷針3，并使鋼針指向空間的各個(gè)方位。(至少有一根針指向地面)球的中心向上用不導(dǎo)磁鋼裝成一個(gè)高出消雷針的引雷塔2，塔上安裝指向空中的引雷針1。整個(gè)雷電感應(yīng)器組裝在固定基座10上，其電流引下線7接在雷電接收裝置輸入端11。雷電感應(yīng)器下部是固定支撐桿8，并用絕緣墊物9隔開。支撐桿5用絕緣架6與雷電感應(yīng)器相絕緣。雷電感應(yīng)器上形成一個(gè)球形電位電場(chǎng)，其中引雷塔上電場(chǎng)高于其它各方位電場(chǎng)。在空中雷電荷形成的過程中，雷電感應(yīng)器上將感應(yīng)出與雷電荷相反的電荷。引雷塔2上的強(qiáng)電場(chǎng)將雷電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向引向雷電感應(yīng)器，使雷電感應(yīng)器與雷電荷之間形成一個(gè)最強(qiáng)電場(chǎng)(與雷電感應(yīng)器以外任何一點(diǎn)相比)，該電場(chǎng)逐漸對(duì)地放電，使電場(chǎng)逐漸減弱從而達(dá)到消雷目的，雷電場(chǎng)對(duì)地釋放的電能引到雷電接收裝置上，即可貯存雷電能。
由感應(yīng)器消散下來的電流經(jīng)過限流濾波器和極性判別器21，然后分別經(jīng)過極性判別器輸出端22充入兩組特制蓄電池24的一端負(fù)極26和正極輸入端25，蓄電池的另一正極27和負(fù)極26則接入大地28。限流過濾器工作過程達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)雷電感應(yīng)器上空產(chǎn)生雷電場(chǎng)的瞬間，限流過濾器通過接地端19對(duì)地導(dǎo)通，當(dāng)電流相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，雷電流則流入極性判別器21。極性判別器可由兩組半導(dǎo)體器件組成(如二極管，要求二極管耐流一百安培，反向擊穿電壓5000伏)完成正負(fù)電流的整流和分流，分流后則充入特制的蓄電池24(蓄電池最好是采用充電電流范圍寬，充電電壓范圍大的高性能蓄電池)。
本發(fā)明的安裝方法雷電感應(yīng)器應(yīng)安裝在距地20米以上及高出被保護(hù)物1.5米以上，可直接將固定支撐桿焊接在鐵塔上或直立固定在建筑物上，限流濾波器、極性判別器、蓄電池安放在地面上，電流引下線7接入雷電接收裝置(如圖2)即可成為一套消雷與貯蓄雷電的裝置，要求蓄電池的正極27和負(fù)極26和接地端19的接地電阻小于10歐姆。
權(quán)利要求
1.一種具有消雷和收貯雷電電能的設(shè)備，包括引雷針、引雷塔、雷電感應(yīng)器及接地部分等，其特征在于該設(shè)備還有限流濾波器、極性判別器14以及兩組蓄電池19等，雷電感應(yīng)器裝在引雷針1的下方，由雷電感應(yīng)器接出的電流引下線7接到限流器12的輸入端11，再經(jīng)極性判別器14接到蓄電池19。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于雷電感應(yīng)器是橢球狀或其它形狀，它由鋼架4、支撐桿5、絕緣架6、電流引下線7構(gòu)成，鋼架4上分布有等距離的消雷針3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于極性判別器14可由半導(dǎo)體器件做成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于限流濾波器由電感線圈18和內(nèi)金屬板13、接地金屬板14、外金屬板15構(gòu)成，內(nèi)金屬板和外金屬板上有電極針16、接地金屬板上有電極17和接地端19。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種同時(shí)具備消除雷電和將雷電能收貯起來的設(shè)備，它由雷電感應(yīng)器、限流濾波器、極性判別器和特制蓄電池組成，雷電感應(yīng)器能在500米半徑以內(nèi)，根據(jù)雷電場(chǎng)的強(qiáng)弱，將電流直接消散入地，或通過限流濾波器送到極性判別器存貯在蓄電池內(nèi)，整套設(shè)備可安裝在建筑、通訊、電力線路和設(shè)備上，既消除了雷電危害，又可利用新能源。
文檔編號(hào)H02J7/00GK1061693SQ9110803
公開日1992年6月3日 申請(qǐng)日期1991年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月22日
發(fā)明者王東生 申請(qǐng)人:王東生