用于移动物体的有源主动防雷击系统的制作方法

本实用新型涉及一种有源主动防雷击系统，尤其涉及一种用于对移动物体防雷的主动有源防雷击系统。

背景技术：

现有的防雷装置大部分是由避雷针、避雷带、引下线、接地网组成，它们都固定在建(构)筑物上，无法对移动中的物体和人员实施防雷保护。并且现有的防雷装置都是无源式被动防雷，无法确保雷击危险区域内的特定目标不遭雷击，且可能发生地电位反击对特定目标造成二次伤害。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于防止移动中物体遭受雷击的有源主动防雷击系统。

为实现上述目的，本实用新型的用于移动物体的有源主动防雷击系统，包括：

随动体，通过连接件与所述移动物体电绝缘连接并跟随所述移动物体移动；

接闪器，设置于所述随动体上，用于根据所述接闪器上施加的与雷击电压极性相反的高压来接收雷击；

雷击监测控制装置，设置于所述移动物体上，用于监测雷击状态并向所述接闪器施加与雷击电压极性相反的高压；

泄流单元，设置于所述随动体上并与所述接闪器相连，将所述接闪器接收的雷击电流从所述接闪器上泄出；

其中，所述移动物体和所述随动体之间通过所述连接件分隔预定安全距离。

进一步，所述连接件上设置有防止所述接闪器上接收的雷击回流至所述移动物体上的绝缘元件。

进一步，所述移动物体为移动车体，所述随动体为拖车；所述拖车上设置有分别与所述接闪器和地面相连的导电接地轮胎，所述导电接地轮胎将所述接闪器接收的雷击电流引出至地面泄出。

进一步，所述导电接地轮胎由金属制成，所述导电接地轮胎的胎面上嵌装有柔性接地体。

进一步，所述拖车上还设置有分别与所述接闪器和地面相连的弹性接地体，所述弹性接地体将所述接闪器接收的雷击电流引出至地面泄出。

进一步，所述弹性接地体为金属管，所述金属管内填充有柔性接地体。

进一步，所述拖车上还设置有高压喷流装置，在所述雷击监测控制装置监测到即将发生雷击时，所述高压喷流装置向地面喷洒预定泄放距离的泄流液。

进一步，所述雷击监测控制装置和所述接闪器之间通过高压线电性连接，所述雷击监测控制装置通过所述高压线向所述接闪器施加与雷击电压极性相反的高压。

进一步，所述高压线的长度大于所述连接件的长度。

进一步，所述雷击监测控制装置包括雷击监测单元、控制单元和高压输送单元；

所述雷击监测单元，用于监测雷击的发生和雷电的极性，向所述控制单元发送雷击监测信号；

所述控制单元，用于将接收的所述雷击监测信号与雷击危险阈值比较，根据比较结果控制所述随动体和所述高压输送单元的动作；

所述高压输送单元，分别与所述控制单元和所述接闪器相连，向所述接闪器输送与雷击电压极性相反的电压。

进一步，所述控制单元预设有一级雷击危险阈值、二级雷击危险阈值和三级雷击危险阈值；

在所述雷击监测信号达到所述一级雷击危险阈值时，所述控制单元控制所述随动体从所述移动物体上脱离并通过所述连接件与所述移动物体分隔预定安全距离；

在所述雷击监测信号达到所述二级雷击危险阈值时，所述控制单元控制所述高压输送单元启动并产生高于击穿空气数值的电量；

在所述雷击监测信号达到所述三级雷击危险阈值时，所述控制单元控制所述高压输送单元向所述接闪器施加与雷击电压极性相反的高压。

进一步，在所述随动体为拖车且所述拖车上设置有高压喷流装置时，在所述雷击监测信号即将达到所述三级雷击危险阈值之前，所述控制单元控制所述高压喷流装置向地面喷洒预定泄放距离的泄流液。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的用于移动物体的有源主动有源主动防雷击系统的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的拖车式有源主动有源主动防雷击系统的结构示意图；

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置还可以以其他方式定位，例如旋转90度或位于其他方位，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1所示，本实用新型的用于移动物体的有源主动防雷击系统，包括随动体2、接闪器3、雷击监测控制装置4和泄流单元5。

随动体2通过连接件6与移动物体1电绝缘连接并跟随所述移动物体1移动。其中，随动体2和移动物体1之间通过连接件6分隔预定安全距离并且电绝缘连接，避免随动体2在接收和泄放雷击电流时，造成移动物体遭受雷击伤害。此外，连接件6可以选用具有一定连接强度的材质，保证随动体2能够稳定地与移动物体1连接，例如连接件6可以为金属制连接索或者高强度连接绳。当连接件6选用金属制连接索时，在与移动物体1相连的连接索61和与随动体2相连的连接索62之间设置有防止接闪器3上接收的雷击回流至移动物体1上的绝缘元件7，而在连接件6选用自身绝缘的高强度连接绳时可以不用在连接件6上设置绝缘元件。

接闪器3设置于随动体2上，用于根据接闪器3上施加的与雷击电压极性相反的高压来接收雷击。例如，接闪器3可以选用高压放电电极，其持续被施加与雷电极性相反的高电压而持续具有高于击穿空气数值(1×10V/m)的电势差强度，保证接闪器3能够准确接收到雷击。

雷击监测控制装置4设置于移动物体1上，用于监测雷击状态并向接闪器3施加与雷击电压极性相反的高压。

在一实施例中，雷击监测控制装置4和接闪器3之间通过高压线8电性连接，雷击监测控制装置4通过高压线8向接闪器3施加与雷击电压极性相反的高压。其中，高压线8设置的长度大于连接件6的长度，在极限情况下，可保护高压线不受随动体2的拖曳力，避免高压线长时间受拖拽力影响而损坏，提高使用寿命。

在一实施例中，雷击监测控制装置4包括雷击监测单元、控制单元和高压输送单元。雷击监测单元用于监测雷击的发生和雷电的极性，向控制单元发送雷击监测信号。例如，雷击监测单元可以为MEMS地面大气传感器。控制单元用于将接收的雷击监测信号与雷击危险阈值比较，根据比较结果控制随动体2和高压输送单元的动作。当接收的雷击监测信号即将达到雷击危险阈值时，表示即将发生雷击，控制单元控制随动体2从移动物体1上分离，通过连接件6与移动物体2分隔预定安全距离。当接收的雷击监测信号达到雷击危险阈值时，控制单元控制高压输送单元向接闪器3输送与雷击电压极性相反的电压。其中，高压输送单元可以为高压升压变换系统，用于接收控制单元传送的开机指令而开始工作，向接闪器3施以与已测定的雷电极性相反的高电压(正高电压或负高电压)，使接闪器3先于防雷区域内被保护的移动物体1达到击穿空气数值的电势差强度而优先被雷击。

泄流单元5设置于随动体2上并与接闪器3相连，将接闪器3接收的雷击电流从接闪器3上泄出。

本实用新型通过在移动物体上连接跟随移动物体移动的跟随体，在监测到即将发生雷击时主动向跟随体上施加与雷击电压极性相反的高压，利用跟随体接收和泄放雷击电流，其可在机动中主动对局部所发生的雷击的落雷点进行精确定位及安全泄流，确保移动中的物体和人员不遭雷击，有效的地解决了现有技术中移动物体和人员无法安全避雷的问题。需要说明的是，本实用新型有源主动防雷击系统可以适用于多种移动物体的避雷，例如汽车、电动车等各种移动车体，甚至可以适用于飞机等飞行体的安全防雷。

图2为本实用新型一实施例的适用于移动车体的拖车式有源主动防雷击系统的结构示意图。如图2所示，移动物体1为移动车体1’，随动体2为拖车2’；所述拖车2’上设置有分别与接闪器3和地面相连作为泄流单元5的导电接地轮胎51，导电接地轮胎51将接闪器3接收的雷击电流引出至地面泄出。拖车2’可以在受控状态下自动与移动车体1’分离和归位，拖车2’在常态下是收纳在移动车体1’上，在雷击监测控制装置4监测到即将发生雷击时拖车2’从移动车体1’上分离并通过连接件6保持预定安全距离。接闪器3也可以在受控状态下从拖车2’上自动升降，亦即在常态没有发生雷击时接闪器3可以降落于拖车2’内，以节省占地面积；而在雷击监测控制装置4监测到即将发生雷击时，控制接闪器3升起于拖车2’外，便于接收雷击。

在一实施例中，导电接地轮胎51由金属制成，例如轮胎材质为铁质，轮胎的胎面设置凹形槽，凹形槽内充斥柔性接地体，以网眼为1公分的不锈钢网格固定。柔性接地体可以选用石墨接地体等。导电接地轮胎51的数量根据需要设置两组以上(建议设置6组)，每组安装两个以上轮胎(建议安装3个)，每组轮胎和每个轮胎皆可独立上下移动，以根据地形紧贴地面。通过选用装有柔性接地体的导电接地轮胎可保证接闪器3接收的雷击电流顺利泄放，防止地电位反击等次生灾害的发生。

在一实施例中，拖车2’上还设置有分别与所述接闪器3和地面相连作为泄流单元5的弹性接地体52，所述弹性接地体52将所述接闪器3接收的雷击电流引出至地面泄出。其中，弹性接地体52可以选用为直径2公分以上的不锈钢管，管内填充有柔性接地体，其与地面接触部分为10公分以上的斜面形状，以弹簧使其与地面紧密贴合。通过在拖车2’上增设弹性接地体可提高雷击电流的泄流能力。

在一实施例中，拖车2’下方还设置有高压喷流装置11，在所述雷击监测控制装置4监测到即将发生雷击时，所述高压喷流装置11向地面喷洒预定泄放距离的泄流液。高压喷流装置11喷洒的泄流液为含盐浓度为30％左右的盐水，在导电接地轮胎51和弹性接地体52与大地的接触过程中，提高导电接地轮胎51和弹性接地体52所承载的雷击电流的泄放能力。其中，为节约泄流液的喷洒量，高压喷流装置11喷洒时间可由控制单元进行控制，控制单元控制高压喷流装置11在地面上喷洒泄流液的长度至少为6米以上，以保证雷击电流有足够的泄放距离。

上述实施例中雷击监测控制装置4的控制单元可以预设一级雷击危险阈值、二级雷击危险阈值和三级雷击危险阈值。

在所述雷击监测信号达到所述一级雷击危险阈值时，所述控制单元控制所述拖车2’从所述移动车体1’上脱离并通过所述连接件6与所述移动车体1’分隔预定安全距离。其中，拖车2’上安装了固态激光雷达、毫米波雷达、摄像头系统，主要由发射机、天线、接收机、信号处理等部分组成，可指令拖车2’与移动车体1’的距离，行进速度等动作。在与移动车体1’脱离的同时自动升降接闪器3开始升起并到位。

在所述雷击监测信号达到所述二级雷击危险阈值时，所述控制单元控制所述高压输送单元启动并产生高于击穿空气数值的电量。

在所述雷击监测信号达到所述三级雷击危险阈值时，所述控制单元控制所述高压输送单元向所述接闪器施加与雷击电压极性相反的高压，使自动升降接闪器先于防雷局部内所有被保护建筑物、人员、车辆实施接闪。

在所述雷击监测信号即将达到所述三级雷击危险阈值之前，例如在达到三级雷击危险阈值前一分钟，所述控制单元控制所述高压喷流装置11向地面喷洒预定泄放距离的泄流液。

本实用新型通过在移动物体上连接跟随移动物体移动的跟随体，在监测到即将发生雷击时主动向跟随体上施加与雷击电压极性相反的高压，利用跟随体接收和泄放雷击电流，其可在机动中主动对局部所发生的雷击的落雷点进行精确定位及安全泄流，确保移动中的物体和人员不遭雷击，有效的地解决了现有技术中移动物体和人员无法安全避雷的问题。本实用新型的有源主动防雷击系统特别适用于移动车体的安全防雷。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一、第二、第三和第四等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施方式。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。