专利名称：一种具有消灭雷电闪击的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有消灭雷电闪击的设备。
传统防雷的方法是使用避雷针、避雷器、避雷网等，这些防雷方式是吸引雷电闪击其本身，代替被保护物遭受雷击。七十年代末以来，世界各地包括我国很多地方都研究了怎样消除雷电荷、防止雷电对地闪击的消雷器。这些消雷器的代表有美国消雷器公司(LEA公司)的“消散阵列感应电离消雷装置”；武汉水电学院的“半导体少长针消雷装置”；能源部武汉高压研究所的“导体伞板型消雷器”；保定供电局的塔型消雷器；法国的“放散性避雷针”等。这些消雷器能消除部分雷电荷，但仍有25％左右的雷电闪击消雷器。究其原因是上述消雷器未能有效地抑制突变的先导通道，在雷电急速发展时消雷器来不及消减雷云电场强度，则消雷器就可能受雷击。
本发明人已申请的“一种具有消雷和收贮雷电能的设备”(申请号91108036.8)，所述的消雷器通过对以往消雷器所作的对比试验中，因加装了限流滤波元件，消雷效果比以往所有消雷器效果提高30％左右，但仍未能完全消除雷击的发生。
本实用新型的目的是提供一种能抑制突变的先导通道，将半径几百米以内的雷云电场强度方向吸引过来，并对其中的雷电荷逐渐进行消散，对急速发展的雷云电场或强雷云电场，可以做到以5安培以下的消散电流将雷云中的电荷消除掉，而避免了几百千安培的闪击雷电发生。
本实用新型以下面方式实现设计一个由金属架和消雷针组成的雷电感应器，其上部及四周设置有高电阻(如1兆欧姆或其它电阻值)放电针，连接在由电阻或电感及电容组成的滤波器电路上，雷电感应器和高电阻放电针一起通过金属盒及引下线连接在消闪器上接入大地，整个设备安装在主支撑杆上，消闪器可安装在铁塔或建筑物上。
以下结合
本实用新型的原理及实施结构。
附图中，金属架5和19上分布着多支消雷针4组成雷电感应器，总体固定连接在金属盒15上，通过引下线16连接在消闪器18的一端(17为消闪器绝缘外盒)，消闪器18的另一端接入大地12。
雷云电荷在消雷针4上感应出异性电荷，该异性电荷可逸出针尖表面中和部分雷云电荷，电荷的流动可达毫安级以上电流。该流动着的与雷云电荷相反的电荷足以使雷云电场强度方向指向消雷针4，使得该方向上的电荷密度达到最大。消闪器18是一组电感线圈，它的作用是阻断突变的先导通道。当雷云电场强度达到450千伏／米的闪击电场强度时，对于以往任何一种消雷器和避雷针而言，此时雷云电场将对消雷器和避雷针闪击。而雷电感应器通过引下线16所接的消闪器18可使原来450千伏／米的闪击电场强度提高到700千伏／米，且不会发生闪击。在这种超高压不闪击的状态下，消雷针4上可产生大于50毫安的消散中和电流。
附图中的高电阻放电针3有若干根(最少在3根以上)，一般根数越多，就可以使高电阻放电针做得短些，太多则使成本高，支撑杆受力大。要求指向空中各个方向的高电阻放电针3的高度和空间宽度必须大于金属架5、19和消雷针4。每根高电阻放电针的顶部镶入金属针尖以利放电。将各高电阻放电针尖用金属线1并联起来。这样在放电时，每根高电阻放电针能同时放电，就避免了单针放电易受损坏针体的缺点。高电阻放电针3的底部用金属环20和电缆8并联，接于电阻或电感14与电容7构成的滤波器一端，另一端接到金属盒15上。当强雷云电场急速向高电阻放电针3靠近，这时高电阻放电针3将阻止闪击发生，可产生5安培以下的放电电流将雷云电荷迅速消除掉。
本实用新型为什么在极端情况下也能消灭雷电闪击呢？其机理如下金属架5、19和消雷针4所组成的雷电感应器与消闪器18配合，其消雷功能是显著的。但对以每秒几十米向其移动的雷云电场来说，则来不及消除雷云电荷，由于它处于高电阻放电针的保护之下，雷电场不可能对该雷电感应器发生闪击，只能对高电阻放电针进行放电。该放电电流通过电阻或电感14及电容7组成的滤波器时，电阻或电感14两端的电压迫使电容7的极板两端欲将闪击，此时，消闪器18将阻止电容7的极板两端的电压突变，并迅速将电压加到消闪器18上，导入大地12。这样就使得高电阻放电针3上的放电电流比较平稳。此外，假设雷云一次闪击所释放的电荷Q＝15库仑，对接地电阻为10欧姆的避雷针闪击，取闪击时间t＝40微秒，则得闪击雷电流i＝ (Q)/(t) (15库仑)/(40×10－8秒) ＝375千安该雷电流足以使被保护的设备遭受反击和感应损坏。
设高电阻放电针3的电阻为R＝1兆欧姆＝1×106欧姆雷云对地的电容量为C＝4×10－6法拉雷云对地的电位差U＝ (Q)/(C) ＝ (15库仑)/(4×10－8法拉) ＝3750千伏则雷云对地的电位差U对高电阻放电针3的放电电流为I＝ (U)/(R) ＝ (3750×103伏)/(1×108欧) ＝3.75安倍以上雷电参数都是实际中很少见的极端情况。
由于放电电压极高，为防止高电阻放电针3的表面闪络，接上消闪器18和电阻或电感14与电容7组成的滤波器即可解决。
注图1为雷电感应器、高电阻放电针、滤波器、消闪器的主剖面图。
图2为雷电感应器、高电阻放电针的俯视图。
附图中各部件名称1、金属线2、金属针尖3、高电阻放电针4、消雷针5、金属架6、绝缘子7、电容8、电缆9、绝缘子10、主支撑杆11、铁塔12、大地13、绝缘子14、电阻或电感15、金属盒16、引下线17、消闪器绝缘外盒18、消闪器19、金属架20、金属环附图绘出了一种实施例结构，图中的雷电感应器可组成各种形状，高电阻放电针3可用绝缘管内装电阻砂(如石棉和石墨的混合体、铝土矿、陶土矿等等)制成。高电阻放电针3可作为雷电感应器金属架5和19的支撑杆的一部分，相交处用绝缘子隔开。电容7也可用绝缘子13和金属架5之间的分布电容代替，要求耐压在10千伏以上，电容量不作要求。消闪器18可以在铁芯上绕制线圈，要求电感量越大越好(如1享利以上)。整个设备安装在主支撑杆10上(消闪器可安装在铁塔上或建筑物上)。并用绝缘子13、9和6与其相隔开来，要求各绝缘子的耐压水平在10千伏以上。主支撑杆10可焊接于铁塔或建筑物顶上。而且安装高度越高越好(如距地面20米至300米以上)。接地电阻只要求铁塔11或建筑物的自然接地即可。如果接地电阻越小则防雷效果越好。这套设备比起以往的避雷针及许多消雷器具有消雷效果迅速和可靠的效果，可广泛应用于建筑物、通讯线路、电力等工程上。
权利要求1.一种具有消灭雷电闪击的设备，其特征在于这套设备由金属架5、19和消雷针4组成的雷电感应器，其上部及四周设置有高电阻放电针3，连接在由电阻或电感14及电容7组成的滤波器电路上，雷电感应器和高电阻放电针3一起通过金属盒15及引下线16连接在消闪器18上接入大地，整个设备安装在主支撑杆上，消闪器可安装在铁塔或建筑物上。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于消闪器18是一组电感线圈。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于金属架5和19上分布着多支消雷针4组成雷电感应器，总体固定连接在金属盒15上，通过引下线16连接在消闪器18的一端，消闪器18的另一端接入大地12。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于各高电阻放电针尖用金属线1并联起来，高电阻放电针3的底部用金属环20和电缆8并联，接于电阻或电感14与电容7构成的滤波器一端，另一端接到金属盒15上。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于高电阻放电针3最少在3根以上，要求指向空中各个方向的高电阻放电针3的高度和空间宽度必须大于金属架5、19和消雷针4。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于金属盒15、金属架5、19和高电阻放电针3与主支撑杆10之间用绝缘子13、9和6与其相隔开来。
专利摘要本实用新型是一种同时具备防雷和消除雷电闪击的设备，它由安装在支撑杆上的金属架，高电阻放电针，滤波器以及消闪器等部件组成，其中金属架上分布有多支金属消雷针，它能将雷电场的电荷吸引过来，并逐渐消散，对急速发展的雷云电场或强雷云电场可以做到以5安培以下的消散电流将雷云中的电荷消除掉。这套设备比起以往的避雷针及许多消雷器具有消雷迅速和可靠的效果，可广泛应用于建筑物，通讯线路、电力等工程上。
文档编号H01T19/00GK2131231SQ9222471
公开日1993年4月28日 申请日期1992年6月14日 优先权日1992年6月14日
发明者王东生 申请人:王东生