一种提前放电雷击防护方法及避雷针与流程

本发明涉及一种雷击防护方法及避雷针，具体涉及一种提前放电雷击防护方法及避雷针，属于雷电防护技术领域。

背景技术：

目前，市场上避雷针种类繁多，但大多数避雷针都是利用尖端放电的原理，当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变。在避雷针的顶端，形成局部电场集中的空间，当电场强度达到一定程度时，空气被电离，雷云产生下行先导，避雷针产生上行先导引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。

依据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》要求，避雷针高度按照滚球法计算，在实际应用过程中，计算出来的高度往往非常高，且架设难度非常大，因此，如何提高避雷针的保护范围，降低避雷针的架设难度成为提升避雷针性能的关键。

如申请号CN201220721313.2，名称为“一种新型提前放电避雷针”的实用新型专利公开了一种新型提前放电避雷针，包括中央收集杆，反射器，激发器，泄流装置，支撑杆和底座，泄流装置上部通过螺栓与中央收集杆连接，泄流装置下部与支撑杆焊接在一起，支撑杆底端有底座。所述的中央收集杆从上到下依次安装有反射器和激发器。所述的泄流装置为球形结构。本实用新型的中央收集杆与泄流装置用螺栓连接，泄流装置与支撑杆用氩弧焊焊接，支撑杆采用不锈钢管。本实用新型使雷电流泄流时间提前了一半，通流量增加了100KA；支撑杆采用不锈钢管，不锈钢材料美观、重量轻、安装维护方便，结构坚固、泄流快、通流量大等优点。

又如申请号CN201620664890.0，名称为“一种提前放电避雷针”的实用新型专利公开了一种提前放电避雷针，包括从上到下顺次连接的收集端、文氏管、泄流装置、高压脉冲发生器、支撑杆和底座，所述泄流装置上部通过螺栓与中央收集杆连接，泄流装置下部与支撑杆焊接在一起，支撑杆底端有底座，所述针体由四片以上的曲面金属面板绝缘拼接而成,所述的收集端上还安装有反射器和激发器。本实用新型使雷电流泄流时间提前了一半，通流量增加了100KA；安装维护方便，结构坚固、泄流快、通流量大等优点，采用曲面结构的针体，与传统的避雷针相比，表面积增大，可接收更多正离子。

又如申请号CN201410195232.7，名称为“一种主动式提前放电避雷针”的发明专利申请公开了一种主动式提前放电避雷针，包括基座、连接在基座上的中央收集杆、激发器、反射器以及用于连接支撑杆的连接头，所述的反射器上开设有三个反射孔，激发器包括激发器底座和安装在激发器底座上的三根导针，三根导针的顶端对应三个反射孔，发射器和激发器分别连接在基座的上端外侧壁和下端外侧壁上。所述的一种主动式提前放电避雷针，非电子式样，寿命长，雷击后防护质量不会改变，无电子系统不会因浪涌冲击将其损坏。

上述专利虽然都涉及到提前放电的避雷针，但都是在避雷针上安装激发器和反射器，利用激发器和反射器之间的电位差进行尖端放电，对激发器和反射器依赖性大，相对结构较复杂，因此还是需要改进。

技术实现要素：

本发明针对当前避雷针在雷击防护上存在的问题，提出了一种提前放电雷击防护方法及避雷针，采用主针和辅针的结构，在雷电发生时，主针和辅针之间形成电位差，在避雷针针尖产生电火花，使针尖周围空气电离，提前产生一个上行先导的避雷针，将雷电引导至避雷针，扩大避雷针的保护范围。

本发明为解决上述问题所采用的技术手段为：一种提前放电雷击防护方法，采用与大地相连通的主针和辅针的方式，且在辅针设有延缓电荷从大地涌入辅针针尖的装置，并将主针针尖和辅针针尖的距离控制在使主针针尖和辅针针尖之间形成火花放电的范围之内。

进一步地，延缓电荷从大地涌入辅针针尖的装置为阻抗器，且将主针针尖与辅针针尖的距离控制在2-3mm，当雷电即将发生时，主针迅速集聚电荷，辅针由于阻抗器的存在电荷聚集速度比主针慢，在主针与辅针之间形成电位差形成火花放电，产生雷电先导需要的电离子，电离子在大气电场的作用下往雷云方向上升，形成上行先导，该上行先导与雷云产生的下行先导接触，形成雷电放电通道，将雷电引至地下，实现雷击时的防护。

进一步地，通过设置基座将主针和辅针进行固定，并与大地相连通。

进一步地，主针和辅针的数量各为一个以上，当主针设为两个以上时，将每个主针针尖与至少一个辅针针尖之间的距离控制在2-3mm；当辅针设为两个以上时，将每个辅针针尖与至少一个主针针尖之间的距离控制在2-3mm。

进一步地，将主针和辅针与大地相连通的部分设置为一个整体或者相连通，使电荷从大地同时流向主针和辅针阻抗器以下的部位，保证辅针针尖的电荷聚集速度小于主针针尖的电荷聚集速度。

一种提前放电避雷针，包括主针、辅针和阻抗器，其中主针和辅针的一端均与大地相连通，阻抗器设在辅针针尖的下方，主针针尖与辅针针尖之间的距离为2-3mm。

进一步地，所述避雷针还包括基座，主针和辅针通过基座进行固定并与大地相连通。

进一步地，主针和辅针的数量各为一个以上，当主针为两个以上时，每个主针针尖与至少一个辅针针尖之间的距离为2-3mm；当辅针为两个以上时，每个辅针针尖与至少一个主针针尖之间的距离为2-3mm。

进一步地，主针和辅针通过一根引下线与大地连接。

进一步地，阻抗器为电感、线性电阻或者压敏电阻。

本发明的有益效果是：

1. 本发明通过将避雷针设置成主针和辅针的模式，在辅针上设置一个阻抗器延缓辅针针尖电荷的聚集，且将主针针尖与辅针针尖的距离控制在2-3mm，以当雷电即将发生时，主针针尖电荷的聚集速度大于辅针针尖电荷的聚集速度，在主针针尖与辅针针尖之间形成点位差，该点位差将两针尖之间的空气击穿，产生火花放电，产生电离子，电离子在大气电场的作用下往雷云方向上升，形成上行先导，该上行先导与雷云产生的下行先导接触，即形成雷电放电通道，将雷电引至地下，实现雷击时的防护。

2. 本发明利用主针和辅针之间的火花放电，提前产生一个上行先导，从而能够增加避雷针的保护范围，降低避雷针的架设高度要求，为实际施工操作提供了很大的便利，实用性高。

附图说明

图1为实施例一结构示意图；

图2为实施例二结构示意图；

图3为实施例三结构示意图；

图4为实施例四结构示意图；

其中：1.主针，2.辅针，3.阻抗器，4.基座，5.引下线，6.整体支架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

实施例一

如图1所示，一种提前放电避雷针，包括一个主针1、一个辅针2和阻抗器3，其中主针1和辅针2的一端均与大地相连通，阻抗器3设在辅针2针尖的下方，主针1针尖与辅针2针尖之间的距离为2-3mm。所述避雷针还包括基座4，主针1和辅针2通过基座4进行固定并与大地相连通。将主针1和辅针2位于基座4的部分设置成一个整体支架6，利用基座4将整体支架6固定在建筑物的顶端，整体支架6连接一根引下线5将主针1和辅针2与大地相连通，阻抗器3设在整体支架6与辅针2针尖之间，因此，主针1针尖与大地直接连通，而辅针2针尖与大地之间有阻抗器3进行阻隔连通，当雷电即将发生时，雷云集聚大量电荷，大气电场急剧增加，由于电场感应，大量电荷从大地涌入建筑物顶端的避雷针，其中避雷针的主针1迅速集聚电荷，避雷针的辅针2由于阻抗器3的存在，针尖集聚电荷的时间会延后，此时主针1和辅针2针尖之间会产生一个电位差，该电位差会将两针尖之间的空气击穿，产生火花放电，针尖周围由于火花放电产生电离子，电离子在大气电场的作用下往雷云方向上升，形成上行先导，该上行先导与雷云产生的下行先导接触，即形成雷电放电通道，将雷电沿针尖经整体支架6和引下线5后引入地下，实现雷击时的防护。

阻抗器3可以是电感、线性电阻、压敏电阻等阻抗元件，延缓辅针针尖电荷的聚集。

实施例二

如图2所示，在本实施例中，主针1和辅针2分别通过同一个基座4固定在建筑物的顶端，主针1和辅针2通过同一根引下线5与大地连通，引下线5与主针1和辅针2连接的部分分成两个接头，一个接头与主针1连接，另一个接头与辅针2连接。

实施例三

如图3所示，在本实施例中，主针1和辅针2各为两个，两个辅针2通过同一个阻抗器3进行与大地之间的阻隔，且每个主针1针尖与至少一个辅针2针尖之间的距离为2-3mm，每个辅针2针尖与至少一个主针1针尖之间的距离为2-3mm。

实施例四

如图4所示，在本实施例中，主针1和辅针2各为两个，两个辅针2分别通过一个阻抗器3进行与大地之间的阻隔，且每个主针1针尖与至少一个辅针2针尖之间的距离为2-3mm，每个辅针2针尖与至少一个主针1针尖之间的距离为2-3mm。

实施例五

在本实施例中，主针1的数量可以是一个以上，辅针2的数量也可以是一个以上，当主针1的数量多于一个时，每个主针1针尖与最少一个辅针2针尖的距离为2-3mm；当辅针2的数量多于一个时，每个辅针2针尖与最少一个主针1针尖的距离为2-3mm。

上述实施例还涉及一种提前放电雷击防护方法，采用与大地相连通的主针1和辅针2的方式，且在辅针2设有延缓电荷从大地涌入辅针2针尖的装置，并将主针1针尖和辅针2针尖的距离控制在使主针1针尖和辅针2针尖之间形成火花放电的范围之内。

其中延缓电荷从大地涌入辅针2针尖的装置为阻抗器3，且将主针1针尖与辅针2针尖的距离控制在2-3mm，当雷电即将发生时，主针1迅速集聚电荷，辅针2由于阻抗器3的存在电荷聚集速度比主针1慢，在主针1与辅针2之间形成电位差形成火花放电，产生雷电先导需要的电离子，电离子在大气电场的作用下往雷云方向上升，形成上行先导，该上行先导与雷云产生的下行先导接触，形成雷电放电通道，将雷电引至地下，实现雷击时的防护。

通过设置基座4将主针1和辅针2进行固定，并与大地相连通。

主针1和辅针2的数量各为一个以上，当主针1设为两个以上时，将每个主针1针尖与至少一个辅针2针尖之间的距离控制在2-3mm；当辅针2设为两个以上时，将每个辅针2针尖与至少一个主针1针尖之间的距离控制在2-3mm。

将主针1和辅针2与大地相连通的部分设置为一个整体或者相连通，使电荷从大地同时流向主针1和辅针2阻抗器以下的部位，保证辅针2针尖的电荷聚集速度小于主针1针尖的电荷聚集速度。

通过上述实施例可以看出，本发明具有以下有益效果：

1. 本发明通过将避雷针设置成主针和辅针的模式，在辅针上设置一个阻抗器延缓辅针针尖电荷的聚集，且将主针针尖与辅针针尖的距离控制在2-3mm，以当雷电即将发生时，主针针尖电荷的聚集速度大于辅针针尖电荷的聚集速度，在主针针尖与辅针针尖之间形成点位差，该点位差将两针尖之间的空气击穿，产生火花放电，产生电离子，电离子在大气电场的作用下往雷云方向上升，形成上行先导，该上行先导与雷云产生的下行先导接触，即形成雷电放电通道，将雷电引至地下，实现雷击时的防护。

2. 本发明利用主针和辅针之间的火花放电，提前产生一个上行先导，从而能够增加避雷针的保护范围，降低避雷针的架设高度要求，为实际施工操作提供了很大的便利，实用性高。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。