本发明涉及一种基于库仑定律的防雷系统，属于雷电预防技术领域。
背景技术：
雷电给人类带来很多危害，许多年来，人类对雷电作了很多探索和研究，并采取了一些防雷措施但仍有雷害事故发生。一般传统的避雷针方式防护如图1所示，当雷云向地球运动时，其放电先导与避雷针所感应的迎面先导会合时产生强烈的主放电，雷云中大量电荷将通过避雷针、避雷引下线泄入大地，从而保护了建筑物。其中建筑物的防雷一直主要采用上述避雷针的方法，也曾采用消雷器，此防护方法保护范围呈45度角衰减，存在保护范围小、架设高度高，偶然性大以及被保护物受雷电直击等缺点。二十世纪末，中科院空间中心提出过一种制造高导电率气层主动避雷防雷的方法及装置，专利号为95117424.x，在建筑物顶层制造高导电率气层以达到减小电场强度的目的。该专利假设大地与金属板之间的电场强度为e2(这是人为加上的)，金属板面向雷云的表面上电场强度为e1，但e2大，e1不一定大。因为e1不是由e2来决定的，大量统计表明，雷电是一种单极性(“+”或“-”)在空气中高电压放电现象，由于雷电行进速度很快，如何判断雷电的极性是一难点，所以已有技术中预想制造高导电气层的想法难以实现。本申请人也曾经提出过一种排雷系统，中国专利号为：zl200910081350.4，通过判断雷电极性，在排雷系统球极上加载与雷电相同极性的高压电源，将雷电排斥到被保护物外，从而达到雷电防护目的。但此专利中的排雷系统需要首先判断雷电极性再加载对应极性电源，存在响应时间较慢，高压电源需安装在被保护物内，存在安全隐患。
技术实现要素：
本发明的目的是提出一种基于库仑定律的防雷系统，利用库仑定律，将雷电定位吸引到远离被保护建筑的预设雷击物上，从而达到防雷减灾的目的。
本发明提出的基于库伦定律的防雷系统，包括正高压电源、两套防雷系统和负高压电源，所述的正高压电源和负高压电源置于被保护物的相对两侧，正高压电源和负高压电源分别用于产生两套防雷系统中的接闪导电体和贮能电容器充电的直流高压电，并用于为防雷系统中的正极性高压直流电源和负极性高压直流电源提供电源；
防雷系统由电源、过电压保护器、电动调压器、升压变压器、贮能电容器、接闪导电体、接地开关和放电球隙组成，其中：
电源，用于为正极性高压直流电源和负极性高压直流电源提供电源，电源首先连接到过电压保护器；
过电压保护器，用于在雷击来临时，保护正高压电源或负高压电源不受过电压的损害，过电压保护器与电动调压器相连；
电动调压器和升压变压器，用于将输入的交流电源升压至所需的高压，电动调压器和升压变压器与正高压电源或负高压电源相连，为正高压电源或负高压电源提供交流高压输入；
贮能电容器，用于贮存正极性或负极性电量，保证接闪导电体上的电荷量稳定足量，贮能电容器与接闪导电体相连；
接闪导电体和放电球隙，用于将雷电吸引至接闪导电体，并通过放电球隙进行放电泻流，保证被保护我物的安全，放电球隙与地线相连，两个接闪导电体分别连接正极性电源和负极性电源由绝缘支柱支撑于被保护物的附近；
接地保护开关，用于日常未接通电源时的接地保护，保证防雷系统安全，接地保护开关与地线相连。
本发明提出的基于库伦定律的防雷系统，其优点是：
1、与传统避雷针防护装置相比，本发明提出的基于库仑定律的防雷系统可以准确的定位雷电电击位置，增强防护性，同时大大扩大了保护范围，甚至做到防雷系统与被保护设施等高时提供防雷保护。而且基于库仑定律的防雷系统可以不装在户内，远离被保护物，更加安全。
2、本发明的基于库仑定律的的防雷系统，无需考虑极性转换的问题，当发生雷电时，雷达将自动击中它所吸引的接闪点，这是本发明防雷系统的最大优点。
3、本发明的基于库仑定律的的防雷系统，还可以大大的减少感应雷对低压设备的损害。我国南方的广大山区和农村地区，由于其特殊的山势、地势结构，每年雨季和夏季都是雷电的多发季节，因雷电而对人民生命、财产造成的伤害和损失屡见报道。使用本发明提出的高效防雷系统，可以有效地避免雷电对人类的伤害，特别对于重要的部门和单位，如：油库、风、电气化铁路、名胜古迹，更能保证人们生命、财产的安全。
4、本发明的防雷系统，结构简单，安装方便，具有很好的社会和经济效益。
附图说明
图1是传统避雷针的应用场景图。
图2是本发明提出的基于库伦定律的防雷系统的应用场景图。
图3是本发明提出的基于库仑定律的防雷系统的正极主电路原理图。
图4是本发明提出的基于库仑定律的防雷系统的负极主电路原理图。
图5是用已有的避雷针方式保护范围示意图。
图6是本发明提出的防雷系统的保护范围示意图。
图2－图4中，1是正高压电源，2是防雷系统，3是被保护物，4是负高压电源；201是过电压保护器，202是电动调压器,203是升压变压器，204是贮能电容器,205是接闪导电体，206是接地开关，207是放电球隙。
具体实施方式
本发明提出的基于库伦定律的防雷系统，其结构如图2所示，该防雷系统包括正高压电源1、两套防雷系统2和负高压电源4，正高压电源1和负高压电源4置于被保护物的相对两侧，正高压电源1和负高压电源4分别用于产生两套防雷系统2中的接闪导电体205和贮能电容器204充电所需的直流高压电。两套防雷系统的电路原理图分别如图3和图4所示。
防雷系统2由电源、过电压保护器201、电动调压器202、升压变压器203、贮能电容器204、接闪导电体205、接地开关206和放电球隙207组成，其中：
电源，用于为正极性高压直流电源1和负极性高压直流电源4提供电源，电源首先连接到过电压保护器201；
过电压保护器201，用于在雷击来临时，保护正高压电源1或负高压电源4不受过电压的损害，过电压保护器201与电动调压器202相连；
电动调压器202和升压变压器203，用于将输入的交流电源升压至所需的高压，电动调压器202和升压变压器203与正高压电源1或负高压电源4相连，为正高压电源1或负高压电源4提供交流高压输入，如图3和图4中所示，b直接连通接地。
贮能电容器204，用于贮存正极性或负极性电量，保证接闪导电体205上的电荷量稳定足量，贮能电容器204与接闪导电体207相连；
接闪导电体205和放电球隙207，用于将雷电吸引至接闪导电体，并通过放电球隙207进行放电泻流，保证被保护物的安全，放电球隙207与地线相连，两个接闪导电体205分别连接正极性电源或负极性电源，两个接闪导电体分别由绝缘支柱支撑于被保护建筑物的附近等高位置h处，通过避雷引线接地。
接地保护开关206，用于日常未接通电源时的接地保护，保证防雷系统安全，接地保护开关206与地线相连。
本发明的一个实施例中，过电压保护器201，其产品型号为gbq型，由北京山清水木电气科技有限公司生产，该产品的专利号为zl01229764x，使用的电动调压器202，调压范围为0～250v,升压变压器203的升压范围为220v/20kv,贮能电容器204的产品型号为ch82,由长春维鸿东光电子器材有限公司生产。
本发明提出的基于库仑定律的防雷系统，利用库仑定律，使雷云的电荷与本防雷装置的异性电荷之间产生库仑力
以下结合图3和图4详细介绍本发明一种基于库仑定律的防雷系统的工作原理：
当天气变化，有可能发生雷电时，通过相关雷电预警设备，可以自动或人工手动进行电源合闸，首先通过220v交流电源和升压变压器升压后向正高压电源1和负高压电源4，正高压电源1和负高压电源4直接向贮能电容器204和接闪导电体205进行充电，正、负接闪导电体同时充电。当雷电接近被保护物时，被保护物顶部的接闪导电体205与雷云所带的电荷为异极性时，根据库仑定律，将异极性的雷电吸引到接闪导电体205上，通过接闪导电体205的保护和放电球隙207泻流，将电击能量导入大地，从而达到防雷减灾的目的。
图5是用已有的避雷针方式保护范围示意图。图5中，单支传统避雷针保护范围，当rx≥h/2时，rx＝(h-hx)p；rx＜h/2时，rx＝(1.5h-2hx)p；当h≤30m时，p＝1；当30m＜h≤120m时，
图6是本发明提出的防雷系统的保护范围示意图。从图6中可以看出，防雷系统的保护半径rx大于等于防雷系统的接闪体有效高度h，有效保护范围及保护高度都远优于传统避雷针。