[实用新型]一种系留气球防雷系统

说明书

技术领域

本实用新型属于防雷技术领域，尤其涉及一种系留气球防雷系统。

背景技术

系留气球是使用缆绳将其拴在地面绞车上并可控制其在大气中飘浮高度的气球。现有的系留气球，大多采用以下两种方式进行雷电防护：一种是通过接闪、下引、接地实现球体的直击雷防护，即在系留气球的头锥和垂直尾翼首尾两端分别架设避雷针用于接闪，通过电缆汇聚至缆绳泄雷层实现下引；另一种则是搭建“法拉第笼”，即在系留气球的顶部和四周用金属支架搭设避雷线构建一个等电位笼体，实现对笼体内球体和设备的雷电防护。上述两种方式有如下弊端：①艇上部分结构复杂，工艺要求高、固定装置附加重量较重②缆绳泄雷层雷电泄放能力有限，超过50kA易造成缆绳击穿，但增加泄雷层厚度将显著增加重量③防护范围不足：保护范围不能完全覆盖整个球体，可能会有雷电侧击、绕击的现象④影响缆绳寿命，易发生雷电反击⑤造价昂贵。

实用新型内容

基于现有技术的不足，本实用新型需要解决的技术问题是提供一种新型、经济适用的系留气球防雷系统，以解决传统防雷系统存在的弊端，达到减少重量、提升承载能力、降低技术难度、延长缆绳寿命的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种系留气球防雷系统，其特征在于：包括球上防雷装置和地面雷电预警装置；

所述球上防雷装置包括球上静电释放装置，球上等电位连接装置、球上关键设备电磁屏蔽装置和球上电气设备浪涌抑制装置。

与球上等电位连接装置连接的球上静电释放装置为一块放电刷安装板上铆接多组静电放电刷组合而成；静电释放装置由多组静电放电刷和金属安装板构成，它通过静电放电刷以尖端放电的方式将静电或感应雷产生的电荷及时释放至空气中。

球上关键设备电磁屏蔽装置由多个金属屏蔽盒共同组成，用等电位连接装置互连；电磁屏蔽装置通过电子设备的金属外壳对内部电子设备防护，降低雷电辐射对电子设备的影响；等电位连接通过导线将发电机组、油箱、通讯设备等电气设备等金属物体外壳以及金属安装骨架进行有效搭接，形成一个电位一致的“等势体”，从而降低有害的电位差。

球上电气设备浪涌抑制装置安装在各个金属屏蔽盒中，浪涌抑制装置根据雷电区域和防雷等级选择相关电源/信号浪涌抑制器，利用浪涌抑制器（SPD）将雷电引起的线路过压和过流限制在一定范围内。

所述地面雷电预警装置包括气象雷达、闪电定位仪和大气电场仪；气象雷达、闪电定位仪布置在目标场地100公里范围内，大气电场仪根据目标场地往年的雷云移动规律方向呈直线布置，根据预警时间需要确定布置数量；地面雷电预警系统由气象雷达、闪电定位仪，以及针对系留气球布设的大气电场仪组成的雷电立体探测网络，其中气象雷达用于探测目标场地周围的雷云移动走向和漂移速度，闪电定位用于对周边雷云雷击落点进行区域定位，大气电场仪用于监测目标场地周围大气的电场强度变化。它可以准确的预测试验场地四周的雷电强度，雷云距离高度、雷云的移动趋势等，并给出报警信号，地面监控台根据报警等级实施具体躲避策略。

作为本实用新型一种系留气球防雷系统在一方面的改进：所述放电刷安装板两端设有安装孔，通过镀银铜芯高温导线与球上等电位连接装置连接。

作为本实用新型一种系留气球防雷系统在一方面的改进：所述大气电场仪每隔5km布置一台。

与现有技术相比，本实用新型利用雷电预警装置采用躲避策略有效降低了系留球遭遇直击雷的风险，通过屏蔽、浪涌抑制、等电位搭接和电荷释放的综合策略对球上电气设备进行有效防护，大大降低了感应雷和静电对球体和电气设备的危害。

本实用新型提出了以“躲避直击雷，降低感应雷”为主体的系留气球雷电防护新思路。通过雷电预警装置的探测警报，让系留气球在雷云即将到来时，提前进行回收躲避，避免了雷电对系留气球的直接危害，因为不需要雷电下引线，解决了球上发电类系留气球无法进行雷电下引泄放、系留气球泄雷缆绳易被击穿和雷电反击等技术问题。利用防雷系统的创新设计，有效的降低了感应雷和电磁辐射脉冲对球体及其设备的危害，并消除了球上积累的静电对电子设备的影响。整个装置跟现有技术对比，无论是在重量上、工艺要求上、成本上，还是雷电防护的效果上，均有显著优势。

下面结合附图详细说明本实用新型,其作为本说明书的一部分,通过实施例来说明本实用新型的原理，本实用新型的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。

附图说明