[实用新型]消电荷避雷针

说明书

技术领域

本实用新型涉及雷电防护技术领域，尤其涉及一种消电荷避雷针。

背景技术

雷击是人们公认的十种最严重自然灾害之一，雷击所造成的灾害事故 时有发生，雷击导致建筑物损坏、人身伤亡、引起火灾爆炸，时刻危害着 人们生命财产的安全，因此，如何有效避免雷击的损害十分重要。

目前，针对雷击产生的危害，一般采取的措施是安装避雷针、避雷线、 避雷网等接闪器，进行接闪，然后将雷电流引至大地，避免雷击建筑物等 设施造成的危害事故。避雷装置的基本原理是：空中带电的雷云由于静电 感应在地面的物体上感应产生与雷云中电荷极性相反的电荷，随着空间雷 云产生电场的增强，雷云对地产生向下的下行先导，而地面上物体则会产 生向上的上行先导，当上行先导与下行先导之间距离足够小，则会发生雷 击。在传统避雷针的基础上，美国佛罗里达大学国际雷电研究和试验中心 主任Rakov教授提出预放电避雷针的概念。

图1A和图1B为现有技术预放电避雷针的工作原理图。请参照图1A 和图1B，d′间隙位于预放电电子触发装置(无源的电子触发回路)内部。 d间隙由针体上部电极与预放电电子触发装置外壳组成的。上部电极在上 行先导放电时，用于向上产生火花。

以下介绍现有技术预放电避雷针的工作原理。如图1A所示，无雷电 云时，大气中的电场强度E约为300V/m。如图1B所示，有雷电云时，雷 云与地之间的电场强度E为10kV/m～20kV/m时，通过底部电极吸收空间 电场的能量并将电荷储存在预放电电子触发装置内部。电荷充电到一定程 度时，通过其上部电极(d间隙击穿)放电，针体上部和尖端周围形成强 烈的电晕放电(离子层)，提前产生一个向上发射的迎面先导，使下行先 导放电通道畸变。上行迎面先导迅速向下行先导方向传播并捕获雷电，使 预放电电子触发装置的d′间隙击穿，形成主放电通道，雷电流伴随着闪电 和雷鸣由主放电通道泄放入地，从而避免预放电避雷针周围的被保护物遭 受雷击。

预放电避雷针相比于普通避雷针在同一处同一高度安装时，提前发射 出与正在下行的梯形先导相连的上行迎面先导，这个提前发射的上行迎面 先导可以推进更长的距离，进而可以更加有效地捕获雷电流，从而避免建 筑物遭受雷击。

然而，中国电子学专家从理论研究明确指出：应用高频强辐射电磁波 高效电离功能是解决雷灾课题的金钥匙。必须强调指出，现有的预放电方 式就是一个现成的实践验证，在雷击来临之际有高频强激发，接着，又引 发高频状态下具有的高效电离功能，提前击穿大气才取得上迎预放电的效 果。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本实用新型提供了一种消电荷避雷针，以在还没 雷击前，就会产生高频强电磁波发射火花，电离大气形成一条等离子导电 通道，向上迎着空中已经聚集的，尚未构成危险的云电传播并捕获云中电 荷，以较小的电流方式引下入地。

(二)技术方案

本实用新型消电荷避雷针包括：云电导引针；火花隙放电开关管，其 阴极接地；阳极电感L1和触发器电感L2，其中，火花隙放电开关管的阳 极通过阳极电感L1电性连接至云电导引针；其触发极通过触发极电感L2 电性连接至云电导引针；金属壳，其内部形成一容置空间，火花隙放电开 关管、阳极电感L1和触发极电感L2被置于该容置空间内，且云电导引针 与该金属球壳电性连接，火花隙放电开关管的阴极与该金属壳体电性隔离。

优选地，本实用新型消电荷避雷针中，阳极电感L1，与火花隙放电 开关管的阳极和阴极组成主谐振电路；触发极电感L2，与火花隙放电开 关管的触发极和阴极组成触发谐振电路。