[发明专利]一种主动避雷器

说明书

技术领域

本发明涉及一种避雷器，具体涉及一种主动避雷器，该主动避雷器用于主动快速地接收闪电，并且能安全地将雷雨云的电荷释放至地面，由此降低受保护对象遭遇雷电的频率。

背景技术

通常，避雷器设置在建筑物的顶部，在雷雨云和地面之间形成放电路径，从而将雷雨云中积累的电荷安全地释放至地面。

天气晴好时，地面电场一般为大约100伏/米。然而，当雷雨云靠近时，地面电场为大约10000伏/米，并且雷雨云与地面之间的电势差可达到一亿伏。

然而，如果雷雨云中的电荷等于或少于预定数量，或者地面和雷雨云之间保持预定距离，大气层中的空气可充当很好的绝缘体，这样不会发生介质击穿，也就是说，地面和雷雨云之间不会产生闪电。但是，一旦满足地面和雷雨云之间的放电条件，例如距离、湿度以及类似的因素等，雷雨云中达到或多于预定数量的电荷可击穿大气层的绝缘层，而使雷雨云中的电荷释放至地面，因此，发生闪电的危险始终存在。

进一步，由于近年来建筑物朝着超高层和高密度发展的趋势，雷雨云和闪电到要保护的建筑物之间的距离减小。因此，正如在美国专利6943285及韩国公告专利申请2004-0040512和韩国专利0440616中所公开，当今的发明人已经研制出并建议通过将闪电引导至避雷器的石针部件来保护建筑物。但是，根据现有技术，当通过将闪电引导至避雷器的石针部件来保护建筑物时，在某些情况下，闪电能按照预定方案进行引导。然而，取决于自然条件，受保护建筑物与雷雨云及闪电之间的充电电压低于雷雨云与受保护建筑物的避雷器石针部件之间的绝缘击穿电压，因此，雷雨云的电荷可通过任何其他固定在受保护建筑物的顶端部分的导体释放，而不是通过避雷器释放。因此，闪电很可能击中结构体而不是被引导至避雷器。

进一步，现有技术还有一个缺点，由于除了绝缘体以外的部件由金属材料，例如铜、钢铁及类似的物质制成，铁锈的产生会导致避雷器的电性能恶化。另外，在例如工业中心、沿海地带或类似区域，能导致金属腐蚀的盐、硫酸及类似物的浓度相当高，可导致对金属的腐蚀速度相当快，从而降低机械强度，并且最终导致例如由强风、震动等外力造成的损害。

此外，由于避雷器主要由金属材料制成，其主体非常重，重达几千克至几十千克，从运输、安装和其他方面来看，这是现有技术的另一个缺点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利号US5638248(1997年6月10日)

专利文献2：韩国公告专利申请、公开号为2004-0040512(2004年5月13日)

专利文献3：韩国专利号KR0440616(2004年7月6日)

发明内容

相应地，为解决现有技术中出现的上述问题做出本发明，本发明的目的是提供一种主动避雷器，其中在雷雨云与地表之间形成放电路径，以主动地、更有效安全地将雷雨云中的电荷释放至地面，由此保护保护对象免受雷电击中。

为实现上述目的，本发明的主动避雷器包括：固定板，其安置于保护对象的顶端部并连接至接地装置；杆组件，其一端纵向连接至接地装置并充有地面电荷；若干个绝缘体，绝缘体沿杆组件的纵向安置，并且彼此隔开；充电盘，安置于相邻的绝缘体之间，与杆组件分隔开，以实现电绝缘，并充有与地面电荷极性相反的电荷；充电管，安置于充电盘与绝缘体之间，电连接至充电盘，并充有与地面电荷极性相反的电荷；针电极组件，安置于杆组件的上端，并具有针形部件；以及放电感应导体电极，电连接至充电盘且位于绝缘体和充电盘之间，以引导针电极组件和放电感应导体电极之间的放电，并通过向大气放电来释放离子电荷，由此在雷雨云和针电极之间形成放电路径。

根据本发明，杆组件、充电盘、充电管、针电极组件和放电感应导体电极的材料可为碳或石墨，或者上述组件中的任意一个的材料可为碳或石墨。

放电感应导体电极分为两部分，其中一部分为向上伸出的第一放电感应导体电极，另一部分为向下折叠的第二放电感应导体电极，该第二放电感应导体电极位于接近于针电极组件的针形部件端部的位置。

针电极组件的端部与第二放电感应导体电极的端部之间的间隙在9-13mm的范围内。

绝缘体包括上部绝缘体和具有绝缘凸起的下部绝缘体，其中上部绝缘体位于充电管上部，以与针电极组件保持一段绝缘距离，下部绝缘体位于充电管的下部，以与固定板之间保持一段绝缘距离，绝缘凸起形成于下部绝缘体的上端部，以插入充电管中。

该绝缘凸起具有这样的结构，即由若干个上窄下宽的锥形组件连成一列。