[发明专利]无源高低压气体复合强电离放电等离子拒雷装置

说明书

一种无源高低压气体复合强电离放电等离子拒雷装置，包括高压气体(常压大气)雷云电荷聚消单元(2)、低压气体强电离放电单元(3)和接地导体(4)，该高压气体雷云电荷聚消单元(2)为消雷阵列,低压气体强电离放电单元(3)的两电极置于固定其放电间隙并保持有低压气体的绝缘体密封舱内而与外界环境条件无互扰。本装置由雷云电场(1)激励，高低压气体复合强电离放电可产生达百mC/s级的消散电荷(即百mA级消散电流)，高效中和雷云电荷聚消单元(2)及接地导体(4)引聚的云、地电荷±Q，有效抑制云‑地间等效电容C的电压V＝Q/C增高并抑制雷电先导的形成和发展而不会对地面放电击穿，本发明适用于各类固定和移动物体的直击雷防护。

技术领域：

本发明涉及直击雷防护技术领域，特别是涉及一种在雷云电场激励下高效聚消云、地电荷而有效避免直击雷的无源高低压气体复合强电离放电等离子拒雷装置。

背景技术：

本发明申请人的中国实用新型专利201520423922.3“无源复合强电离放电等离子拒雷装置”(简称PCPLR或拒雷装置),具体地，该装置包括雷云电荷聚消单元、强电离放电单元和接地导体，该强电离放电单元的放电电极包含两电极，其中电极A与雷云电荷聚消单元组合为整体，电极B与接地导体连接，两电极之间以绝缘体隔开和固定放电间隙；该雷云电荷聚消单元为消雷导体阵列LEA。将LEA无源等离子体产生技术构成的雷云电荷聚消单元与采用新的“多细线效应”无源强电离放电等离子体产生技术构成的强电离放电单元复合,并与接地导体连接，由雷云电场激励，复合强电离放电产生数10mC/s消散电荷(即数10mA消散电流)，高效中和雷云电荷聚消单元及接地导体引聚的云、地电荷±Q，有效抑制雷云下部雷电先导的形成和发展而不会导致雷云电场对地面放电击穿,即雷云电场下的拒雷保护角为84°(也即保护半径为PCPLR安装高度的10倍)宽范围内的物体及PCPLR本体均免遭雷云电场放电击穿。

虽然已有实用新型PCPLR装置适用于各类固定和移动物体按84°保护角实现直击雷防护，而在气压(相应的海拔高度)、气流、大气介质等外界环境条件变化时将在一定程度上影响该本装置电离电流的发生，例如在海平面0m高程难电离时的发散电流仅有2000m海拔高程时的1/2，使拒雷可靠性和冗余度受到影响。另一方面，当拒雷装置运行现场有易燃易爆气体挥发而拒雷装置强电离放电单元放电产生的电弧距气体挥发点不够远时，存在明火引起气体燃爆的安全隐患；在化学气体、海洋盐雾等腐蚀性气体侵蚀和粉尘附着的环境中，暴露于大气中的强电离放电单元电极和绝缘体等部件将受到腐蚀和污染而需要增加维护，因此，开发密闭型低气压强电离放电单元组成的本新型拒雷装置在可靠性、经济性和实用性方面都是十分有益和必要的。

为此本发明装置需要解决的技术问题是，采用电气绝缘体密封舱内的低气压电极强电离放电单元，实现该单元不与运行外界条件互相干扰而获得更大的拒雷消散电流、运行安全性、可靠性、经济性和实用性。

技术方案：

本发明的目的在于公开一种无源高低压气体复合强电离放电等离子拒雷装置，本装置采用电气绝缘体密封舱内低压气体中的电极强电离放电单元更新原有的绝缘体和电极敞开于大气中的PCPLR强电离放电单元，从而不受气压、气流、大气介质等外界环境条件影响，在低压气体中强电离放电产生高达百mA级的拒雷消散电流，更高效地聚消云、地电荷,更可靠地抑制雷电先导的形成和发展，实现在宽保护范围内避免直击雷。同时，将强电离放电单元密封放电，可防止放电电弧在易燃易爆气氛中引起燃爆的危险，还可以避免污染环境气氛对放电器部件和功能的有害影响。

为了实现本发明的目的，本发明采取如下技术方案：