[发明专利]一种自触发式直击雷防护装置

说明书

本发明公开一种自触发式直击雷防护装置，包括引流单元和击穿放电单元，其中，引流单元包括二极管组和电阻，二极管组与电阻串联，二极管组包括多个串联的瞬态电压抑制二极管；击穿放电单元包括壳体、外部上电极、自触发针电极、内部下电极。当二极管组的两端受到瞬态高能量冲击时，瞬态电压抑制二极管能以皮秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，使两极间的电压箝位于一个预定值，其余电压则加在自触发针电极与内部下电极之间，使自触发针电极与内部下电极之间的间隙在过电压的作用下迅速击穿，从而触发击穿放电单元内部发生自击穿，在数十至数百纳秒时间范围内形成电弧，将雷电大电流泄放，为后端的电子设备提供保护。

技术领域

本发明涉及雷电防护设备及其周边配套设施技术领域，特别是涉及一种自触发式直击雷防护装置。

背景技术

一般船舶防雷是在桅杆安装避雷针，使电子设备置于避雷针保护范围内，降低其遭受直接雷击的概率。然而，受到总体资源的制约，导致部分船载装备不在避雷针的保护范围内，依然受到直击雷威胁。一旦遭遇雷击，瞬时产生的雷击大电流传导至后端设备，可能损坏电子设备。

目前已有的直击雷防护装置大都采用开放式两电极放电球隙，这种防护措施结构简单，存在击穿阈值不稳定的问题。这是由于气体击穿发展过程有一定的随机性；另外，由于电极暴露在大气中，受气压、风速和大气湿度变化影响，击穿电压分散性较大。以常见的开放式两电极放电球隙为例，其击穿阈值变化范围可达±40％。击穿阈值降低，有可能导致电子设备以额定电压工作时放电球隙就动作；击穿阈值提升，有可能导致直击雷作用下泄露脉冲电压过高，损坏电子设备。公开号为CN110336131B的中国专利，公开了一种防护装置，能有效地提高击穿阈值的稳定性，但其击穿阈值变化范围仍然达到±20％，变化范围较大。

因此，如何改变现有技术中，直击雷防护设备的击穿阈值变化范围较大的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种自触发式直击雷防护装置，以解决上述现有技术存在的问题，提高直击雷防护装置的击穿电压阈值稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种自触发式直击雷防护装置，包括：

引流单元，所述引流单元包括二极管组和电阻，所述二极管组与所述电阻串联，所述二极管组包括多个串联的瞬态电压抑制二极管；

击穿放电单元，所述击穿放电单元包括壳体、外部上电极、自触发针电极、内部下电极，所述壳体具有能够容纳绝缘气体的腔体，所述外部上电极和所述自触发针电极均与所述壳体相连，所述电阻与所述壳体相连，所述壳体接地，所述外部上电极设置于所述壳体的顶部，所述二极管组的一端与所述外部上电极相连，所述自触发针电极设置于所述壳体的底部，所述内部下电极设置于所述腔体内，所述内部下电极具有通过孔，所述自触发针电极的一端伸入所述通过孔内，所述自触发针电极的另一端与所述二极管组连接，所述自触发针电极与所述内部下电极之间具有间隙。

优选地，所述自触发针电极与所述二极管组的连接位置能够调整。

优选地，所述自触发针电极与所述二极管组抽头连接。

优选地，所述击穿放电单元还包括内部上电极，所述内部上电极设置于所述腔体内，所述内部上电极与所述外部上电极相连，所述内部上电极与所述内部下电极之间具有间隙。

优选地，所述壳体包括绝缘筒和下电极座，所述绝缘筒与所述下电极座可拆卸连接，所述外部上电极与所述绝缘筒相连，所述内部下电极和所述自触发针电极均与所述下电极座相连，所述电阻与所述下电极座相连，所述下电极座由金属材质制成，所述下电极座接地。

优选地，所述下电极座设置有气嘴，所述气嘴与所述腔体相连通。

优选地，所述气嘴的数量为两个，两个所述气嘴的连线通过所述下电极座的轴线；所述气嘴连接有气压表。