[发明专利]一种具有消灭雷电闪击的设备

说明书

本发明涉及一种具有消灭雷电闪击的设备。传统防雷的方法是使用避雷针、避雷器、避雷网等，这些防雷方式是吸引雷电闪击其本身，代替被保护物遭受雷击。七十年代末以来，世界各地包括我国很多地方都研究了怎样消除雷电荷、防止雷电对地闪击的消雷器。这些消雷器的代表有：美国消雷器公司（LEA公司）的“消散阵列感应电离消雷装置”;武汉水电学院的“半导体少长针消雷装置”;能源部武汉高压研究所的“导体伞板型消雷器”;保定供电局的塔型消雷器;法国的“放散性避雷针”等。这些消雷器能消除部分电荷，但仍有25%左右的雷电闪击消雷器。究其原因是上述消雷器未能有效地抑制突变的先导通道，在雷电急速发展时消雷器来不及消减雷云电场强度，则消雷器就可能受雷击。

本发明人已申请的“一种具有消雷和收贮雷电能的设备”（申请号：91108036.8），所述的消雷器通过对以往消雷器所作的对比试验中，因加装了限流滤波元件，消雷效果比以往所有消雷器效果提高30%左右，但仍未能完全消除雷击的发生。

本发明的目的是提供一种既能消除急速而来的闪击雷电，又能将空间半径几百米内形成的雷电场逐渐消散，以避免其形成闪击雷电的设备。

本发明的具有消灭雷电闪击的设备主要包括安装在铁塔或建筑物上的支撑杆、引雷针、雷电感应器等部件，其结构特征是将引雷针做成高电阻放电针，它安装在雷电感应器的上部及四周，雷电感应器是由分布有多支消雷针的金属架构成，雷电感应器下方是由电阻或电感与电容并联构成的滤波器，滤波器可放在金属盒内，高电阻放电针上部可用金属线相连，下部用金属环相连后接在电阻或电感与电容并联的一端，电阻或电感与电容并联的另一端分别接到雷电感应器和消闪器的一端并可与金属盒导通，消闪器的另一端再通过铁塔或直接接地，高电阻放电针、雷电感应器和滤波器（金属盒）与主支撑杆之间均用绝缘子相隔。

本发明与现有技术相比，具有的实质性特点是：（1）能有效地将突然而来的闪击雷电安全通过高电阻放电针和消闪器导入大地;（2）雷电感应器能将空间半径几百米以内的雷云电场强度方向吸引过来，并将其雷云电荷消除掉;（3）比国外某些消雷装置结构简单，容易制造;（4）可适用于电力、通讯等设施和各种高大建筑物。

以下结合附图说明本发明的原理及实施结构。

图1为雷电感应器、高电阻放电针、滤波器、消闪器的主剖面图。

图2为雷电感应器、高电阻放电针的俯视图。

附图中，金属架5和19上分布着多支消雷针4组成雷电感应器，总体固定连接在金属盒15上，通过引下线16连接在消闪器18的一端（17为消闪器绝缘外盒），消闪器18的另一端接入大地12。

雷云电荷在消雷针4上感应出异性电荷，该异性电荷可逸出针尖表面中和部分雷云电荷，电荷的流动可达毫安级以上电流。该流动着的与雷云电荷相反的电荷足以使雷云电场强度方向指向消雷针4，使得该方向上的电荷密度达到最大。消闪器18是一组电感线圈，它的作用是阻断突变的先导通道。当雷云电场强度达到450千伏/米的闪击电场强度时，对于以往任何一种消雷器和避雷针而言，此时雷云电场将对消雷器和避雷针闪击。而雷电感应器通过引下线16所接的消闪器18可使原来450千伏/米的闪击电场强度提高到700千伏/米，且不会发生闪击。在这种超高压不闪击的状态下，消雷针4上可产生大于50毫安的消散中和电流。

附图中的高电阻放电针3有若干根（最少在3根以上），一般根数越多，就可以使高电阻放电针做得短些，太多则使成本高，支撑杆受力大。要求指向各个方向的高电阻放电针3的包绕的范围都必须大于金属架5、19和消雷针4。每根高电阻放电针的顶部镶入金属针尖以利放电。将各高电阻放电针尖用金属线1并联起来。这样在放电时，每根高电阻放电针能同时放电，就避免了单针放电易损坏针体的缺点。高电阻放电针3的底部用金属环20和电缆8并联，接于电阻或电感14与电容7构成的滤波器一端，另一端接到金属盒15上。当强雷云电场急速向高电阻放电针3靠近，这时高电阻放电针3将阻止闪击发生，可产生5安培以下的放电电流将雷云电荷迅速消除掉。

本发明为什么在极端情况下也能消灭雷电闪击呢？其机理如下：