本實(shí)用新型涉及防雷、天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大氣電場自適應(yīng)等離子防雷裝置及應(yīng)用有防雷裝置的天線。

背景技術(shù)：

天線是通訊設(shè)備必備部件，暴露在室外，遇到雷雨天氣，極易遭受雷擊，強(qiáng)大的雷電流會通過天線通道打壞通信設(shè)備，影響用戶通信?，F(xiàn)有技術(shù)是在天線旁邊安裝避雷針，不管是傳統(tǒng)的避雷針還是改進(jìn)型的優(yōu)化避雷針和提前放電針都是采用的主動引雷方式。當(dāng)空中有帶電的雷云出現(xiàn)時，在雷云的作用下避雷針頂部就會感應(yīng)出異性電荷，當(dāng)云層上電荷較多時，避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿，成為導(dǎo)體。這樣，帶電云層與避雷針形成通路，而避雷針又是接地的，避雷針就把云層上的電荷導(dǎo)入大地，形成雷電泄流通道，強(qiáng)大的雷電流通過避雷針、引下線、接地裝置泄流到大地，這將會使整個泄流通道上產(chǎn)生很高的電位，當(dāng)此電位大于引下線與天線的絕緣強(qiáng)度時，泄流通道上的高電位就會通過天線中的導(dǎo)體放電，使天線及通信設(shè)備遭受雷擊損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述內(nèi)容，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能與天線一天化安裝，且降低接閃概率的大氣電場自適應(yīng)等離子防雷裝置，從而減少天線下端的設(shè)備遭受感應(yīng)雷的傷害。

本實(shí)用新型較佳實(shí)施例提供一種大氣電場自適應(yīng)等離子防雷裝置，其包括金屬球面電極，與所述金屬球面電極電性連接的自適應(yīng)開關(guān)，與所述自適應(yīng)開關(guān)電性連接的大氣靜電儲集電極，與所述大氣靜電儲集電極電性連接的接地引流裝置，以及與所述接地引流裝置連接的安裝件。所述接地引流裝置位于所述安裝件上方，所述大氣靜電儲集電極位于所述接地引流裝置上方，所述自適應(yīng)開關(guān)位于所述大氣靜電儲集電極上方，所述金屬球面電極位于所述自適應(yīng)開關(guān)上方。

進(jìn)一步地，所述安裝件包括絕緣轉(zhuǎn)接件和與所述絕緣轉(zhuǎn)接件相連的絕緣安裝抱箍，所述絕緣轉(zhuǎn)接件的一端與所述接地引流裝置相連、另一端與所述絕緣安裝抱箍相連，所述絕緣安裝抱箍位于所述絕緣轉(zhuǎn)接件的下方。

進(jìn)一步地，所述絕緣安裝抱箍包括左半片和與所述左半片對合的右半片，所述左半片和右半片均呈半圓環(huán)狀，所述左半片和右半片通過塑膠螺釘緊固。

進(jìn)一步地，所述安裝件為金屬螺柱。

進(jìn)一步地，所述接地引流裝置包括引流盤和接地引下線，所述引流盤的一端與所述大氣靜電儲集電極電性相連、另一端與所述安裝件相連，所述接地引下線的一端與所述引流盤電性相連、另一端接地。

進(jìn)一步地，所述大氣靜電儲集電極呈碟形圓盤結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述自適應(yīng)開關(guān)包括上端電極、下端電極和位于所述上端電極與下端電極之間的介質(zhì)，以及套設(shè)在所述上端電極、下端電極和介質(zhì)外表面的絕緣外殼，所述上端電極與所述金屬球面電極電性連接，所述下端電極與所述大氣靜電儲集電極電性連接。

進(jìn)一步地，所述絕緣外殼呈多層傘形。

進(jìn)一步地，所述金屬球面電極呈半球形。

本實(shí)用新型另一較佳實(shí)施例提供一種天線，其包括大氣電場自適應(yīng)等離子防雷裝置，所述大氣電場自適應(yīng)等離子防雷裝置包括金屬球面電極，與所述金屬球面電極電性連接的自適應(yīng)開關(guān)，與所述自適應(yīng)開關(guān)電性連接的大氣靜電儲集電極，與所述大氣靜電儲集電極電性連接的接地引流裝置，以及與所述接地引流裝置連接的安裝件。所述接地引流裝置位于所述安裝件上方，所述大氣靜電儲集電極位于所述接地引流裝置上方，所述自適應(yīng)開關(guān)位于所述大氣靜電儲集電極上方，所述金屬球面電極位于所述自適應(yīng)開關(guān)上方。

本實(shí)用新型提供的大氣電場自適應(yīng)等離子防雷裝置，通過設(shè)置比傳統(tǒng)避雷針針尖曲率半徑大的金屬球面電極，從而降低了接閃概率，進(jìn)而減少保護(hù)區(qū)內(nèi)人和設(shè)備遭受直擊雷、感應(yīng)雷和地電位反擊的傷害。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型提供的大氣電場自適應(yīng)等離子防雷裝置，在帶電雷云作用下其金屬球面電極和大氣靜電儲集電極感應(yīng)出異性電荷，正、反極性電場加在自適應(yīng)開關(guān)兩端，形成電離放電等離子體，自適應(yīng)開關(guān)利用大氣電場自身的能量啟動等離子充放電，收集地面感應(yīng)電荷，并通過金屬球面電極即時散布到空氣中，中和、耗散雷云能量，使雷擊主放電不能發(fā)生，有效地減少保護(hù)區(qū)內(nèi)直擊雷、感應(yīng)雷和地電位反擊災(zāi)害。

本實(shí)用新型提供的天線，包括大氣電場自適應(yīng)等離子防雷裝置，有效減少其受直擊雷的傷害。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種大氣電場自適應(yīng)等離子防雷裝置結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種大氣電場自適應(yīng)等離子防雷裝置結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記：

100-大氣電場自適應(yīng)等離子防雷裝置；

110-金屬球面電極，120-自適應(yīng)開關(guān)，130-大氣靜電儲集電極，140-接地引流裝置，150-安裝件；

121-上端電極，122-介質(zhì)，123-下端電極，124-絕緣外殼；

141-引流盤，142-接地引下線；

151-絕緣轉(zhuǎn)接件，152-絕緣安裝抱箍。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清除、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而非全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

請參閱圖1和圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種大氣電場自適應(yīng)等離子防雷裝置100，所述大氣電場自適應(yīng)等離子防雷裝置100包括金屬球面電極110，與所述金屬球面電極110電性連接的自適應(yīng)開關(guān)120，與所述自適應(yīng)開關(guān)120電性連接的大氣靜電儲集電極130，與所述大氣靜電儲集電極130電性連接的接地引流裝置140，以及與所述接地引流裝置140連接的安裝件150。所述接地引流裝置140位于所述安裝件150上方，所述大氣靜電儲集電極130位于所述接地引流裝置140上方，所述自適應(yīng)開關(guān)120位于所述大氣靜電儲集電極130上方，所述金屬球面電極110位于所述自適應(yīng)開關(guān)120上方。

所述安裝件150包括絕緣轉(zhuǎn)接件151和與所述絕緣轉(zhuǎn)接件相連的絕緣安裝抱箍152，所述絕緣轉(zhuǎn)接件151的一端與所述接地引流裝置140相連、另一端與所述絕緣安裝抱箍152相連，所述絕緣安裝抱箍152位于所述絕緣轉(zhuǎn)接件151的下方。

所述金屬球面電極110是起在雷云場中感應(yīng)電荷的作用。所述金屬球面電極110可以呈半球形或蘑菇形。與針尖式傳統(tǒng)避雷針相比，蘑菇形或半球形的金屬球面電極110的曲率半徑更大，從而金屬球面電極110表面的感應(yīng)電荷密度比針尖式傳統(tǒng)避雷針針尖上的感應(yīng)電荷密度低，電場強(qiáng)度小。因此，所述金屬球面電極110比針尖式傳統(tǒng)避雷針的接閃概率低。

所述金屬球面電極110可以為空心或?qū)嵭?，由?dǎo)電材料例如不銹鋼、銅或鋁合金材料等制成。在本實(shí)施例中，可選地，所述金屬球面電極110為空心呈蘑菇形，由不銹鋼材料制成。

所述自適應(yīng)開關(guān)120包括上端電極121、下端電極123和位于所述上端電極與下端電極之間的介質(zhì)122，以及套設(shè)在所述上端電極121、下端電極123和介質(zhì)122外表面的絕緣外殼124，所述上端電極121與所述金屬球面電極110電性連接，所述下端電極123與所述大氣靜電儲集電極130電性連接。

所述上端電極121和下端電極123由導(dǎo)電材料例如不銹鋼、銅或鋁合金材料等制成?？蛇x地，在本實(shí)施例中，所述上端電極121和下端電極123由不銹鋼材料制成。

所述介質(zhì)122可以為空氣或惰性氣體。當(dāng)介質(zhì)122為空氣時，直接被所述絕緣外殼124套設(shè)。當(dāng)介質(zhì)122為惰性氣體時，由陶瓷封裝再被所述絕緣外殼124套設(shè)。

所述絕緣外殼124由聚四氟乙烯和硅橡膠等絕緣良好、耐老化、耐腐蝕的材料制成，呈多層傘形，為所述自適應(yīng)開關(guān)120的內(nèi)部元件遮風(fēng)擋雨，保護(hù)和支撐上端電極121和下端電極123，增大爬電距離和提高產(chǎn)品絕緣性。可選地，在本實(shí)施例中，所述絕緣外殼124由聚四氟乙烯制成。聚四氟乙烯材料具有：電絕緣性好，1毫米就可以抵抗15000伏高壓電。耐高溫，使用工作溫度達(dá)250℃。耐低溫，具有良好的機(jī)械韌性，即使溫度下降到-196℃，也可保持5％的伸長率。耐腐蝕，能耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、水和各種有機(jī)溶劑。耐氣候，有塑料中最佳的老化壽命。較低的滲透性，長期暴露于大氣中，表面及性能保持不變。不粘附，是固體材料中最小的表面張力，不粘附任何物質(zhì)。因而，采用聚四氟乙烯制成的絕緣外殼124能夠很好的保護(hù)自適應(yīng)開關(guān)120的內(nèi)部元件免受自然侵蝕，且其良好的電絕緣性及不粘附等特性能有效增大爬電距離和提高產(chǎn)品絕緣性。

所述大氣靜電儲集電極130由導(dǎo)電材料例如不銹鋼、銅或鋁合金材料等制成，起靜電感應(yīng)、電荷儲集及導(dǎo)電等作用。在雷云的作用下，大氣靜電儲集電極130感應(yīng)與金屬球面電極110相異性的電荷，形成電位差，加在自適應(yīng)開關(guān)120兩端。當(dāng)金屬球面電極110與大氣靜電儲集電極130之間形成的電壓差小于自適應(yīng)開關(guān)120的設(shè)定電壓值時，自適應(yīng)開關(guān)120處于絕緣狀態(tài)會自動斷開，金屬球面電極110不接閃雷電，從而減少直擊雷對保護(hù)區(qū)域內(nèi)設(shè)備的傷害。隨著電荷的儲集越來越多，加在自適應(yīng)開關(guān)120兩端的電壓越來越高，當(dāng)金屬球面電極110與大氣靜電儲集電極130之間形成的電位差大于自適應(yīng)開關(guān)120的設(shè)定電壓值時，自適應(yīng)開關(guān)120利用大氣電場自身的能量產(chǎn)生電離放電等離子體，自適應(yīng)開關(guān)120由絕緣狀態(tài)變成導(dǎo)通狀態(tài)?？蛇x地，在本實(shí)施例中，所述大氣靜電儲集電極130由不銹鋼材料制成。所述大氣靜電儲集電極130呈碟形圓盤結(jié)構(gòu)。

所述接地引流裝置包括引流盤141和接地引下線142，所述引流盤141的一端與所述大氣靜電儲集電極130電性相連、另一端與所述安裝件150相連，所述接地引下線142的一端與所述引流盤141電性相連、另一端接地。

所述的引流盤141可以設(shè)計為三角形，在三只角上有固定孔，供接地引下線142固定。引流盤141通過螺柱固定在大氣靜電儲集電極130下端，起泄流轉(zhuǎn)接作用。

所述安裝件150可以根據(jù)工程現(xiàn)場的需要設(shè)計不同的樣式來與所需要對接的設(shè)備匹配?？蛇x地，所述安裝件150可以為金屬螺柱?？蛇x地，當(dāng)所述安裝件150與天線連接的時候，所述安裝件150可以是絕緣轉(zhuǎn)接件151和與所述絕緣轉(zhuǎn)接件151相連的絕緣安裝抱箍152。

所述絕緣轉(zhuǎn)接件151的一端與所述接地引流裝置140相連、另一端與所述絕緣安裝抱箍152相連，所述絕緣安裝抱箍152位于所述絕緣轉(zhuǎn)接件151的下方。

所述絕緣轉(zhuǎn)接件151由絕緣材料制成，起連接和絕緣作用?？蛇x地，在本實(shí)施例中，所述絕緣轉(zhuǎn)接件151設(shè)計成上下帶內(nèi)螺紋的套筒，上端通過螺紋與所述接地引流盤141相連，下端通過螺紋與所述絕緣安裝抱箍152連接?？蛇x地，所述絕緣轉(zhuǎn)接件151和絕緣安裝抱箍152可以一體成型。

所述絕緣安裝抱箍152包括左半片和與所述左半片對合的右半片，所述左半片和右半片均呈半圓環(huán)狀，所述左半片和右半片通過塑膠螺釘緊固。進(jìn)一步地，所述絕緣安裝抱箍152內(nèi)設(shè)置有凸臺，起固定和卡緊天線的作用。因此，所述絕緣安裝抱箍152可以在不改變天線外形的情況下，直接套在天線上端。此外，所述絕緣安裝抱箍152采用與天線外殼相同的材料或尼龍等非金屬材料制成，固定用螺栓也是塑膠材料。因此，在天線或其他設(shè)備上套設(shè)所述絕緣安裝抱箍152不會防礙天線或其他設(shè)備的正常工作。

通過上述設(shè)置，當(dāng)空間有帶電的雷云出現(xiàn)時，雷云下的金屬球面電極110由于靜電感應(yīng)的作用帶上異性電荷，所述大氣靜電儲集電極130感應(yīng)與金屬球面電極110相反的電荷。當(dāng)金屬球面電極110與大氣靜電儲集電極130之間形成的電壓差小于自適應(yīng)開關(guān)120的設(shè)定電壓值時，自適應(yīng)開關(guān)120處于絕緣狀態(tài)，會自動關(guān)斷。此時金屬球面電極110不接雷閃，從而減少直擊雷對保護(hù)區(qū)域內(nèi)設(shè)備的傷害。

在雷云電場的激勵下，金屬球面電極110上感應(yīng)出正電荷，大氣靜電儲集電極130上感應(yīng)出負(fù)電荷，也就是自適應(yīng)開關(guān)120的上端電極121和下端電極123上感應(yīng)出正負(fù)電荷，它們在雷云的作用下不斷地積累異性電荷，形成電場加在自適應(yīng)開關(guān)120兩端，產(chǎn)生電離放電等離子體。當(dāng)加在自適應(yīng)開關(guān)120上的電位差大于自適應(yīng)開關(guān)120的設(shè)定電壓值時，自適應(yīng)開關(guān)120利用大氣電場自身的能量啟動等離子體充放電，不斷收集地面感應(yīng)電荷，并通過金屬球面電極110即時散布到空氣中，中和雷電先導(dǎo)的異性電荷。在雷電先導(dǎo)中和的瞬間，加在自適應(yīng)開關(guān)120上的電位差低于自適應(yīng)開關(guān)120的設(shè)定電壓值，自適應(yīng)開關(guān)120自動關(guān)斷，經(jīng)過以上過程后，金屬球面電極110又回到開始時的絕緣狀態(tài)，準(zhǔn)備好對雷電先導(dǎo)的下一次中和。因此有效地減少了傳統(tǒng)避雷針頻繁引雷入地而產(chǎn)生的感應(yīng)雷和地電位反擊對保護(hù)區(qū)域內(nèi)設(shè)備的傷害。在這一充放電、中和雷電先導(dǎo)的循環(huán)過程中，自適應(yīng)開關(guān)120都是在雷云電場的自動控制下進(jìn)行的。

本實(shí)用新型另一較佳實(shí)施例提供了一種天線，其包括上述大氣電場自適應(yīng)等離子防雷裝置100。

本實(shí)用新型提供的大氣電場自適應(yīng)等離子防雷裝置100，通過設(shè)置比傳統(tǒng)避雷針針尖曲率半徑大的金屬球面電極110，從而降低了接閃概率。在雷云作用下其金屬球面電極110和大氣靜電儲集電極130感應(yīng)出異性電荷，正、反極性電場加在自適應(yīng)開關(guān)120兩端，形成電離放電等離子體，自適應(yīng)開關(guān)120利用大氣電場自身的能量啟動等離子充放電，收集地面感應(yīng)電荷，并通過金屬球面電極110即時散布到空氣中，中和、耗散雷云能量，使雷擊主放電不能發(fā)生，有效地減少保護(hù)區(qū)內(nèi)直擊雷、感應(yīng)雷和地電位反擊災(zāi)害。

應(yīng)理解，本實(shí)用新型提供的天線包括大氣電場自適應(yīng)等離子防雷裝置100，因而所述天線具有類似的防雷效果。

在本實(shí)用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接?？梢允菣C(jī)械連接，也可以是電性連接?？梢允侵苯酉噙B，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該實(shí)用新型產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。