專利名稱：電荷引雷的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種引雷方法和裝置，特別涉及的是一種通過電荷引雷的 方法和裝置。
背景技術：
避雷技術己有近3個世紀的研究歷史。經(jīng)典的避雷針是18世紀50年代由 富蘭克林發(fā)明的。其原理是用一根高過被保護建筑物的接地導體針，在出現(xiàn)雷 擊危險時，針尖的電場強度率先達到擊穿空氣的值而首先被雷擊中，從而保護 了建筑物。
因此，避雷針的引雷能力與周圍物體比較而言，其表面電場強度最強，從而 使雷先擊針頭?？梢姡@種引雷功能是被動的，取決于安裝高度，以及周圍物體的 高度和形狀。
中國專利公開2004 1 0084863.8號，名稱為高效避雷器的新型發(fā)明，提供了 一種用永久磁鐵來制造引雷針，在引雷針上一直有一定的磁場存在，而有磁場 存在的引雷針就容易并且把引雷針制造得較粗大，與雷電發(fā)生感應，也就是有 磁場存在的引雷針，能把較遠處的雷電引到自己身上，引到自己身上的雷電隨 即通過導線和插桿引入到地下，由于有磁場存在的引雷針能把較遠處的雷電引 到自己身上，從而達到了避雷效力較高，避雷范圍較大的目的。另外，人們還 提出和使用過優(yōu)化避雷針、放射性避雷針等避雷針，這些引雷裝置仍然存在缺 陷，首先它們的引雷功能仍然是被動的；其次對于一些特定的區(qū)域，將它們設 置于一定的高度是具有一定難度的。
鑒于上述存在的缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長期的研究和試驗，發(fā)明了本發(fā) 明主動引雷的電荷引雷方法和裝置。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是，提供一種電荷引雷的方法和裝置，在雷擊到來前，向引雷導體輸送與雷擊電荷極性相反的電荷，使引雷導體遭受雷擊危險性增大，超 過周圍所有物體的雷擊危險性，從而使雷擊主動地吸引到引雷導體上，其引雷 效果可通過輸送的電荷量調節(jié)控制，調節(jié)量程大，不完全受制于安裝高度，其 具有廣闊的應用前景和巨大的市場開發(fā)潛力。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案在于，提供一種電荷引雷的方法，
實現(xiàn)的步驟為
a. 監(jiān)測大氣電場，獲得雷擊的到來和雷擊電荷極性特征的雷擊監(jiān)測信號；
b. 向引雷導體輸送與雷擊電荷極性相反的電荷，增強引雷導體表面電場強 度，吸引雷擊到導體上。
c. 在雷擊引雷導體后，把雷擊產生的電流從引雷導體上泄掉。 通過這種方法，雷電就直接打在引雷導體上。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案在于，提供了第一種電荷引雷裝 置，其包括，引雷導體、高壓輸送單元以及泄流裝置，其中， 二個引雷導體，安裝在被保護物的頂面；
二個高壓輸送單元，與所述的引雷導體相連接，分別向每一引雷導體輸送 不同極性的電荷；
泄流裝置，與所述的引雷導體相連接，將雷擊引雷導體產生的雷擊電流從 引雷導體上泄掉。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案在于，也提供了第二種電荷引雷 裝置，其包括，引雷導體、高壓輸送單元以及泄流裝置，還包括雷擊監(jiān)測裝置、 接收線路單元、控制單元，其中，
一雷擊監(jiān)測裝置，設置于被保護物的頂端，用于監(jiān)測雷擊的到來，產生包 含大氣電場中雷擊電荷大小和極性特征的雷擊監(jiān)測信號；
一接收線路單元，與雷擊監(jiān)測裝置相連，將所述雷擊監(jiān)測信號傳輸給控制 單元；
一控制單元，用于接收雷電監(jiān)測信號，將接收的雷電監(jiān)測信號大小與一閾 值相比較，以便根據(jù)比較結果控制高壓輸送單元的動作；
一引雷導體，安裝在被保護物的頂面；
一高壓輸送單元，分別與所述的控制單元和引雷導體相連接，向引雷導體
輸送與大氣電場中雷擊電荷極性相反的電荷；
泄流裝置，與所述的引雷導體相連接，將雷擊引雷導體產生的雷擊電流從引雷導體上泄掉。
本發(fā)明的優(yōu)勢在于，引雷效果明顯，保護區(qū)域大，不受高度影響。
圖1為本發(fā)明電荷引雷裝置較佳實施例一的功能單元結構簡圖； 圖2為本發(fā)明電荷引雷裝置較佳實施例二的功能單元結構簡圖； 圖3為本發(fā)明電荷引雷裝置高壓傳輸單元的截面圖； 圖4為本發(fā)明電荷引雷裝置較佳實施例三的功能單元結構簡圖； 圖5為本發(fā)明電荷引雷裝置較佳實施例三實現(xiàn)步驟流程圖。 附圖標記說明1-引雷導體；2-雷電監(jiān)測裝置；3-接收線路單元；4-控制單元；41-雷電信號接收器；42-比4交器；43-開關控制器；5-高壓輸出 裝置；51-絕緣層；52-導電層；6 -泄流裝置;A F -為具體實施例三的流程步 驟。
具體實施例方式
以下結合附圖，對本發(fā)明上述的和另外的技術特征和優(yōu)點作更詳細的說明。 本發(fā)明提供一種電荷引雷的方法，實現(xiàn)的步驟為
a. 獲得大氣電場中雷擊電荷的大小和極性；
b. 向引雷導體輸送與雷擊電荷極性相反的電荷，增強引雷導體1表面電場強
度；
c. 在雷擊引雷導體l后，把雷擊產生的電流從引雷導體1上泄掉。 所述的引雷導體為一般的導電材料。
根據(jù)這種方法，我們能夠設計出相應的電荷引雷裝置，請參閱圖1、圖2所 示，其為本發(fā)明電荷引雷裝置較佳實施例 一 和較佳實施例二的功能結構簡圖，
第一種裝置其組成單元包括引雷導體l、高壓輸送單元5、以及泄流裝置 6,其中，
所述的引雷導體l，設置于被保護物的頂端，也可以直接以被保護物頂部的 一部分作為引雷導體1;
請參閱圖3所示，其為本發(fā)明電荷引雷裝置高壓傳輸單元的截面圖，所述 的高壓輸送單元5，其結構是在所述的引雷導體1上覆蓋一層絕緣層51，在絕 緣層51上在覆蓋一層導電層52，這樣導電層52與引雷導體1構成電容，與雷擊電荷極性相反的電荷就輸送給這個導電層52;
所述的泄流裝置6,是將引雷導體1在雷擊后，將導體上的電流排到大地上， 所述的泄流裝置6包括適當?shù)慕拥伢w，和導電層與接地體間的放電間隙或避雷 器，其可以是接地線，也可以是打入地下一定深度的金屬導體，對于地質致密 的環(huán)境，也可以是平鋪在地表上 一 定面積的金屬導電板；
其具有多種的組合方法，可以是兩組引雷導體l，配合兩組的高壓輸送單元 5，通過兩組泄流裝置6構成本裝置(請參閱圖l所示)，也可以通過一組泄流 裝置6組成(請參閱圖2所示)；工作時在一個引雷導體1上一直輸出正電荷， 另一個引雷導體1上一直輸出負電荷，因此不必預先判斷大氣電場中雷擊電荷 的極性，終有一個引雷導體1會遭到雷擊，并通過所述的泄流裝置6將雷擊產 生的電流泄到大^k^。
當然其還可以通過單一引雷導體1實現(xiàn)上述的電荷引雷方法，請參閱圖3 所示，其為本發(fā)明電荷引雷裝置較佳實施例三的功能單元結構簡圖，其包括 引雷導體l、雷電監(jiān)測裝置2、接收線路單元3、控制單元4、高壓輸出單元5 以及泄流單元6，其中，
所述的雷電監(jiān)測裝置2,可設置于被保護物的頂端，用于監(jiān)測雷擊的到來， 獲得包含大氣電場雷擊電荷的大小和極性的雷擊監(jiān)測信號，所述的雷電監(jiān)測裝 置2可以是大氣電場儀或雷擊監(jiān)測儀。
所述的接收線路單元3，將從雷擊監(jiān)測裝置2接收到的相應雷擊監(jiān)測信號， 傳輸給所述的控制單元4;
所述的控制單元4包括，雷電信號接收器41、比較器42、以及開關控制器 43，所述的雷電信號接收器41獲得接收線路單元3傳過來的信號，將雷擊監(jiān)測 信號轉化為具有正負號的電壓信號，所述的電壓值的大小與雷擊電荷的大小成 正比，所述電壓信號的正負號代表大氣電場中雷擊電荷極性，經(jīng)由雷電信號接 收器41轉換后的電壓信號，與在比較器42中預設的一個閾值進行比較，所述 的閾值的大小根據(jù)雷電監(jiān)測裝置2設置的高度不同采用不同的值，當比較的結 果為閾值小于電壓值時則說明，雷擊馬上就要發(fā)生，向開關控制器43發(fā)送信號；
所述的開關控制器43接到信號后控制高壓輸出單元5進行動作，根據(jù)獲得 的雷擊電荷的極性，也就是電壓信號的正負，在引雷導體1上輸入與所述極性 相反的電荷，并逐漸增強電場強度，由于引雷導體的表面的電荷的極性與大氣 電場中雷擊電荷的極性相反，因此吸引雷擊電荷到引雷導體上，即雷電僅僅對引雷導體1產生雷擊作用，這樣就確保了在某一范圍內，雷電僅能作用在引雷 導體1上，同時由于所述的泄流裝置6的電阻值要遠小于來自其他線路與引雷
導體1之間的電阻值，因此雷擊產生的電流將通過所述的泄流裝置6排到大地； 有時為了確保一定區(qū)域內的物體免受雷擊，如在石油化工基地等大面積范
圍內，我們可以在一定距離范圍內設置多個電荷引雷裝置，就能很好的解決這
一范圍內的雷擊隱患，也克服了安裝高度對避雷效果的影響。
請參閱圖4所示，其為本發(fā)明電荷引雷裝置較佳實施例三實現(xiàn)引雷步驟流
程圖，其步驟如下
A. 雷擊監(jiān)測儀監(jiān)測大氣電場強度，獲得包括雷擊電荷的大小和極性的雷擊 監(jiān)測信號；
B. 接收線路單元3將所述雷擊監(jiān)測信號傳遞給控制單元；
C. 雷電信號接收器41將雷擊監(jiān)測信號轉化為正負號的電壓信號；
D. 電壓信號的大小與一閣值在比較器42中進行比較，若大于閾值則執(zhí)行E， 若小于閾值，則執(zhí)行A;
E. 高壓輸出單元5將與雷擊電荷極性相反的電荷傳輸?shù)揭讓w1表面，增 加其表面電場強度；
F. 雷擊發(fā)生，避雷球將雷擊產生的電流傳到大地，執(zhí)行A;
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，對本發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非 限制性的。本專業(yè)技術人員理解，在本發(fā)明權利要求所限定的精神和范圍內可 對其進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍內。
8
權利要求
1、一種電荷引雷的方法，其特征在于，其包括的步驟為a. 監(jiān)測大氣電場，獲得雷擊的到來和雷擊電荷的極性；b. 向引雷導體上輸送與雷擊電荷極性相反的電荷，增強引雷導體(1)表面電場強度，吸引雷擊到導體上；c. 在雷擊引雷導體(1)后，把雷擊產生的電流從引雷導體(1)上泄掉。
2、 根據(jù)權利要求1所述的電荷引雷的方法，其特征在于，在b步驟之前， 將雷擊電荷的大小與一閾值進行比較，若閾值大于雷擊電荷的大小，則執(zhí)行a, 若閾值小于雷擊電荷的大小，則執(zhí)行b。
3、 一種根據(jù)權利要求1、 2的電荷引雷的方法實現(xiàn)的電荷引雷裝置，其特 征在于，其包括，引雷導體(l)、高壓輸送單元(5)以及泄流裝置(6)，其 中，二個引雷導體(1),相鄰地安裝在一處；二個高壓輸送單元(5),與所述的引雷導體(1 )相連接，分別向每一引 雷導體(1)輸送不同極性的電荷；泄流裝置(6)，與所述的引雷導體(1 )相連接，將雷擊引雷導體(1 )后 產生的雷擊電流從引雷導體(1)上泄掉。
4、 根據(jù)權利要求3所述的電荷引雷裝置，其特征在于，所述的高壓輸送單 元(5)為在所述的引雷導體(1)上覆蓋一層絕緣層(51),在所述的絕緣層 上覆蓋一導電層(52),引雷導體(1)與導電層(52)構成電容，電荷就輸送 給導電層(52)。
5、 根據(jù)權利要求3所述的電荷引雷裝置，其特征在于，所述的引雷導體(l) 與泄流裝置(6)的連接方式為 一個泄流裝置(6)同時連接所述的二個引雷 導體(1 )或二個泄流裝置(6)分別與每個引雷導體(1 )相連，所述泄流裝置(6)與引雷導體(1)間的電阻遠小于高壓輸送單元(5)與引雷導體(1)間 的電阻j直。
6、 根據(jù)權利要求3或5所述的電荷引雷裝置，其特征在于，所述的泄流裝 置(6)為與引雷導體(1 )相連的接地導體或避雷器。
7、 一種根據(jù)權利要求1、 2的電荷引雷的方法實現(xiàn)的電荷引雷裝置，其特 征在于，其包括， 一個引雷導體(1 )、高壓輸送單元(5)以及泄流裝置(6)，還包括雷擊監(jiān)測裝置(2)、接收線路單元(3)、控制單元(4),其中，一雷擊監(jiān)測裝置(2),用于監(jiān)測雷擊的到來，產生包含大氣電場中雷擊的 到來和雷擊電荷極性特征的雷擊監(jiān)測信號；一接收線路單元(3),與雷擊監(jiān)測裝置(2)相連，將所述雷擊監(jiān)測信號 傳輸給控制單元(4);一控制單元(4)，用于接收雷電監(jiān)測信號，將接收的雷電監(jiān)測信號大小與 一閾值相比，以便根據(jù)比較結果控制高壓輸送單元(5)的動作；一引雷導體(l );一高壓輸送單元(5),分別與所述的控制單元(4)和引雷導體(1)相連 接，向引雷導體(1)輸送與大氣電場所表明的雷擊電荷極性相反的電荷；泄流裝置(6)，與所述的引雷導體(1)相連接，將雷擊引雷導體(1)后 產生的雷擊電流從引雷導體(1)上泄掉。
8、 根據(jù)權利要求7所述的電荷引雷裝置，其特征在于，所述的高壓輸送單 元(5)為在所述的引雷導體(1)上覆蓋一層絕緣層(51),在所述的絕緣層 上覆蓋一導電層(52),引雷導體(1)與導電層(52)構成電容，與雷擊電荷 極性相反的電荷就輸送給這個導電層(52)。
9、 根據(jù)權利要求7所述的電荷引雷裝置，其特征在于，所述的泄流裝置(6) 為與引雷導體(l)相連的接地導體或避雷器，所述泄流裝置(6)與引雷導體(1)間的電阻遠小于高壓輸送單元(5)與引雷導體(1)間的電阻值。
10、 根據(jù)權利要求7所述的電荷引雷裝置，其特征在于，所述的控制單元 (1),包括雷電信號接收器(41)，用來將雷擊監(jiān)測信號轉化為具有正負號的電壓信號，比較器(42)，用來對轉化后得到的電壓信號值的大小與所述閾 值進行比較，并發(fā)出結果信號；開關控制器(43),接到結果信號后控制高壓 輸出單元(5)進行動作。
11、 根據(jù)權利要求7所述的電荷引雷裝置，其特征在于，所述的雷擊監(jiān)測 裝置(2)為智能避雷裝置、大氣電場儀或雷擊儀。
全文摘要
本發(fā)明為電荷引雷的方法及設備。所述的電荷引雷的方法其包括的步驟為首先.監(jiān)測大氣電場，獲得雷擊的到來和雷擊電荷的極性。然后向引雷導體上輸送與雷擊電荷極性相反的電荷，即與導體上感應電荷相同極性的電荷，增強引雷導體表面電場強度，吸引雷擊到導體上。最后在雷擊引雷導體后，把雷擊產生的電流從引雷導體上泄掉；同時也提供了一種電荷引雷的裝置，其包括，引雷導體、高壓輸送單元以及泄流裝置，還包括雷擊監(jiān)測裝置、接收線路單元、控制單元；從而達到了主動地把雷擊吸引到引雷導體的目的。
文檔編號H05F3/00GK101483963SQ20081005610
公開日2009年7月15日 申請日期2008年1月11日 優(yōu)先權日2008年1月11日
發(fā)明者莊洪春 申請人:莊洪春