基于雷电风险预警的文物建筑远程控制隐蔽式防雷装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于雷电风险预警的文物建筑远程控制隐蔽式防雷装置，所述防雷装置隐蔽置于仿真树壳体内部，包括雷电风险预警模块、电动伸缩式接闪机构及接地模块；雷电风险预警模块包括历史数据分析单元、实时数据监测单元、雷电风险预测单元及风险预警预报单元；电动伸缩式接闪机构包括依次连接的直流驱动电机、齿轮机构、电动伸缩杆，以及设置在电动伸缩杆顶部的尖端接闪针；接地模块包括避雷引下线及接地端。其中，直流驱动电机与风险预警预报单元连接，根据风险预警预报单元输出的预警信息启动防雷功能。本发明专利技术能够提高对文物古建筑雷电防护的效率和准确率，同时不影响文物古建筑主体美观性。建筑主体美观性。建筑主体美观性。

【技术实现步骤摘要】
基于雷电风险预警的文物建筑远程控制隐蔽式防雷装置


[0001]本专利技术涉及防雷设备
，特别涉及一种基于雷电风险预警的文物建筑远程控制隐蔽式防雷装置。

技术介绍

[0002]雷电是一种常见的自然现象，雷电的实质就是两个带电体之间的强烈放电，在放电过程中有巨大的能量放出，由此带来的高温、高压、雷击而引发的火灾、爆炸、熔化等事故，给人类带来了巨大灾害。同时，全世界每年由于雷电灾害造成的经济损失也高达数百亿美元，因此，雷电活动及其防范问题一直是人类研究的一项重要内容。
[0003]文物建筑和古建筑具有丰富的史料和极高的科学艺术价值，具有不可复原性与不可替代性的特点。为做好对于重点文物建筑的安全保护尤其是雷电防护工作，先后有专家学者设计各式防雷装置、系统应用于此。根据古建筑雷击规律，接闪器通常设置于建筑物的顶部，沿古建筑物屋面的正脊、吻兽、梁柱、屋顶檐部等位置及高出建筑物的烟囱、宝顶等易受雷击的部位敷设避雷带，或与短避雷针相结合；引下线通常明敷于古建筑外立面四角、山墙、后檐墙等位置且不少于两组；接地装置则需根据建筑布局、周边环境、土壤等情况因地制宜地选择埋设方式和埋设位置。
[0004]但随着时代的进步和发展，建筑和艺术紧密结合在了一起，人们对于建筑外观的美观程度和艺术性要求越来越高。而考虑实用性布设于文物古建筑外部的接闪装置出现了与建筑外观整体不协调的问题，一定程度上破坏了文物古建筑的美观性。此外，现有防雷装置多为被动防雷方式，一旦管理人员出现失误或外界条件影响无法正常操控防雷装置启动时，就会使得文物建筑处于危险情况下。鉴于此，为实现文物古建筑美观性和安全性的和谐统一，同时提高防雷装置使用过程中的自动化水平和防雷效果，本专利技术提出了一种基于雷电风险预测方法的适用于文物古建筑可远程控制电动伸缩的隐蔽式防雷技术装置。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于雷电风险预警的文物建筑远程控制隐蔽式防雷装置，引入雷电风险预测方法以提高对文物古建筑雷电防护的效率和准确率；将防雷装置设计为远程控制的电动伸缩式以实现接闪器的自动升降；同时，采用仿真树外形对防雷装置外观进行隐蔽，以解决上述
技术介绍
中提到的传统防雷装置明敷布设于文物古建筑外表面影响建筑主体美观性和防雷装置自动化水平不足的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供如下方案：
[0007]一种基于雷电风险预警的文物建筑远程控制隐蔽式防雷装置，所述防雷装置隐蔽置于仿真树壳体内部，包括雷电风险预警模块、电动伸缩式接闪机构及接地模块；
[0008]所述雷电风险预警模块包括历史数据分析单元、实时数据监测单元、雷电风险预测单元及风险预警预报单元；所述电动伸缩式接闪机构包括依次连接的直流驱动电机、齿轮机构、电动伸缩杆，以及设置在所述电动伸缩杆顶部的尖端接闪针；所述接地模块包括避
雷引下线及接地端；
[0009]其中，所述电动伸缩式接闪机构中的直流驱动电机与所述雷电风险预警模块中的风险预警预报单元连接，能够根据所述风险预警预报单元输出的预警信息及发出的预警动作启动防雷功能；所述接地模块中的避雷引下线一端与所述尖端接闪针连接，另一端与接地端连接。
[0010]优选地，所述雷电风险预警模块中：
[0011]所述历史数据分析单元用于采集并存储文物古建筑自身数据及所在地的历史雷电数据，建立雷电风险预测的数据库；
[0012]所述实时数据监测单元用于实时采集文物古建筑所在地的实时雷电数据；
[0013]所述雷电风险预测单元用于根据所述数据库信息建立雷电风险预测模型，预测雷电风险因子大小，并基于雷电风险因子大小确定雷电风险预警等级；
[0014]所述风险预警预报单元用于当雷电风险预警等级大于预设的触发条件时，输出预警信息并发出预警动作；所述预警动作即自动或手动远程遥控所述电动伸缩式接闪机构启动防雷功能；
[0015]其中，所述风险预警预报单元连接供电装置，能够为雷电风险预警模块中各单元的正常运行提供续航电源；所述供电装置采用蓄电池组或可充电的锂电池。
[0016]优选地，所述数据库包括三方面信息：
[0017]文物古建筑自身数据，包括：文物古建筑所处地况、当地气候条件、文物古建筑高度、文物古建筑防雷等级、文物建筑物数量规模；
[0018]文物古建筑所在地历史雷电数据，包括：指定时间段内的年平均雷暴日数、雷暴日、月均雷暴日分布、雷暴初日、雷暴终日变化趋势图、雷暴持续期变化图；
[0019]文物古建筑所在地实时雷电数据，包括：雷电防护设备在预定时间段内的实时运行数据、文物古建筑所在地实时雷电数据。
[0020]优选地，所述预测雷电风险因子大小是指：通过对所述数据库信息进行汇总、分析及处理，建立雷电风险预测模型，利用所述雷电风险预测模型预测出文物古建筑遭受雷电风险的大小；其分析处理的结果涵盖以下几方面内容：
[0021]保护对象所在市县的平均落雷密度图；
[0022]保护对象所在地指定范围内闪电发生分布图、闪电次数变化分布图；
[0023]指定时间段内闪电峰值强度分布图；
[0024]指定时间段内闪电强度变化趋势图。
[0025]优选地，所述确定雷电风险预警等级是指：利用预测出的雷电风险因子大小得到量化的雷电风险评估值大小，再结合雷电防护设备的实时运行数据来确定文物古建筑雷电风险预警等级。
[0026]优选地，所述输出预警信息是指：将量化的雷电风险评估值与预设的雷电预警阈值相比较，若雷电风险评估值超出雷电预警阈值，则触发雷电预警信号。
[0027]优选地，所述发出预警动作是指：设置自动或手动远程开启防雷装置两种模式，电动伸缩式接闪机构与雷电风险预警模块之间电性连接，雷电风险预警模块的控制平台遥控电动伸缩式接闪机构启动，对文物古建筑进行防护；
[0028]其中，自动开启的设置是为在安全管理人员操作失误、疏忽或受外界客观条件影
响下，收到雷电预警信号却无法手动遥控启动电动伸缩式接闪机构时，由控制平台自动触发电动伸缩式接闪机构的直流驱动电机开启防雷功能；
[0029]所述的遥控方式采用wifi信号或5G移动网络信号进行通讯传输。
[0030]优选地，所述电动伸缩式接闪机构包括仿真顶盖、固定板、尖端接闪针、电动伸缩杆、直流驱动电机、安装底座、排水口、齿轮机构；
[0031]仿真顶盖从仿真树壳体顶部横向开口，设于电动伸缩杆正上方位置，并与齿轮机构电气连接；
[0032]固定板安装于电动伸缩杆后侧，同时，在电动伸缩杆前侧用若干抱箍加固，使电动伸缩杆在伸缩过程保持稳定；
[0033]安装底座设在电动伸缩杆下侧，并用若干螺栓与固定板底部相连；
[0034]排水口用于及时排出雷雨天气渗入仿真树壳体内的多余雨水，以防影响装置功能；
[0035]所述直流驱动电机通过电气线路与齿轮机构相连，直流驱动电机的电源通过蓄电池或可充电的锂电池供电；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于雷电风险预警的文物建筑远程控制隐蔽式防雷装置，其特征在于，所述防雷装置隐蔽置于仿真树壳体内部，包括雷电风险预警模块、电动伸缩式接闪机构及接地模块；所述雷电风险预警模块包括历史数据分析单元、实时数据监测单元、雷电风险预测单元及风险预警预报单元；所述电动伸缩式接闪机构包括依次连接的直流驱动电机、齿轮机构、电动伸缩杆，以及设置在所述电动伸缩杆顶部的尖端接闪针；所述接地模块包括避雷引下线及接地端；其中，所述电动伸缩式接闪机构中的直流驱动电机与所述雷电风险预警模块中的风险预警预报单元连接，能够根据所述风险预警预报单元输出的预警信息及发出的预警动作启动防雷功能；所述接地模块中的避雷引下线一端与所述尖端接闪针连接，另一端与接地端连接。2.根据权利要求1所述的基于雷电风险预警的文物建筑远程控制隐蔽式防雷装置，其特征在于，所述雷电风险预警模块中：所述历史数据分析单元用于采集并存储文物古建筑自身数据及所在地的历史雷电数据，建立雷电风险预测的数据库；所述实时数据监测单元用于实时采集文物古建筑所在地的实时雷电数据；所述雷电风险预测单元用于根据所述数据库信息建立雷电风险预测模型，预测雷电风险因子大小，并基于雷电风险因子大小确定雷电风险预警等级；所述风险预警预报单元用于当雷电风险预警等级大于预设的触发条件时，输出预警信息并发出预警动作；所述预警动作即自动或手动远程遥控所述电动伸缩式接闪机构启动防雷功能；其中，所述风险预警预报单元连接供电装置，能够为雷电风险预警模块中各单元的正常运行提供续航电源；所述供电装置采用蓄电池组或可充电的锂电池。3.根据权利要求2所述的基于雷电风险预警的文物建筑远程控制隐蔽式防雷装置，其特征在于，所述数据库包括三方面信息：文物古建筑自身数据，包括：文物古建筑所处地况、当地气候条件、文物古建筑高度、文物古建筑防雷等级、文物建筑物数量规模；文物古建筑所在地历史雷电数据，包括：指定时间段内的年平均雷暴日数、雷暴日、月均雷暴日分布、雷暴初日、雷暴终日变化趋势图、雷暴持续期变化图；文物古建筑所在地实时雷电数据，包括：雷电防护设备在预定时间段内的实时运行数据、文物古建筑所在地实时雷电数据。4.根据权利要求2所述的基于雷电风险预警的文物建筑远程控制隐蔽式防雷装置，其特征在于，所述预测雷电风险因子大小是指：通过对所述数据库信息进行汇总、分析及处理，建立雷电风险预测模型，利用所述雷电风险预测模型预测出文物古建筑遭受雷电风险的大小；其分析处理的结果涵盖以下几方面内容：保护对象所在市县的平均落雷密度图；保护对象所在地指定范围内闪电发生分布图、闪电次数变化分布图；指定时间段内闪电峰值强度分布图；指定时间段内闪电强度变化趋势图。
5.根据权利要求2所述的基于雷电风险预警的文物建筑远程控制隐蔽式防雷装置，其特征在于，所述确定雷电风险预警等级是指：利用预测出的雷电风险因子大小得到量化的雷电风险评估值大小，再结合雷电防护设备的实时运行数据来确定文物古建筑雷电风险预警等级。6.根据权利要求5所述的基于雷电风险预警的文物建筑远程控制隐蔽式防雷装置，其特征在于，所述输出预警信息是指：将量化的雷电风险评估值与预设的雷电预警阈值相比较，若雷电风险评估值超出雷电预警阈值，则触发...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋慧灵，张越，邓青，周亮，周正青，高学鸿，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：