一种主动避雷器制造技术

本发明专利技术涉及一种主动避雷器，其包括：固定板，该固定板安置于保护对象的顶端部，并连接至接地装置；杆组件，该杆组件一端纵向连接至地面装置，并充有地面电荷；若干个绝缘体，该若干个绝缘体在杆组件的纵向上彼此隔开；充电盘，其安置于相邻的绝缘体之间，并与杆组件分隔开，以实现电绝缘，并充有与地面电荷极性相反的电荷；充电管，其安置于充电盘与绝缘体之间，电连接至充电盘，并充有与地面电荷极性相反的电荷；针电极组件，安置于杆组件的上端并具有针形部件；以及放电感应导体电极，电连接至充电盘，且位于绝缘体和充电盘之间，以实现针电极组件和放电感应导体电极之间的放电，并通过想大气放电来释放离子电荷，由此在雷雨云和针电极之间形成放电路径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种避雷器，具体涉及一种主动避雷器，该主动避雷器用于主动快速地接收闪电，并且能安全地将雷雨云的电荷释放至地面，由此降低受保护对象遭遇雷电的频率。
技术介绍
通常，避雷器设置在建筑物的顶部，在雷雨云和地面之间形成放电路径，从而将雷雨云中积累的电荷安全地释放至地面。天气晴好时，地面电场一般为大约100伏/米。然而，当雷雨云靠近时，地面电场为大约10000伏/米，并且雷雨云与地面之间的电势差可达到一亿伏。然而，如果雷雨云中的电荷等于或少于预定数量，或者地面和雷雨云之间保持预定距离，大气层中的空气可充当很好的绝缘体，这样不会发生介质击穿，也就是说，地面和雷雨云之间不会产生闪电。但是，一旦满足地面和雷雨云之间的放电条件，例如距离、湿度以及类似的因素等，雷雨云中达到或多于预定数量的电荷可击穿大气层的绝缘层，而使雷雨云中的电荷释放至地面，因此，发生闪电的危险始终存在。进一步，由于近年来建筑物朝着超高层和高密度发展的趋势，雷雨云和闪电到要保护的建筑物之间的距离减小。因此，正如在美国专利6943285及韩国公告专利申请2004-0040512和韩国专利0440616中所公开，当今的专利技术人已经研制出并建议通过将闪电引导至避雷器的石针部件来保护建筑物。但是，根据现有技术，当通过将闪电引导至避雷器的石针部件来保护建筑物时，在某些情况下，闪电能按照预定方案进行引导。然而，取决于自然条件，受保护建筑物与雷雨云及闪电之间的充电电压低于雷雨云与受保护建筑物的避雷器石针部件之间的绝缘击穿电压，因此，雷雨云的电荷可通过任何其他固定在受保护建筑物的顶端部分的导体释放，而不是通过避雷器释放。因此，闪电很可能击中结构体而不是被引导至避雷器。进一步，现有技术还有一个缺点，由于除了绝缘体以外的部件由金属材料，例如铜、钢铁及类似的物质制成，铁锈的产生会导致避雷器的电性能恶化。另外，在例如工业中心、沿海地带或类似区域，能导致金属腐蚀的盐、硫酸及类似物的浓度相当高，可导致对金属的腐蚀速度相当快，从而降低机械强度，并且最终导致例如由强风、震动等外力造成的损害。此外，由于避雷器主要由金属材料制成，其主体非常重，重达几千克至几十千克，从运输、安装和其他方面来看，这是现有技术的另一个缺点。现有技术文献专利文献专利文献1:美国专利号US 5638248(1997年6月10日)专利文献2:韩国公告专利申请、公开号为2004-0040512(2004年5月13日)专利文献3:韩国专利号KR 0440616(2004年7月6日)
技术实现思路
相应地，为解决现有技术中出现的上述问题做出本专利技术，本专利技术的目的是提供一种主动避雷器，其中在雷雨云与地表之间形成放电路径，以主动地、更有效安全地将雷雨云中的电荷释放至地面，由此保护保护对象免受雷电击中。为实现上述目的，本专利技术的主动避雷器包括:固定板，其安置于保护对象的顶端部并连接至接地装置；杆组件，其一端纵向连接至接地装置并充有地面电荷；若干个绝缘体，绝缘体沿杆组件的纵向安置，并且彼此隔开；充电盘，安置于相邻的绝缘体之间，与杆组件分隔开，以实现电绝缘，并充有与地面电荷极性相反的电荷；充电管，安置于充电盘与绝缘体之间，电连接至充电盘，并充有与地面电荷极性相反的电荷；针电极组件，安置于杆组件的上端，并具有针形部件；以及放电感应导体电极，电连接至充电盘且位于绝缘体和充电盘之间，以引导针电极组件和放电感应导体电极之间的放电，并通过向大气放电来释放离子电荷，由此在雷雨云和针电极之间形成放电路径。根据本专利技术，杆组件、充电盘、充电管、针电极组件和放电感应导体电极的材料可为碳或石墨，或者上述组件中的任意一个的材料可为碳或石墨。放电感应导体电极分为两部分，其中一部分为向上伸出的第一放电感应导体电极，另一部分为向下折叠的第二放电感应导体电极，该第二放电感应导体电极位于接近于针电极组件的针形部件端部的位置。针电极组件的端部与第二放电感应导体电极的端部之间的间隙在9_13mm的范围内。绝缘体包括上部绝缘体和具有绝缘凸起的下部绝缘体，其中上部绝缘体位于充电管上部，以与针电极组件保持一段绝缘距离，下部绝缘体位于充电管的下部，以与固定板之间保持一段绝缘距离，绝缘凸起形成于下部绝缘体的上端部，以插入充电管中。该绝缘凸起具有这样的结构，即由若干个上窄下宽的锥形组件连成一列。根据上述本专利技术，随着很可能产生闪电的雷雨云的接近，在雷雨云和地面之间快速主动地形成放电路径，以更有效更安全地将雷雨云中的电荷释放至地面，由此对保护对象进行安全地保护。特别地，根据电偶极子原则，绝缘帽收集的上部电荷能够利用最上端的避雷器轴实现诱导放电，以使闪电的主放电能被快速主动地被引导至闪电杆，并且防止闪电传导至任何其他结构体，由此将对保护对象的损害降到最低，并且能够防止由于腐蚀和重量减轻造成的损害。【附图说明】图1示出了本专利技术的优选实施例的主动避雷器的透视图。图2示出了图1所示的主动避雷器的剖面图。图3示出了通过使用本专利技术的测试装置得到的主动避雷器的电晕放电电流和电压之间的关系图。以及图4示出了通过使用现有技术的测试装置得到的避雷器的电晕放电电流和电压之间的关系图。【具体实施方式】本专利技术的优选实施例将会参照附图进行详细说明。参见图1至图3，本专利技术的优选实施例的主动避雷器包括固定板100，其安置于保护对象的顶端部并连接至接地装置；杆组件200，其一端连接至固定板100并充有地面电荷；至少两个或多个绝缘体300(用于电绝缘，称为瓷绝缘体、聚合物绝缘体和根据其主要材料命名的类似物，下文中统称为“聚合物绝缘体”)，沿杆组件200的纵向安置，并且彼此隔开；若干个充电盘400，安置于相邻的聚合物绝缘体300之间，并与杆组件200分隔开，以实现电绝缘，并充有与地面电荷极性相反的电荷；充电管500，安置于充电盘400和聚合物绝缘体300之间并充有与地面电荷极性相反的电荷，其中聚合物绝缘体300下侧毗邻固定板100 ;针电极组件600，其连接至杆组件200的上端并诱导闪电；以及放电感应导体电极700，其电连接至充电盘400和充电管500，面对针状电极组件600并与其具有预定的间隙。首先，固定板100安置于顶层的户外位置，并连接至接地装置，并有助于稳定地固定杆组件200。该固定板100是具有预定厚度的平板型组件，其包括若干个连接孔110和连接件120，其中连接孔110形成于固定板100表面，以通过螺钉连接稳固地固定在地表或者作为保护对象的建筑结构上，连接件120从固定板100伸出，用于与杆组件200进行螺钉连接。杆组件200为组合部件，其一端纵向连接至固定板100的连接件120并相对于地表垂直树立，以由地面电荷进行充电。进一步地，聚合物绝缘件300分别安置在杆组件200的上部和下部以彼此间隔开，并且由陶瓷或合成树脂材料制成，以使杆组件200以及下面提到的充电盘400和充电管500彼此绝缘。此处，聚合物绝缘体300包括上部绝缘体310和下部绝缘体320，其中上部绝缘体310位于充电管500的上部，以与针电极组件600保持一段绝缘距离，下部绝缘体320位于充电管500的下部，以与固定板100之间保持一段绝缘距离。此时，上部绝缘体310在其上部具有绝缘管330，以让杆组件200从中穿过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动避雷器，其包括：固定板，所述固定板安置于保护对象的顶端部，并连接至接地装置；杆组件，所述杆组件一端纵向连接至地面装置，并充有地面电荷；若干个绝缘体，所述绝缘体沿所述杆组件的纵向安置，并且彼此隔开；充电盘，所述充电盘安置于相邻的绝缘体之间，并与杆组件分隔开，以实现电绝缘，并充有与地面电荷极性相反的电荷；充电管，所述充电管安置于所述充电盘与所述绝缘体之间，电连接至所述充电盘，并充有与地面电荷极性相反的电荷；针电极组件，所述针电极组件安置于所述杆组件的上端，并具有针形部件；和放电感应导体电极，所述放电感应导体电极电连接至所述充电盘，且位于所述绝缘体和所述充电盘之间，以诱导所述针电极组件和所述放电感应导体电极之间的放电，并通过向大气放电来释放离子电荷，由此在雷雨云和所述针电极之间形成放电路径。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑龙基，
申请(专利权)人：郑龙基，
类型：发明
国别省市：韩国;KR