一种电场感知自动升降避雷针制造技术

本发明专利技术公开了一种电场感知自动升降避雷针，包括：电场测量仪（1）、电控单元（2）、驱动单元（3）、升降杆（4）和避雷针主体（5），电场测量仪（1）、电控单元（2）、驱动单元（3）依次相连；避雷针主体（5）包括接闪针（5.1）、引下线（5.2）和接地装置（5.3），引下线（5.2）连接接闪针（5.1）和接地装置（5.3），接闪针（5.1）位于升降杆（4）顶端。本发明专利技术通过感知是否存在雷雨云来控制避雷针的升降，实现主动防雷。当感应到空中存在雷雨云时，避雷针自动升起以达到防雷目的；当雷雨云消失时，避雷针自动收起，实现避雷针的智能控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于防雷
，具体涉及一种电场感知自动升降避雷针。
技术介绍
避雷针是用来保护建筑物等避免雷击的装置。当空中产生雷雨云时，避雷针使地面电场发生畸变，在避雷针顶端形成局部电场集中，引导雷电向避雷针放电，再通过引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。传统避雷针一旦安装完成，其装设地点及高度固定。这种避雷针（以下简称为“固定避雷针”）在应用上存在以下不足：（1）影响景观：在旅游景点（如古建筑、古树、高档场所等），固定避雷针的存在与周围景观格格不入，破坏景观效果；（2）破坏隐蔽效果：军事设施（如临时阵地、武器系统等）需要良好的隐蔽，固定避雷针的存在暴露了军事设施；（3）移动不便，造成浪费：移动作业平台（如临时工地、移动车辆、海上作业平台等）需要不断的改变作业地点，固定避雷针的装设和拆除费工费力。可见，固定避雷针不适用于旅游景点、军事设施、移动作业平台等场合。公告号为CN204230636U的中国专利公开了一种适用于海上升压站平台的新型可升降避雷针，但该避雷针需人工判断是否升降，并根据升降判断结果人工完成升降。公告号为CN201478691U的中国专利公开了一种折叠式场变放电避雷针，该避雷针可在一定程度上调整高度，但避雷针的升降同样需要人工判断和人工操作。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种无需人为干预的电场感知自动升降避雷针。为了解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：一种电场感知自动升降避雷针，包括：电场测量仪（1）、电控单元（2）、驱动单元（3）、升降杆（4）和避雷针主体（5），电场测量仪（1）、电控单元（2）、驱动单元（3）依次相连；避雷针主体（5）包括接闪针（5.1）、引下线（5.2）和接地装置（5.3），引下线（5.2）连接接闪针（5.1）和接地装置（5.3），接闪针（5.1）位于升降杆（4）顶端；电场测量仪（1）用来实时监测电场强度，并将实时电场强度发送至电控单元（2）；电控单元（2）用来比较实时电场强度E与雷击风险报警阈值E0、雷击风险解除阈值E1的大小，当实时电场强度E>E0时，向驱动单元（3）发送升信号；当实时电场强度E<E1时，向驱动单元（3）发送降信号；所述的雷击风险报警阈值E0和雷击风险解除阈值E1为根据历史雷电数据和试验验证的经验值；驱动单元（3）用来驱动升降杆（4）升高或降低。上述电场测量仪（1）设于周围无建筑物屏蔽的空旷处，其处于连续工作状态，实时监测地面电场强度，并将实时电场强度E发送至电控单元（2）。电场测量仪（1）可有效、实时地感知地面附近电场强度大小与雷电极性，并向电控单元（2）输出正比于电场强度的模拟电压，通过该模拟电压即可获取地面附近电场强度，从而达到电场感知的目的。上述电控单元（2）根据实时电场强度E判断空中是否存在雷雨云，即，将实时电场强度E与雷击风险报警阈值E0、雷击风险解除阈值E1比较，当实时电场强度E>E0时，判断为存在雷击风险，向驱动单元（3）输出高电平信号，即升信号；当实时电场强度E<E1时，判断为雷击风险解除，向驱动单元（3）发送低电平信号，即降信号。这样，既可满足建筑物防雷要求，也可避免避雷针的频繁升降操作。本专利技术中，电控单元（2）可以为单片机或电压比较器。电场测量仪（1）的输出模拟电压经A/D转换后输入电控单元（2），若电控单元（2）为单片机，则采用单片机内程序比较输入电压与雷击风险报警阈值E0、雷击风险解除阈值E1的大小，并根据比较结果向驱动单元（3）输出高电平信号或低电平信号。若电控单元（2）为电压比较器，则采用电压比较器直接比较输入电压与雷击风险报警阈值E0、雷击风险解除阈值E1的大小，并根据比较结果向驱动单元（3）输出高电平信号或低电平信号。上述雷击风险报警阈值E0和雷击风险解除阈值E1均为电压阈值，雷击风险报警阈值E0和雷击风险解除阈值E1根据应用场合的长期雷电观测数据和试验验证确定。上述驱动单元（3）可采用气动、液压或机械传动方式驱动升降杆（4）升高或降低。上述升降杆（4）包括基座（4.1）、中端伸缩杆（4.2）和上端伸缩杆（4.3），中端伸缩杆（4.2）套接于基座（4.1）内，上端伸缩杆（4.3）套接于中端伸缩杆（4.2）内。根据实际需求，中端伸缩杆（4.2）可以为一节或多节。本专利技术的原理为：当空中形成雷雨云，在地面会形成一定强度的电场，电场强度一般会达到数千伏/米。本专利技术采用电场测量仪（1）测量地面的电场强度，并将电场强度送至电控单元（2），电控单元（2）根据接收的电场强度判断是否存在雷雨云，若存在雷雨云，则有雷击风险，此时，向驱动单元（3）发送升信号，驱动单元（3）驱动升降杆（4）升起，接闪针（5.1）被升高以达到防雷目的。若判定雷雨云已消失，雷击风险解除，此时，向驱动单元（3）发送降信号，驱动单元（3）驱动升降杆（4）降低，接闪针（5.1）被收起。本专利技术通过感知是否存在雷雨云来控制避雷针的升降，实现主动防雷。当感应到空中存在雷雨云时，避雷针自动升起以达到防雷目的；当雷雨云消失时，避雷针自动收起，实现避雷针的智能控制。和现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：（1）实现了避雷针的智能升降控制，无需人为干预即可实现可靠有效的主动防雷。（2）不影响景观、不暴露隐蔽体、移动方便，尤其适用于旅游景点、军事设施、移动作业平台等场合。附图说明图1为本专利技术避雷针原理示意图；图2为实施例中避雷针的结构示意图。图中，1-电场测量仪，2-电控单元，3-驱动单元，4-升降杆，4.1-基座，4.2-中端伸缩杆，4.3-上端伸缩杆，5-避雷针主体，5.1-接闪针，5.2-引下线，5.3-接地装置，6-电源线，7-电场信号线，8-接闪平台，9-支架，10-接线盒，10.1-第一接线盒，10.2-第二接线盒，10.3-第三接线盒，11-自动收卷线盘，12-控制信号线，13-气管，14-市电。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案做进一步说明。见图2，本实施例中，电场测量仪（1）采用地面电场仪，即场磨。升降杆（4）采用气动升降杆，采用铝合金制作，分为3节，各节分别为基座（4.1）、中端伸缩杆（4.2）和上端伸缩杆（4.3），每节长度为3米，各节间的连接采用密封圈密封，整体相当于一个多节气缸。驱动单元（3）为电动气泵，其电机通过继电器连通市电，以实现电机的正反转。电场测量仪（1）和电控单元（2）通过电场信号线（7）连接，电控单元（2）和驱动单元（3）通过控制信号线（12）连通，驱动单元（3）通过气管（13）连接升降杆（4）。接地装置（5.3）敷设于基座（4.1）下的土壤中。升降杆（4）的上端伸缩杆（4.3）顶端安装接闪平台（8），接闪平台（8）边缘布置4根接闪针（5.1），电场测量仪（1）设于接闪平台（8）中心。引下线（5.2）、电源线（6）和电场信号线（7）均置于升降杆（4）内，升降杆（4）的基座（4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电场感知自动升降避雷针，其特征是，包括：电场测量仪（1）、电控单元（2）、驱动单元（3）、升降杆（4）和避雷针主体（5），电场测量仪（1）、电控单元（2）、驱动单元（3）依次相连；避雷针主体（5）包括接闪针（5.1）、引下线（5.2）和接地装置（5.3），引下线（5.2）连接接闪针（5.1）和接地装置（5.3），接闪针（5.1）位于升降杆（4）顶端；电场测量仪（1）用来实时监测电场强度，并将实时电场强度发送至电控单元（2）；电控单元（2）用来比较实时电场强度E与雷击风险报警阈值E0、雷击风险解除阈值E1的大小，当实时电场强度E>E0时，向驱动单元（3）发送升信号；当实时电场强度E<E1时，向驱动单元（3）发送降信号；所述的雷击风险报警阈值E0和雷击风险解除阈值E1为根据历史雷电数据和试验验证的经验值；驱动单元（3）用来驱动升降杆（4）升高或降低。

【技术特征摘要】
1.一种电场感知自动升降避雷针，其特征是，包括：
电场测量仪（1）、电控单元（2）、驱动单元（3）、升降杆（4）和避雷针主体（5），电场测量仪（1）、电控单元（2）、驱动单元（3）依次相连；避雷针主体（5）包括接闪针（5.1）、引下线（5.2）和接地装置（5.3），引下线（5.2）连接接闪针（5.1）和接地装置（5.3），接闪针（5.1）位于升降杆（4）顶端；
电场测量仪（1）用来实时监测电场强度，并将实时电场强度发送至电控单元（2）；
电控单元（2）用来比较实时电场强度E与雷击风险报警阈值E0、雷击风险解除阈值E1的大小，当实时电场强度E>E0时，向驱动单元（3）发送升信号；当实时电场强度E<E1时，向驱动单元（3）发送降信号；所述的雷击风险报警阈值E0和雷击风险解除阈值E1为根据历史雷电数据和试验验证的经验值；
驱动单元（3）用来驱动升降杆（4）升高或降低。
2.如权利要求1所述的电场感知自动升降避雷针，其特征是：
所述的电场测量仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮江军，唐烈峥，龚若涵，
申请(专利权)人：武汉黉门电工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42