一种引雷方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种引雷方法，该方法为：在雷暴云接近时，遥控无人机升空并接近雷暴云，无人机上挂载有金属尖端和与金属尖端相连接并接地的金属导线，利用金属尖端和金属导线针对雷暴云进行雷电的人工触发。一种引雷装置，包括能够遥控的无人机、与无人机绝缘连接并位于无人机顶部的金属尖端、与无人机绝缘连接且首端与金属尖端直接连接的金属导线、与金属导线的尾端相连接的接地装置、与金属导线的尾端相连接的控制和测量装置。本发明专利技术利用无人机挂载金属尖端和金属导线升空接近雷暴云来实现雷电的引导和触发，其有效性强、成功概率高，并且稳定性较强，可重复使用，成本较低，对金属导线的要求较低，且存储、维护、运输等环节的安全性较高。

【技术实现步骤摘要】
一种引雷方法和装置
本专利技术属于雷电研究领域，具体涉及一种进行自然雷电引导触发的方法和装置。
技术介绍
目前全球气候变化明显，极端气候增多，雷电活动比以往更加频繁剧烈。据国际权威机构发布的研究，在可预见的未来数十年，全球雷暴活动将持续大幅增加。雷电一直是危害社会经济发展的重大自然因素。现有的传统防雷技术可以使雷害最小化，但难以将其完全消除，这也是一个世界性难题。使用技术手段进行自然雷电引导触发，对雷电本质和雷电防护的深入研究具有重要意义。目前对自然雷电的人工触发，主要是依靠火箭引雷，即向雷暴云体发射拖带细金属导线的一次性火箭，来进行雷电触发。已有的这种“火箭引雷”主要存在以下问题：有效性低、成本高、安全性限制。1、有效性低火箭引雷难以把握时机，有效时间只有数秒到数十秒。由于无法判断雷云精确位置，并且不易判别雷电触发的必要条件，一般仅能靠经验和大气电场强度的参考值来把握时机，因此有效时间只有从火箭发射至到达限定高度的数秒到数十秒，极易失败；同时受发射成本的限制，无法无限制的发射；此外还要求火箭带相应的电荷，并且以恰当的速度和高度，来提高成功率。据称，几十年来国内仅成功数十次，全世界也不过数百次，绝大部分为无效或失败案例。火箭引雷被现代雷电研究认定为成功概率极低的引雷手段。2、引雷成本高第一，由于该类型小型火箭皆为一次性使用，本身需要较高的成本；第二，火箭作为危险物品，具有维护、储存、运输成本；第三，由于极低的成功率，导致单次引雷成功的综合成本太高。3、安全性限制引雷用火箭虽然体积偏小，但毕竟本身为危险物品，不论在发射及部件发射完成后的掉落环节、还是储存、维护、运输环节，皆具有潜在的危险性。总体而言，火箭引雷目前被认定为一种有效性较差、局限性极强、成功概率极低的引雷方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种有效性较强、局限性较低、成功率较高的引雷方法，并提供一种成本较低、对导线要求较低且安全性较好的引雷装置。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种引雷方法，该方法为：在雷暴云接近时，遥控无人机升空并接近雷暴云，所述无人机上挂载有金属尖端和与所述金属尖端相连接并接地的金属导线，利用所述金属尖端和所述金属导线针对雷暴云进行雷电的人工触发，并对所述金属导线上的信号进行测量以供雷电研究。一种引雷装置，包括能够遥控的无人机、与所述无人机绝缘连接并位于所述无人机顶部的金属尖端、与所述无人机绝缘连接且首端与所述金属尖端直接连接的金属导线、与所述金属导线的尾端相连接的接地装置、与所述金属导线的尾端相连接而对所述金属导线上的信号进行测量的控制和测量装置。优选的，所述引雷装置还包括用于绕制存放所述金属导线的绕线滚轴。优选的，所述绕线滚轴安装于箱体内，所述箱体的顶部开设有出线口，所述金属导线由所述出线口引出。优选的，所述绕线滚轴的两端通过轴承安装于所述箱体的侧壁上。优选的，所述控制和测量装置也设置于所述箱体内。优选的，所述无人机为多旋翼无人机。优选的，所述金属导线的长度为500-2500m，直径为0.2-0.5mm。优选的，所述金属导线为铁导线或铜导线。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术利用无人机挂载金属尖端和金属导线升空接近雷暴云来实现雷电的引导和触发，其有效性强、成功概率高，并且稳定性较强，可重复使用，成本较低，对金属导线的要求较低，且存储、维护、运输等环节的安全性较高。附图说明附图1为本专利技术的引雷装置的示意图。以上附图中：1、无人机；2、金属导线；3、绕线滚轴；4、控制和测量装置；5、箱体；6、金属尖端；7、接地装置。具体实施方式下面结合附图所示的实施例对本专利技术作进一步描述。实施例一：如附图1所示，一种引雷装置，包括能够遥控的无人机1、金属尖端6、金属导线2、绕线滚轴3、接地装置7以及控制和测量装置4。无人机1采用多旋翼无人机，从而操作者可以在地面对其飞行进行较为精准、稳定的控制。金属尖端6与无人机1绝缘连接，并且金属尖端6位于无人机1的顶部并竖立设置。金属导线2具有首端和尾端，其绝缘连接于无人机1上且其首端与金属尖端6直接连接并能够导通。金属导线2可以采用铁导线或铜导线，其长度为500-2500m，直径为0.2-0.5mm，可以通过安装在无人机1上的绝缘线夹而与无人机1相连接。绕线滚轴3用于绕制存放金属导线2，故金属导线2的中部绕制于绕线滚轴3上。金属导线2的尾端位于地面附近，且其尾端与接地装置7相连接而实现良好接地。同时，金属导线2的尾端还与控制和测量装置4相连接，控制和测量装置4可以对金属导线2进行控制和信号测量以供雷电研究。可以在地面处设置一箱体5，将绕线滚轴3、控制和测量装置4均设置于箱体5内。绕线滚轴3的两端通过轴承安装于箱体5的侧壁上。箱体5的顶部开设有出线口，金属导线2由出线口引出而连接至无人机1。使用上述引雷装置引雷时，根据雷暴跟踪结果在雷暴云接近时，遥控上述挂在有金属尖端6和金属导线2的无人机1升空接近雷暴云，从而通过金属尖端6和金属导线2来人工引导和触发雷电，并对金属导线2上的信号进行测量。必要时，控制和测量装置4还可以使金属导线2携带电荷。上述方案的优势在于：1、有效性较强不同于火箭，使用无人机1具备可控性和较长的续航时间，可以长时间停留在空中，甚至可以多架无人机1交替起降，可把握的雷电触发时机被无限制延长。火箭引雷由于诸多限制，一般金属导线2长度为200-400米。而使用无人机1，可以稳定地将同样的材质、直径的金属导线2携带到500米以上高空，甚至可以突破1000米。这等同于将避雷针进行数百倍的延长，大大提高触发成功概率和有效性。2、对导线要求低不同于快速上升的火箭要求被引导的导线要有足够的抗拉强度，使用无人机1，可以匀速稳定的携带500米及以上长度的引雷用金属导线2，在加大功率牺牲续航的情况下，还可以携带直径更大、强度更大的不同材质的金属导线2，这就可以对各种材质进行试验，同时对导线的线轴也没有特别的要求。按照计算：如果按无人机1最大负重0.54千克计算，可以携带直径0.2毫米的铁导线2200米左右；也可以携带同样直径的铜质导线1900米以上。3、引雷成本低使用火箭，不计算维护存储运输成本，每枚价格成本在1万元。即使用低成本的火箭，也至少在3千元。而且在极低的成功率下（数十年，国内才成功触发了60多次，全世界也不过数百次），人力物力时间成本过高。而使用无人机1方案，单架无人机1不过数千元，相当于一枚火箭的成本。况且火箭的使用基本是一次性的，而无人机1引雷不成功可以反复使用，即使引雷成功，在防护得当的情况下依然可以反复使用。因此，引雷成本相对要较得低多。4、安全性强无人机1本身并不是危险物品，储存、维护、运输环节，都并不具有潜在的危险性。而且在发射环节本身，相对于火箭也具有稳定、可靠、安全、环保的特点。在使用本方案从而大大提高自然雷电引导触发成功率和可操作性的基础上，可以更好的进行雷电本质研究和雷电防护研究，包括1）雷电参数测量分析；2）雷电定位系统验证；3）雷击防护有效性验证；4）雷电本质的深入性研究；5）雷电的主动性防护等。上述实施例只为说明本专利技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本专利技术的内容并据以实施，并不能以此限制本专利技术的保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种引雷方法，其特征在于：所述引雷方法为：在雷暴云接近时，遥控无人机升空并接近雷暴云，所述无人机上挂载有金属尖端和与所述金属尖端相连接并接地的金属导线，利用所述金属尖端和所述金属导线针对雷暴云进行雷电的人工触发，并对所述金属导线上的信号进行测量。

【技术特征摘要】
1.一种引雷方法，其特征在于：所述引雷方法为：在雷暴云接近时，遥控无人机升空并接近雷暴云，所述无人机上挂载有金属尖端和与所述金属尖端相连接并接地的金属导线，利用所述金属尖端和所述金属导线针对雷暴云进行雷电的人工触发，并对所述金属导线上的信号进行测量。2.一种引雷装置，其特征在于：所述引雷装置包括能够遥控的无人机、与所述无人机绝缘连接并位于所述无人机顶部的金属尖端、与所述无人机绝缘连接且首端与所述金属尖端直接连接的金属导线、与所述金属导线的尾端相连接的接地装置、与所述金属导线的尾端相连接而对所述金属导线上的信号进行测量的控制和测量装置。3.根据权利要求2所述的引雷装置，其特征在于：所述引雷装置还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：童充，吴越涛，吴迪，杨昊，沈韵，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司苏州供电公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32