一种有源主动防雷系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种有源主动防雷系统及方法。该系统至少包括接头单元和控制单元，接头单元由接闪器、高压电极板、避雷器、绝缘支柱、接地极、高压引线、安装支架及引下线构成；接闪器和接地极之间通过绝缘支柱电隔离连接，在接闪器和接地极之间有避雷器，在接闪器和接地极之间有高压电极板，高压电极板与高压引线电连接，高压引线电连接控制单元，控制单元通过控制高压输出由高压引线向高压电极板提供高电压，控制单元通过高压电极板在接闪器形成静电感应，提供高压电荷给接闪器。本发明专利技术更加有效地捕获雷电流，以便避免建筑物其它部位遭受雷击。

An active active lightning protection system and method

The invention relates to an active active lightning protection system and a method thereof. The system includes at least a joint unit and a control unit. The joint unit is composed of a flashover, a high voltage electrode plate, a lightning arrester, an insulated pillar, a ground electrode, a high voltage lead, a mounting bracket and a lead-down wire. The flashover and the ground electrode are connected by an insulated pillar, and a lightning arrester is arranged between the flashover and the ground electrode. A high voltage electrode plate is connected between the flasher and the ground electrode, and a high voltage electrode plate is connected with a high voltage lead. A high voltage charge is supplied to the high voltage electrode plate by controlling the high voltage output. Flicker. The invention can capture the lightning current more effectively, so as to avoid other parts of the building from being struck by lightning.

【技术实现步骤摘要】
一种有源主动防雷系统及方法
本专利技术涉及一种避雷技术，特别是一种有源主动防雷系统及方法。
技术介绍
众所周知，目前对雷电防护，通常采用普通的避雷针，外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。其中接闪器的作用是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的通道泄放到大地中去。被保护物的安全在很大程度上取决于能不能利用有效的接闪器，把一定保护范围的雷闪放电捕获到，导入预先设计的对地泄放的合理途径之中。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术目的是提供一种有源主动防雷系统及方法，本专利技术更加有效地捕获雷电流，以便避免建筑物其它部位遭受雷击。为实现上述目的，本专利技术技术方案是：提供一种有源主动防雷系统，其特征是：至少包括接头单元和控制单元，接头单元由接闪器、高压电极板、避雷器、绝缘支柱、接地极、高压引线、安装支架及引下线构成；接闪器和接地极之间通过绝缘支柱电隔离连接，在接闪器和接地极之间有避雷器，在接闪器和接地极之间有高压电极板，高压电极板与高压引线电连接，高压引线电连接控制单元，控制单元通过控制高压输出由高压引线向高压电极板提供高电压，控制单元通过高压电极板在接闪器形成静电感应，提供高压电荷给接闪器。所述的避雷器是尖端放电避雷器或/和氧化锌避雷器。所述的尖端放电避雷器和氧化锌避雷器分别在高压电极板的两侧，绝缘支柱的里侧。所述的高压电极板和接闪器底平面形成平行隔离。所述的接地极通过安装支架及引下线与大地电连接。接闪器与引下线分体隔离。所述的高压引线电连接控制单元，控制单元通过控制高压输出由高压引线向高压电极板提供高电压。所述的控制单元至少包括高压输出单元、高压驱动单元、信号检测单元、雷电计数器、雷电互感器、中央处理器、公共通信单元、信息中心；信号检测单元采用大气电场仪，用于测量大气电场及其变化的；中央处理器发出指令给高压驱动单元，高压驱动单元驱动高压输出单元开始工作，高压输出单元输出与雷电云电荷极性相反高压电荷到高压电极；中央处理器通过雷电计数器与雷电互感器电连接，雷电互感器套接在安装支架上；通过雷电互感器获取雷击次数信息，雷电计数器完成雷电互感器获取雷击次数信息的处理，雷电计数器将信息传送给中央处理器，由中央处理器将雷击次数信息通过公共通信单元发送到信息中心）。一种有源主动防雷方法，其特征是：控制单元的信号检测单元采用大气电场仪，用于测量大气电场及其变化的，当云中发生电荷分离时，地面电场将发生相应的变化，其强度与云中电荷的积累量和分布有关，大气电场仪通过对电场极性变化的探测和分析，以及对一场雷暴过程的不同阶段所发生的电场变化设以门限数值，电场仪测量的电场数据传送到中央处理器经分析处理，实时监测雷云对地面的电场强度变化情况，当电场强度超过一定门槛值后发出报警信号，提示可能即将发生雷击，此时控制单元的中央处理器发出指令给高压驱动单元，高压驱动单元驱动高压输出单元开始工作，高压输出单元输出与雷电云电荷极性相反高压电荷到高压电极；高压电极通过静电感应方式给接闪器提供高压电荷，使接闪器顶端的电场强度高于保护区域内其它目标体，使之优先被雷击，实现雷击点定位。所述的中央处理器通过雷电计数器电连接有雷电互感器，雷电互感器套接在安装支架上，通过雷电互感器获取雷击次数信息，雷电计数器完成雷电互感器获取雷击次数信息的处理，雷电计数器将信息传送给中央处理器，由中央处理器将雷击次数信息通过公共通信单元发送到信息中心。本专利技术的优点是：接闪器通过产生一个较长的上行迎面先导，使吸引效应被加强；上行迎面先导越长，加强作用越大。主动式避雷针在接闪器端人为加上与雷电云电荷相反的高压，使接闪器电极先于该防雷区域内所有被保护建筑物或构筑物达到击穿空气数值的电势差强度而优先被雷击。相比普通避雷针在同一处同一安装高度时，提前发射出与正在下行的梯级先导相连的上行迎面先导。这个提前发射的上行迎面先导可以推进更长的距离。可以更加有效地捕获雷电流，从而避免建筑物其它部位遭受雷击。附图说明图1为本专利技术一种有源主动防雷系统接头单元结构图；图2为一种有源主动防雷系统控制单元原理图。图中，1、接闪器；2、高压电极；3、尖端放电避雷器和氧化锌避雷器；4、绝缘支柱；5、接地极；6、高压引线；7、安装支架及引下线；8、控制单元；801、高压输出单元；802、高压驱动单元；803、信号检测单元；804、雷电计数器；805、雷电互感器；806、中央处理器；807、公共通信单元；808、信息中心；9、接头单元。具体实施方式如图1所示，一种有源主动防雷系统，至少包括接头单元9和控制单元8，接头单元9由接闪器1、高压电极板2、避雷器3、绝缘支柱4、接地极5、高压引线6、安装支架及引下线7构成；接闪器1和接地极5之间通过绝缘支柱4电隔离连接，在接闪器1和接地极5之间有避雷器3，在接闪器1和接地极5之间有高压电极板2，高压电极板2与高压引线6电连接，通过高压引线6向高压电极板2提供高电压，控制单元8通过高压电极板2在接闪器1形成静电感应，提供高压电荷给接闪器1。所述的避雷器3是尖端放电避雷器或/和氧化锌避雷器3。所述的尖端放电避雷器和氧化锌避雷器分别在高压电极板2的两侧，绝缘支柱4的里侧。所述的高压电极板2和接闪器1底平面8形成平行隔离。所述的接地极5通过安装支架及引下线7与大地9电连接。接闪器1与接地极(引下线7)分体隔离。所述的高压引线6电连接控制单元8，控制单元8通过控制高压输出由高压引线6向高压电极板2提供高电压。工作时，通过静电感应方式给接闪器1提供高压电荷，接闪器1与接地极(引下线7)分体隔离。动式避雷针采用尖端放电或氧化锌避雷器释放雷电电流。所述的高压引线6电连接控制单元8，控制单元8通过控制高压输出由高压引线6向高压电极板2提供高电压。如图2所示，控制单元8至少包括高压输出单元801、高压驱动单元802、信号检测单元803、雷电计数器804、雷电互感器805、中央处理器806、公共通信单元807、信息中心808；信号检测单元803采用大气电场仪，用于测量大气电场及其变化的。当云中发生电荷分离时，地面电场将发生相应的变化，其强度与云中电荷的积累量和分布有关，在晴好天气下大气静电场场强为±500V/m，但当暴风雨来临时，大气静电场场强会激增至±15kV以上。大气电场仪就是通过对电场极性变化的探测和分析，以及对一场雷暴过程的不同阶段所发生的电场变化设以门限数值。电场仪测量的电场数据传送到中央处理器806经分析处理，可以对局部地区潜在的雷暴活动及静电电击的危险性做出短期预报。实时监测雷云对地面的电场强度变化情况，当电场强度超过一定门槛值后发出报警信号，提示可能即将发生雷击。此时中央处理器806发出指令给高压驱动单元802，高压驱动单元802驱动高压输出单元801开始工作，高压输出单元801输出与雷电云电荷极性相反高压电荷到高压电极2。高压电极2通过静电感应方式给接闪器1提供高压电荷。使接闪器1顶端的电场强度高于保护区域内其它目标体，使之优先被雷击，实现雷击点定位。本专利技术的中央处理器806为实现雷击的数据分析、处理、控制功能，中央处理器806通过雷电计数器804与雷电互感器805电连接，雷电互感器805套接在安装支架上，通过雷电互感器805获取雷击次数信息，雷电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有源主动防雷系统，其特征是：至少包括接头单元（9）和控制单元（8），接头单元（9）由接闪器（1）、高压电极板（2）、避雷器（3）、绝缘支柱（4）、接地极（5）、高压引线（6）、安装支架及引下线（7）构成；接闪器（1）和接地极（5）之间通过绝缘支柱（4）电隔离连接，在接闪器（1）和接地极（5）之间有避雷器（3），在接闪器（1）和接地极（5）之间有高压电极板（2），高压电极板（2）与高压引线（6）电连接，高压引线（6）电连接控制单元（8），控制单元（8）通过控制高压输出由高压引线（6）向高压电极板（2）提供高电压，控制单元（8）通过高压电极板（2）在接闪器（1）形成静电感应，提供高压电荷给接闪器（1）。

【技术特征摘要】
1.一种有源主动防雷系统，其特征是：至少包括接头单元（9）和控制单元（8），接头单元（9）由接闪器（1）、高压电极板（2）、避雷器（3）、绝缘支柱（4）、接地极（5）、高压引线（6）、安装支架及引下线（7）构成；接闪器（1）和接地极（5）之间通过绝缘支柱（4）电隔离连接，在接闪器（1）和接地极（5）之间有避雷器（3），在接闪器（1）和接地极（5）之间有高压电极板（2），高压电极板（2）与高压引线（6）电连接，高压引线（6）电连接控制单元（8），控制单元（8）通过控制高压输出由高压引线（6）向高压电极板（2）提供高电压，控制单元（8）通过高压电极板（2）在接闪器（1）形成静电感应，提供高压电荷给接闪器（1）。2.根据权利要求1所述的一种有源主动防雷系统，其特征是：所述的避雷器（3）是尖端放电避雷器或/和氧化锌避雷器。3.根据权利要求2所述的一种有源主动防雷系统，其特征是：所述的尖端放电避雷器和氧化锌避雷器分别在高压电极板（2）的两侧，绝缘支柱（4）的里侧。4.根据权利要求1所述的一种有源主动防雷系统，其特征是：所述的高压电极板（2）和接闪器（1）底平面形成平行隔离。5.根据权利要求1所述的一种有源主动防雷系统，其特征是：所述的接地极（5）通过安装支架及引下线（7）与大地（9）电连接。6.根据权利要求1所述的一种有源主动防雷系统，其特征是：接闪器（1）与引下线（7）分体隔离。7.根据权利要求1所述的一种有源主动防雷系统，其特征是：所述的高压引线（6）电连接控制单元（8），控制单元（8）通过控制高压输出由高压引线（6）向高压电极板（2）提供高电压。8.根据权利要求1所述的一种有源主动防雷系统，其特征是：控制单元（8）至少包括高压输出单元（801）、高压驱动单元（802）、信号检测单元（803）、雷电计数器（804）、雷电互感器（805）、中央处理器（806）、公共通信单元（807）、信息中心（808）；...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡海江，李波涛，胡皓欣，
申请(专利权)人：河北珠峰仪器仪表设备有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13