一种地面移动式直击雷电防护系统技术方案

一种地面移动式直击雷电防护系统,包括雷电监测预警系统、接闪装置、升降系统、接地系统和自动控制系统；雷电监测预警系统对特种车辆周围的大气电场环境进行实时监测；自动控制系统根据雷电监测预警系统的监测数据启动相应等级的预警；并根据情况向升降系统和接闪装置发送上升或下降信号，向接地系统发送接地启动信号或结束接地信号；接闪装置：根据接收的信号向上竖立进入直击雷电接闪模式或向下折叠收起；升降系统根据接收的信号上升或下降；接地系统对移动过程中或者野外临时停驻条件下的特种车辆进行快速可靠接地或撤收。本发明专利技术可为特种车辆提供在移动过程中或者野外临时停驻条件下有效地直击雷电防护。

A ground mobile direct lightning protection system

【技术实现步骤摘要】
一种地面移动式直击雷电防护系统
本专利技术涉及一种地面移动式直击雷电防护系统，可针对野外临时停驻和移动行驶两种状态提供可移动布撤的直击雷电防护，属于电磁兼容防护

技术介绍
作为雷电防护的主要手段之一，直击雷电防护是电磁兼容防护
中雷电防护研究的重点。目前，国内外对于地面固定设施的直击雷电防护技术已有比较成熟的防护手段，国内外均建立了完备的固定式直击雷电防护系统。针对地面固定设施的直击雷电防护技术无法对需要随时移动的特种车辆进行移动条件下的直击雷电防护，因此无法对于特种车辆提供在移动过程中或者野外临时停驻条件下有效地直击雷电防护。由于目前缺乏对于特种车辆在移动过程中或者野外临时停驻条件下的直击雷电防护措施，导致特种车辆在移动过程中或者野外临时停驻条件下不具备直击雷电防护的能力。因此特种车辆很难设定适用于地面固定设施的直击雷电防护系统，尤其是需要在空旷场地行驶或工作的特种车辆，不能直接采用现有的固定地点的雷电防护技术，缺乏有效的移动式直击雷电防护手段。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种地面移动式直击雷电防护系统，为特种车辆提供在移动过程中或者野外临时停驻条件下有效地直击雷电防护。本专利技术的技术解决方案是：一种地面移动式直击雷电防护系统，包括雷电监测预警系统、接闪装置、升降系统、接地系统和自动控制系统；雷电监测预警系统：安装在特种车辆上，对特种车辆周围的大气电场环境进行实时监测，并将监测数据发送给自动控制系统；自动控制系统：安装在特种车辆内部，通过具有雷电大电流防护功能的线缆与雷电监测预警系统、接闪装置、升降系统、接地系统连接；根据雷电监测预警系统的监测数据判断是否达到预先设计的雷电气象预警条件，如果达到，则控制雷电监测预警系统启动相应等级的预警；当大气电场环境监测数据呈现由低向高逐渐增强的趋势时，若达到直击雷电气象防护条件，则向升降系统和接闪装置发送上升信号，向接地系统发送接地启动信号；当大气电场环境监测数据呈现由高向低逐渐减弱的趋势时，若低于直击雷电气象防护条件，则向升降系统和接闪装置发送下降信号，向接地系统发送结束接地信号；接闪装置：安装在升降系统顶端，在未达到直击雷电气象防护条件时，向下折叠收起；当接收到自动控制系统发送的上升信号后，向上竖立进入直击雷电接闪模式；当接收到自动控制系统发送的下降信号后，保持竖立状态随升降系统一起下降，降至升降系统初始位置后，向下折叠收起；升降系统：安装在特种车辆车头侧面或顶部，根据特种车辆在野外需要快速布撤的要求，具有自动/手动升降能力，在未达到直击雷电气象防护条件时，升降系统位于初始位置且处于收起状态；接收到自动控制系统发送的上升信号后，升高至预定位置；接收到自动控制系统发送的下降信号后，下降至初始位置；接地系统：安装在特种车辆车尾的底盘处，当接收到自动控制系统发送的接地启动信号时，对移动过程中或者野外临时停驻条件下的特种车辆进行快速可靠接地；当接收到自动控制系统发送的结束接地信号时，对移动过程中或者野外临时停驻条件下的特种车辆进行撤收。预先设计的雷电气象预警条件包括雷电气象预警条件、临近雷电气象预警条件和直击雷电气象防护条件，当大气电场环境监测数据达到2-4kV/m时，认为满足雷电气象预警条件，自动控制系统控制雷电监测预警系统启动一级预警；当大气电场环境监测数据达到4-6kV/m时，认为满足临近雷电气象预警条件，自动控制系统控制雷电监测预警系统启动二级预警；当大气电场环境监测数据达到6-10kV/m时，认为满足直击雷电气象防护条件，自动控制系统控制雷电监测预警系统启动三级预警。针对移动过程中的特种车辆，接地系统包括流体接地装置和辅助接地装置，针对野外临时停驻条件下的特种车辆，所述接地系统包括接地极和辅助接地装置。接地极由多根垂直接地体组成，接地体间距一般≥3米，接地体之间用≥35平方的软铜线连接形成网络。流体接地装置携带导电介质，当自动控制系统发送接地启动信号时，流体接地装置通过向地面喷洒导电介质泄放雷电电流，将雷电电流按照规定路径引入地面，实现雷电电流的快速泄放。针对直击雷电的作用程度，辅助接地装置分为20kA及以下小电流的直击雷电防护辅助接地装置和20kA-200kA大电流的直击雷电防护辅助接地装置。20kA及以下小电流的直击雷电防护辅助接地装置包括折叠支撑架、加强固定架、主轴、导电盘和导电轮；20kA及以下小电流的直击雷电防护辅助接地装置通过折叠支撑架与特种车辆车尾的底盘绝缘连接，折叠支撑架与主轴连接，并通过加强固定架加固，导电轮通过紧固螺钉固定在主轴两侧，能够沿主轴自由转动；导电盘固定在主轴上，且位于导电轮外侧；雷电流从接闪装置由引下线导入到导电盘，由导电盘导入导电轮，然后由导电轮导入大地完成整个回路。折叠支撑架包括绝缘固定座、连接杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆、万向弹簧和缓冲弹簧；折叠支撑架通过绝缘固定座与特种车辆车尾的底盘连接，绝缘固定座通过铰链分别与第一连杆和第二连杆连接，第一连杆通过万向弹簧与连接杆连接，第二连杆通过缓冲弹簧与第三连杆连接，第三连杆通过铰链与连接杆连接，连接杆与主轴连接。导电轮为三角轮，包括三角架、接地滚轮和接地滚轮轴，三个接地滚轮通过接地滚轮轴安装在三角架的三个末端，并通过紧固件固定，三角架通过轴承与主轴连接，实现整体转动。接地滚轮材料为内嵌铜芯丝的导电橡胶，导电橡胶体积电阻率为0.1Ω.cm。每个接地滚轮接地面积S1＝H1*L1；H1为接地滚轮宽度，L1为接地滚轮与地面接触面积长度，在移动条件下同一时刻下导电橡胶滚轮与地面之间构成的总接地面积S1总＝S1*4，S1总能够引导20kA及以下的小电流通过S1总泄放至地面。20kA-200kA大电流的直击雷电防护辅助接地装置包括伸缩结构、减震弹簧和履带轮；伸缩结构、减震弹簧和履带轮均为金属材料，伸缩结构通过减震弹簧安装在履带轮上，履带轮的轮子侧面安装有导电盘，当雷电流通过接闪装置传导至导电盘上时，导电盘上的雷电流通过金属履带轮的轮子传导至金属履带上，通过金属履带较大的接地面积快速泄放至地面，实现移动过程中或者野外临时停驻条件下的特种车辆快速接地。伸缩结构具有电控上下升降功能，行程100mm，以适应不同地质条件或路况，防止20kA-200kA大电流的直击雷电防护辅助接地装置出现机械性损坏；伸缩结构包括安装板、导套、导柱、支撑板、连接板和电动推杆；安装板采用转向法兰连接于特种车辆车尾底盘，保证自由转向；安装板下表面中心位置安装有电动推杆，四周对称安装有导柱，连接板通过减震弹簧安装在履带轮上，支撑板安装在连接板上，导柱穿过支撑板，导套套在导柱上，且导套位于支撑板上方，起到稳固电动推杆和支撑板的作用；当遇到障碍物或路面不平时，电动推杆收缩，带动连接板和支撑板向上运动，进而提起履带轮，确保20kA-200kA大电流的直击雷电防护辅助接地装置不会出现机械性损坏；当路面平坦时，电动推杆展开，带动连接板和支撑板向下运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地面移动式直击雷电防护系统，其特征在于：包括雷电监测预警系统、接闪装置、升降系统、接地系统和自动控制系统；/n雷电监测预警系统：安装在特种车辆上，对特种车辆周围的大气电场环境进行实时监测，并将监测数据发送给自动控制系统；/n自动控制系统：安装在特种车辆内部，通过具有雷电大电流防护功能的线缆与雷电监测预警系统、接闪装置、升降系统、接地系统连接；根据雷电监测预警系统的监测数据判断是否达到预先设计的雷电气象预警条件，如果达到，则控制雷电监测预警系统启动相应等级的预警；当大气电场环境监测数据呈现由低向高逐渐增强的趋势时，若达到直击雷电气象防护条件，则向升降系统和接闪装置发送上升信号，向接地系统发送接地启动信号；当大气电场环境监测数据呈现由高向低逐渐减弱的趋势时，若低于直击雷电气象防护条件，则向升降系统和接闪装置发送下降信号，向接地系统发送结束接地信号；/n接闪装置：安装在升降系统顶端，在未达到直击雷电气象防护条件时，向下折叠收起；当接收到自动控制系统发送的上升信号后，向上竖立进入直击雷电接闪模式；当接收到自动控制系统发送的下降信号后，保持竖立状态随升降系统一起下降，降至升降系统初始位置后，向下折叠收起；/n升降系统：安装在特种车辆车头侧面或顶部，根据特种车辆在野外需要快速布撤的要求，具有自动/手动升降能力，在未达到直击雷电气象防护条件时，升降系统位于初始位置且处于收起状态；接收到自动控制系统发送的上升信号后，升高至预定位置；接收到自动控制系统发送的下降信号后，下降至初始位置；/n接地系统：安装在特种车辆车尾的底盘处，当接收到自动控制系统发送的接地启动信号时，对移动过程中或者野外临时停驻条件下的特种车辆进行快速可靠接地；当接收到自动控制系统发送的结束接地信号时，对移动过程中或者野外临时停驻条件下的特种车辆进行撤收。/n...

【技术特征摘要】
1.一种地面移动式直击雷电防护系统，其特征在于：包括雷电监测预警系统、接闪装置、升降系统、接地系统和自动控制系统；
雷电监测预警系统：安装在特种车辆上，对特种车辆周围的大气电场环境进行实时监测，并将监测数据发送给自动控制系统；
自动控制系统：安装在特种车辆内部，通过具有雷电大电流防护功能的线缆与雷电监测预警系统、接闪装置、升降系统、接地系统连接；根据雷电监测预警系统的监测数据判断是否达到预先设计的雷电气象预警条件，如果达到，则控制雷电监测预警系统启动相应等级的预警；当大气电场环境监测数据呈现由低向高逐渐增强的趋势时，若达到直击雷电气象防护条件，则向升降系统和接闪装置发送上升信号，向接地系统发送接地启动信号；当大气电场环境监测数据呈现由高向低逐渐减弱的趋势时，若低于直击雷电气象防护条件，则向升降系统和接闪装置发送下降信号，向接地系统发送结束接地信号；
接闪装置：安装在升降系统顶端，在未达到直击雷电气象防护条件时，向下折叠收起；当接收到自动控制系统发送的上升信号后，向上竖立进入直击雷电接闪模式；当接收到自动控制系统发送的下降信号后，保持竖立状态随升降系统一起下降，降至升降系统初始位置后，向下折叠收起；
升降系统：安装在特种车辆车头侧面或顶部，根据特种车辆在野外需要快速布撤的要求，具有自动/手动升降能力，在未达到直击雷电气象防护条件时，升降系统位于初始位置且处于收起状态；接收到自动控制系统发送的上升信号后，升高至预定位置；接收到自动控制系统发送的下降信号后，下降至初始位置；
接地系统：安装在特种车辆车尾的底盘处，当接收到自动控制系统发送的接地启动信号时，对移动过程中或者野外临时停驻条件下的特种车辆进行快速可靠接地；当接收到自动控制系统发送的结束接地信号时，对移动过程中或者野外临时停驻条件下的特种车辆进行撤收。


2.根据权利要求1所述的一种地面移动式直击雷电防护系统，其特征在于：预先设计的雷电气象预警条件包括雷电气象预警条件、临近雷电气象预警条件和直击雷电气象防护条件，当大气电场环境监测数据达到2-4kV/m时，认为满足雷电气象预警条件，自动控制系统控制雷电监测预警系统启动一级预警；当大气电场环境监测数据达到4-6kV/m时，认为满足临近雷电气象预警条件，自动控制系统控制雷电监测预警系统启动二级预警；当大气电场环境监测数据达到6-10kV/m时，认为满足直击雷电气象防护条件，自动控制系统控制雷电监测预警系统启动三级预警。


3.根据权利要求1所述的一种地面移动式直击雷电防护系统，其特征在于：针对移动过程中的特种车辆，接地系统包括流体接地装置和辅助接地装置，针对野外临时停驻条件下的特种车辆，所述接地系统包括接地极和辅助接地装置。


4.根据权利要求3所述的一种地面移动式直击雷电防护系统，其特征在于：接地极由多根垂直接地体组成，接地体间距一般≥3米，接地体之间用≥35平方的软铜线连接形成网络。


5.根据权利要求3所述的一种地面移动式直击雷电防护系统，其特征在于：流体接地装置携带导电介质，当自动控制系统发送接地启动信号时，流体接地装置通过向地面喷洒导电介质泄放雷电电流，将雷电电流按照规定路径引入地面，实现雷电电流的快速泄放。


6.根据权利要求3所述的一种地面移动式直击雷电防护系统，其特征在于：针对直击雷电的作用程度，辅助接地装置分为20kA及以下小电流的直击雷电防护辅助接地装置和20kA-200kA大电流的直击雷电防护辅助接地装置。


7.根据权利要求6所述的一种地面移动式直击雷电防护系统，其特征在于：20kA及以下小电流的直击雷电防护辅助接...

【专利技术属性】
技术研发人员：周萍，李帆，刘炯，陈志红，尹禄高，徐晓莉，姜铁华，张三庆，吴华兵，马铭杰，吕长春，任牧原，冯蕙心，
申请(专利权)人：北京宇航系统工程研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11