主动式提前预放电避雷针制造技术

本实用新型专利技术涉及一种主动式提前预放电避雷针，包括收集端，触发端和尖端，所述收集端由六个与尖端绝缘的电能收集金属片组成，收集端上方设有触发端，所述尖端设立在触发端最顶部的中央，所述触发端与收集端之间设有一个内部电路，所述内部电路包括充电电路、升压放大电路和放电判别电路，所述充电电路由电阻、电容和稳压管串联构成，所述升压放大电路由高频升压器构成，所述放电判别电路由光耦开关、硅开关、电容、稳压管和三个电阻并联构成。本实用新型专利技术的有益效果为：提前引导避雷针接闪，有效的扩充避雷针对周围物体的保护，增加避雷针的保护范围。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种主动式提前预放电避雷针。
技术介绍
目前，已知且大量使用的避雷针是利用大气物理建立的雷电理论所专利技术的富兰克林避雷针，其原理是利用物体尖端电晕放电的现象。避雷针是引雷针，是把雷电引向自身放电而保护其周围物体的装置，引雷的过程是在大气发生雷击前，由于大气运动变化，形成了雷云层，雷云带有大量的电荷，由于静电感应的作用，雷云下方的地面和地面上的物体就会带上与雷云层相反的电荷，这样雷云和地面就好像是一个大的充电电容器，充电水平达到一定水平后，电荷异性相吸，地面上的突出物就会比较明显的放电，这种放电与雷云发展下来的向下的电荷云粒(水成物)交汇，为雷云和地面相反的电荷形成了一条大量放电的通道，引发雷击发生。目前的避雷针被制造成尖顶并安置在高处的原因，就是为了使其更容易放电，更接近云层，但是其本质上是被动地响应雷云电场的变化。本主动式提前预放电避雷针所采用的引雷原理和普通的避雷针一致(即发展一种向上的电荷与雷云向下的电荷汇合)。但其主动地响应大气电场的变化，并利用装置的间隙，在尖端提前产生放电现象。其结果是主动式提前预放电避雷针的尖端电荷比周围地面上的物体更早发生，更有利于尖端电荷的发展，提早汇合雷云向下的电荷。有效的扩充了避雷针对周围物体的保护，增加避雷针保护范围。本方案的主动式提前预放电避雷针是利用雷电形成理论，结合电工学原理，在雷电发生过程中，经过收集大气电能量，电离避雷针尖端空气，从而提前引导避雷针接闪，增加避雷针的保护范围。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种主动式提前预放电避雷针，利用雷电形成理论，结合电工学原理，在雷电发生过程中，经过收集大气电能量，电离避雷针尖端空气，从而提前弓I导避雷针接闪，增加避雷针的保护范围。本技术的目的是通过以下技术方案来实现一种主动式提前预放电避雷针，包括收集端，触发端和尖端，所述收集端由六个与尖端绝缘的电能收集金属片组成，收集端上方设有触发端，所述尖端设立在触发端最顶部的中央；所述触发端与收集端之间设有一个内部电路，所述内部电路包括充电电路、升压放大电路和放电判别电路，所述充电电路由电阻R3、电容Cl和稳压管Dl串联构成，所述升压放大电路由高频升压器TRAN构成，所述放电判别电路由光耦开关IC1、硅开关IC2、电容C2、 稳压管D3和三个电阻R1、R2、R3并联构成。当尖端带正电时，所述放电判别电路由电阻R3 与电容C2、电阻Rl与稳压管D3和R2并联构成。当尖端带负电时，所述放电判别电路由电阻 R2、电阻R3与电容C2构成的串联部分和电阻Rl与稳压管D3构成的串联部分并联构成。本技术的有益效果为提前引导避雷针接闪，有效的扩充避雷针对周围物体的保护，增加避雷针的保护范围。附图说明下面根据附图对本技术作进一步详细说明。图1是本技术实施例所述的一种主动式提前预放电避雷针的原理结构图；图2是本技术实施例所述的一种主动式提前预放电避雷针的第一电路工作过程的电路原理图；图3是本技术实施例所述的一种主动式提前预放电避雷针的第二电路工作过程的电路原理图。图中1、收集端；2、触发端；3、尖端；4、升压放大电路；5、电场强度检测；6、充电电路； 7、控制器；8、电能收集金属片。具体实施方式如图1所示，本技术实施例所述的一种主动式提前预放电避雷针，包括收集端1，触发端2和尖端3，所述收集端1由六个与尖端绝缘的电能收集金属片8组成，收集端 1上方设有触发端2，所述尖端3设立在触发端2最顶部的中央；所述触发端2与收集端1 之间设有一个内部电路，所述内部电路包括充电电路6、升压放大电路4和放电判别电路， 所述充电电路6由电阻R3、电容Cl和稳压管Dl串联构成，所述升压放大电路4由高频升压器TRAN构成，所述放电判别电路由光耦开关ICl、硅开关IC2、电容C2、稳压管D3和三个电阻Rl、R2、R3并联构成。当尖端3带正电时，所述放电判别电路由电阻R3与电容C2、电阻 Rl与稳压管D3和R2并联构成。当尖端3带负电时，所述放电判别电路由电阻R2、电阻R3 与电容C2构成的串联部分和电阻Rl与稳压管D3构成的串联部分并联构成。所述电能收集金属片8能通过本装置的电容器收集能量，电容器充电到一个水平后，本装置能自动启动开关动作，使能量施加到高频升压器TRAN上产生高压脉冲，从而使本装置的尖端3的间隙放电。根据图2、3 所示，Rl = R2 = 100K Ω ；R3 = 150 Ω/5W ；Cl = 100 μ F/450V ；Dl = 360V稳压管；ICl =光耦开关M0C3020 ；IC2 =硅开关ΒΤΑ06 ；TRAN =高频升压器。如图2所示，本技术实施例所述的一种主动式提前预放电避雷针的内部电路的第一电路工作过程，包括如下步骤1)在雷云大气电场作用下，尖端(大地)带正电，由R3，C1构成电容Cl的充电回路；2)当充电水平达到Dl的稳压水平后，Cl两端电平维持不变，在此过程中，大气电场的能量(uA级)主要由Cl吸收；3)随着雷云电场的不断加强，尖端电位在雷击前瞬间迅速上升并产生一个尖峰， 由于电容Cl已饱和，使R2两端电压差瞬间增加，ICl光耦发光，使ICl输出导通，硅开关IC2 导通，于是高频升压器TRAN输入端产生一个脉冲，通过高频偶合，在触发端形成高压，击穿与尖端之间的间隙，发生尖端放电现象。如图3所示，本技术实施例所述的一种主动式提前预放电避雷针的内部电路的第二电路工作过程，包括如下步骤1)在雷云大气电场作用下，尖端(大地)带负电，那么收集端必然带正电，这时收集端通过R3向电容Cl充电；2)当充电水平达到Dl的稳压水平后，Cl两端电平维持不变，在此过程中，大气电场的能量(uA级)主要是经R3后，被Cl吸收；3)随着雷云电场的不断加强，尖端电位在雷击前瞬间迅速上升并产生一个尖峰， 由于电容Cl已饱和，尖峰电流通过C2、R2，使ICl光耦发光，ICl输出导通，硅开关IC2导通，于是高频升压器TRAN输入端产生一个脉冲，通过高频偶合，在触发端形成高压，击穿与尖端之间的间隙，发生尖端放电现象。本装置实现主动、提前放电的过程是在大气电场变化时，装置内设立一个收集电磁场变化的电能的电容器装置，当收集的能量达到一个极限值时，触发避雷针内部的开关判别装置，在针尖间隙产生放电现象，提前电离避雷针附近的空气，使其最容易导电，产生大量的“逃离”电荷，依据雷电形成的放电发展特性(沿着空气电离最强，最容易导电的路径发展的原理)，从而达到提前形成主放电的阶段，达到提前接闪的目的。本技术不局限于上述最佳实施方式，任何人在本技术的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本技术的保护范围之内。权利要求1.一种主动式提前预放电避雷针，包括收集端(1)，触发端( 和尖端(3)，其特征在于所述收集端(1)由六个与尖端绝缘的电能收集金属片(8)组成，收集端(1)上方设有触发端O)，所述尖端C3)设立在触发端( 最顶部的中央；所述触发端( 与收集端(1) 之间设有一个内部电路，所述内部电路包括充电电路(6)、升压放大电路(4)和放电判别电路，所述充电电路(6)由电阻R3、电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种主动式提前预放电避雷针，包括收集端（１），触发端（２）和尖端（３），其特征在于：所述收集端（１）由六个与尖端绝缘的电能收集金属片（８）组成，收集端（１）上方设有触发端（２），所述尖端（３）设立在触发端（２）最顶部的中央；所述触发端（２）与收集端（１）之间设有一个内部电路，所述内部电路包括充电电路（６）、升压放大电路（４）和放电判别电路，所述充电电路（６）由电阻Ｒ３、电容Ｃ１和稳压管Ｄ１串联构成，所述升压放大电路（４）由高频升压器ＴＲＡＮ构成，所述放电判别电路由光耦开关ＩＣ１、硅开关ＩＣ２、电容Ｃ２、稳压管Ｄ３和三个电阻Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３并联构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何锡华，
申请(专利权)人：何锡华，
类型：实用新型
国别省市：81