专利名称：开关避雷的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种避雷方法和装置，特别涉及的是一种避免遭线路侵入雷害的方法和装置。
背景技术：
避雷技术已有近3个世纪的研究历史。经典的避雷针是18世纪50年代由富兰克林发明的。其原理是用一根高过被保护建筑物的接地导体针，在出现雷击危险时，针尖的电场强度率先达到击穿空气的值而首先被雷击中，从而保护了建筑物。
到了现代化和信息化的当今社会里，室内越未越多的微电子设备经受不了避雷针引雷入地所产生的电磁辐射而损坏，避雷针保护不了现代化信息装备，时代进步要求避雷技术的适应和更新。1995年本发明人的发明专利ZL95117424.X宣告了全新思路的避雷新技术诞生，能使被保护对像不遭直接雷击。该技术不用接地，可适合地面固定目标，也适合地面、水面、空中的移动目标。对于地面固定和移动目标，该避雷新产品叫智能避雷球。根据该专利，使被保护对像不遭直接雷击的方法是使被保护物体上的遭雷击危险性消失。技术上是把避雷球受雷电感应而产生的相反极性的电荷放大输到被保护物体上，对消那里的感应电荷。
从保护微电子设备免遭雷害的角度看，雷害有三条路产生。第一条是直接雷击产生的雷害。第二条是雷击电磁场经空中传来的间接雷害。第三条是邻近或远方落雷在线路上产生的过电压，经线路传入到微电子设备造成的雷害。上述智能避雷球技术对前二条路的雷害有足够的抑制和消除作用，但对于由第三条路径，经线路侵入室内对设备造成的伤害是无法抑制和消除的，为此作者对此进行了长期的研究，作出了大量的工作。
发明内容
本发明的目的是，提供一种开关避雷的方法和装置，利用智能避雷装置对雷击危险性作监测，在雷击前的一瞬间，断开所有从室内的设备上连接到室外的线路，保护室内的设备，使其免遭线路侵入雷害；雷击危险过去后，接通室内外连线，恢复设备正常。
为实现以上目的，本发明提供一种开关避雷的方法，其实现的步骤为a.对雷电进行监测，并发出雷电监测信号；b.将雷电监测信号与一阈值进行比较；c.当雷电监测信号超过阈值时，控制开关动作以便断开被保护建筑物内部设备与外部线路的连接；d.当雷电监测信号低于阈值时，使开关进行复位，以使内外部线路接通。
较佳的步骤，还包括在建筑物内部与外部电力线路被切断前，将备用电源与运行设备相联接，对设备进行电力供应。
较佳的步骤，还包括在所述的建筑物内部与外部连接的线路断开的同时，将断开线路的一端接地。
由于阈值的数值是根据雷电监测信号的低限设置的，所以能够保证在雷击产生之前，将内外线路断开，使保护的成功率高。
本发明提供一种开关避雷装置，其包括雷击监测装置，可设置于被保护的建筑物的顶端，用于监测雷电并发出雷电监测信号；控制线路，用于接收雷电监测信号，并将接收的雷电监测信号与一阈值相比，以便根据比较结果控制相应开关装置的动作；自动开关装置，与所述的控制线路相联接，接收从控制线路发出的驱动脉冲信号，并在其控制下使建筑物内部设备与外部连接的线路通断。
所述的雷击监测装置，可以是大气电场仪或者为雷击仪，用以对雷电进行监测。
所述的控制线路包括比较器，将从雷击监测装置获得的雷电监测信号与一阈值进行比较；功率放大器，对所述超过阈值的雷电监测信号进行放大；驱动脉冲发生器，根据放大的雷电监测信号向自动开关装置发出驱动脉冲信号。
本发明的开关避雷装置还包括一个备用电源。
所述的自动开关装置，包括若干个用来断开和闭合室内外线路的开关，为单向开关或成对开关，以及用来控制开关开合顺序的逻辑控制器，其中逻辑控制器接收由控制线路发出的驱动脉冲信号，使开关的一个开关断开室内外线路，而另一个开关使断开的线路的一端与大地相连。
所述的被断开或恢复的线路包括信号线、电源线、与天线相连的线路、电话线和有线电视电缆线等。
对所述的信号线而言，成对开关的一个开关把室内外连线在进入建筑物前断开，另一开关把信号线室外线端与大地连通；对所述的电源线而言，则是一个开关在电源线进入建筑物前断开，另一个把电源线室内端与大地连通；对所述的天线相连的线路，则是一个开关把天线室内外线路断开，另一个开关把天线相连的线路室外端与大地连通。
本发明的优点在于，避免了由于雷电在线路上产生的过电压，作用在用电设备上所引起的对设备的间接伤害，保护的设备种类范围广泛。
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
图1是本发明的开关避雷装置实施在正在工作的微电子设备的一个较佳实施例流程图；图2是本发明开关避雷装置实施在微电子设备的一个较佳实施例的结构示意图。
附图标记说明1-建筑物；2-雷击监测装置；3-控制线路；31-比较器；32-功率放大器；33-驱动脉冲发生器；4-室外线路端；5-室内线路端；6-微电子设备；7-备用电源；8-自动开关系统；81-成对开关；82-避雷球；83-开关；84-逻辑控制器。
具体实施例方式
如图1所示为其一个应用在对微电子设备实施保护的一个较佳实施例的流程图；其采用自动化的实时监控方法，确保微电子设备的安全。
首先通过雷电监测装置对雷电进行监测，也就是对雷击的危险性进行判断，当雷电监测信号超过一阈值时，判断室内外线路是否切断，若切断则保持此种切断状态，若没有切断，则对控制线路发出信号，由所述的控制线路发出驱动脉冲，启动自动开关装置，接通正在运行的设备与备用电源，用来对其进行供电，然后断开被保护建筑物内部设备与外部所有线路的连接，将被切断的线路的一端与避雷球相连通；另一方面若雷电监测装置未监测到雷击危险或是发现雷电检测信号已经低于阈值时，则判断室内外线路是否切断，若没有切断则继续进行雷电监测，若发现是室内外线路已切断，则由控制线路发出驱动脉冲使开关动作，在电源线室内端与大地断开的同时，使所有线路室外端与线路室内端接通，然后断开室内设备与备用电源的连接，使备用电源处于充电和等待状态。
上面被控制断开或接通的线路包括所有由室外进入室内的与微电子设备相连接的线路，如信号线、电源线、与天线相连的线路、电话线和有线电视电缆线等。
根据以上方法，本发明还提供一种开关避雷装置，如图2所示，为本发明开关避雷装置实施在微电子设备的一个较佳实施例的结构示意图，其中，开关避雷装置包括雷击监测装置2，安装于被保护的建筑物1的顶端，对雷电进行监测，发出雷电监测信号；所述的雷击监测装置2采用的是现有的智能避雷装置、大气电场仪或雷击仪，对雷击信号进行监测；控制线路3，与所述的雷电监测装置2相连接，接收雷电监测装置2传递过来的信号，所述的控制线路包括比较器31，功率放大器32以及驱动脉冲发生器33；所述的控制线路3，能够根据雷击监测装置2传输过来的雷电监测信号；将所述的雷电监测信号与一阈值通过比较器31进行比较，来决定是否驱动自动开关装置8，如果雷电监测信号超过这一阈值，功率放大器32，对所述超过阈值的雷电监测信号进行放大；驱动脉冲发生器33，根据放大的雷电监测信号向自动开关装置发出驱动脉冲信号，使自动开关装置8产生相应的动作。
自动开关装置8，与所述的控制线路3相连接，接收由控制电路3发来的驱动脉冲信号，所述的自动开关装置8包括逻辑控制器84、单向开关83，多个成对开关81，所述的成对开关81控制着与被保护建筑物1内微电子设备6相连的所有室内外线路的连通与断开，以及其他相应的动作；所述的自动开关装置8，接收驱动脉冲后，通过逻辑控制器84，控制开关83的开合顺序，利用多个成对开关81和多个避雷球82，在一个开关断开室内外线路的同时，另一个开关把线路断开处的一端与避雷球82相连；所述的断开处的哪一端与避雷球82相连，与接入室内与微电子设备相连接的线路的种类有关图2所示，是以信号线为例(其他线路未示)，成对开关81的一个开关把室内外连线在进入室内处断开，另一开关把断开处室外线路端4接通避雷球82；以电源线为例，则是成对开关81的一个开关把室内外连线在进入室内处断开，另一开关把断开处室内线路端5接通避雷球82；对于天线连线，则是成对开关81的一个开关把天线室内外线路断开，另一个开关把天线室外线路端4接通避雷球82。
以上所述的开关避雷装置，还包括一个备用电源7，在断开被保护的建筑物1室内外电力线路之前，先由自动开关装置8的一个单向开关83使备用电源7与微电子设备6相连，以防止由于电力突然中断，所产生的噪声对微电子设备6造成损坏。
当雷击危险过后，使所有开关复原，即由逻辑控制器84控制所有成对开关81，使它们断开所有线路断开端与避雷球82的连接，室内线路端5与室外线路端4接通，然后控制单向开关83，使备用电源7与微电子设备6断开，处于充电和等待状态。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种开关避雷的方法，其特征在于，所述的开关避雷方法的步骤为a.对雷电进行监测并发出雷电监测信号；b.将雷电监测信号与一阈值进行比较；c.当雷电监测信号超过阈值时，控制开关动作以便断开被保护建筑物内部设备与外部线路的连接；d.当雷电监测信号低于这一阈值时，使开关复位，以使内外部线路接通。这样就使在室内的设备，避免了由于雷电在线路上产生的过电压，进入室内后，对设备造成的伤害。
2.根据权利要求1所述的开关避雷的方法，其特征在于，在建筑物内部与外部电源线路被切断之前，启动备用电源对正在运行的设备进行电力供应。
3.根据权利要求1所述的开关避雷的方法，其特征在于，在所述被保护建筑物内部的设备与连接的外部线路断开的同时，将断开线路的一端接地。
4.一种开关避雷装置，其特征在于，其包括雷击监测装置(2)，可设置于被保护的建筑物(1)的顶端，用于监测雷电并发出雷电监测信号；控制线路(3)，用于接收雷电监测信号，并将接收的雷电监测信号与一阈值相比，以便根据比较结果控制相应开关装置的动作；自动开关装置(8)，与所述的控制线路(3)相联接，接收从控制线路(3)发出的驱动脉冲信号，并在其控制下使建筑物(1)内部设备与外部连接线路通断。
5.根据权利要求4所述的开关避雷装置，其特征在于，所述的雷击监测装置(2)为智能避雷装置、大气电场仪或雷击仪。
6.根据权利要求4所述的开关避雷装置，其特征在于，所述的控制线路(3)包括比较器(31)，用来对接收的所述雷击监测信号与所述阈值进行比较，并获得所述比较结果；功率放大器(32)，对所述超过阈值的雷电监测信号进行放大；驱动脉冲发生器(33)，根据放大的雷电监测信号向自动开关装置(8)发出驱动脉冲信号。
7.根据权利要求4所述的开关避雷装置，其特征在于，所述的自动开关装置(8)包括若干个用来断开和闭合室内外连接线路的开关，为单向开关或成对开关，以及控制开关开合顺序的逻辑控制器(84)，其中逻辑控制器(84)接收由控制线路(3)发出的驱动脉冲信号，使成对开关(81)的一个开关断开室内外线路，而另一个开关使断开的线路的一端与大地相连。
8.根据权利要求4或7所述的开关避雷装置，其特征在于，所述的室内外连接线路包括信号线、电源线、与天线相连的线路、电话线和有线电视电缆线。
9.根据权利要求8所述的开关避雷装置，其特征在于，对所述的信号线而言，成对开关的一个开关把室内外连线在进入室内处断开，另一开关把断开处室外线端接通到大地；对所述的电源线而言，则是一个开关在电源线进入室内处断开，另一个把电源线室内端直接接大地或用避雷器接地。对所述的天线相连的线路，则是一个开关把天线在进入室内处断开，另一个开关把天线相连的线路室外端接大地。
10.根据权利要求7所述的开关避雷装置，其特征在于，还包括一个备用电源(7)，在建筑物(1)内部设备与外部连接的线路断开前，在自动开关装置(8)的逻辑控制器(84)控制下，由开关使所述的备用电源为建筑物(1)内部正在运行的设备进行电力供应。
全文摘要
本发明涉及的是一种避免遭线路侵入雷害的开关避雷方法和装置，其方法是首先对雷电进行监测，获得雷电监测信号，确定雷击危险性；然后将雷电监测信号与一阈值进行比较；雷电监测信号超过这一阈值时，断开被保护建筑物内部与外部连接的线路；当雷电过后开关进行复位，内外线路接通。开关避雷的装置包括雷击监测装置，控制线路和自动开关装置；通过所述的开关避雷的方法和装置，达到了避免由于雷电在线路上产生的过电压，作用在室内的设备上所引起的对设备的伤害，保护的设备种类范围广泛的目的。
文档编号H05F3/02GK101075735SQ20061008059
公开日2007年11月21日 申请日期2006年5月19日 优先权日2006年5月19日
发明者庄洪春 申请人:庄洪春