专利名称：一种预放电避雷装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种避雷装置，具体的说是一种预放电避雷装置。
背景技术：
传统的富兰克林避雷针是由接闪器，与接闪器相联的引下线及与引下相联的接地 网构成，通过金属导体制成的接闪器引雷，并将雷电流通过接闪器…一引下线一接地 网构成的金属导体构成的通道泄放到大地中，从而使被保护受到保护，至今仍然在被大量 使用，并起到极其重要的作用。但是由于近十多年的集成电路及大规模集成电路技术的发 展及广泛应用，传统避雷针在引雷入地，保护构筑物对象的同时，所引起的二次感应雷效应 及雷电电磁脉冲LEMP效应等副作用，仍然会使精密的电子设备受到二次感应雷的袭击而 受损。而为了避免二次感应雷雷击事故的发生，社会上出现了多种新型的防直击雷装 置。例如消雷器，该装置希望利用雷云电场下产生的电晕电流来中和雷云中的电荷，从而起 到消除雷闪的形成的作用。也有一些为了克服富兰克林避雷针的副作用，有人提出限流方 法，即在雷电流入地通道中串联一路或多路电感及电阻器件，达到减小雷电流的波头陡度 的效果，等等。对于上述各种方法，从雷电能量的观点分析，都没有令人信服的证据来表明 雷电的能量不会向周围的空间中辐射。
发明内容随着建筑物智能控制程度的提升，防雷技术也日益受到广泛重视，一种提前放电 避雷针渐成非常规避雷针的主流。它解决了传统避雷针被动接闪、二次雷击效应严重的局 限，在我国获得了越来越广泛的应用。本实用新型的技术任务是克服上述缺点，提供一种结构简单、设计合理、使用方 便、占地面积小、安全性高的预放电避雷装置。该预放电装置具有无源、无辐射，其能量来自 闪电发生前地面和云层之间的电势差，它在雷击发生临界点提前产生一个向上先导，形成 雷电优先通路，克服了传统避雷针被动接闪的不足，大幅提高了防雷保护范围。本实用新型的技术方案是按以下方式实现的是由引电针、引电罩、双锥形导电空 心球、储能触发器、绝缘螺母、放电支撑杆和固定螺母组成，其中，引电针的下端通过螺纹与 引电罩上部的双接口连接螺母顶部连接，双锥形导电空心球的上端设置有螺栓，螺栓与双 接口连接螺母的下端连接，双锥形导电空心球的下端设置有绝缘螺母，绝缘螺母与放电支 撑杆上端的螺栓连接，放电支撑杆下端的螺栓与固定螺母连接，储能触发器通过上下两块 绝缘板固定在双锥形导电空心球的中间。储能触发器是由磁芯和高压绕组组成，两个C型磁芯插在高压绕组的线圈骨架之 中组成磁回路，线圈骨架上设置有隔板将3-12组绕组隔开，3-12组绕组导线首尾串联，其 中第一组绕组的导线首端与引电针连接，最后一组绕组的末端与绝缘螺母上的导电环连 接，磁芯和高压绕组的外部通过环氧树脂封固。[0008]双锥形导电空心球的下端伸出绝缘螺母外圆的环形裙边是放电环，放电环与放电 支撑杆之间构成放电间隙，放电间隙控制在5-10mm。本实用新型的优异效果是结构简单、设计合理、使用方便、占用空间小、安全性 高，该预放电装置具有无源、无辐射，其能量来自闪电发生前地面和云层之间的电势差，它 在雷击发生临界点提前产生一个向上先导，形成雷电优先通路，克服了传统避雷针被动接 闪的不足，能够大幅提高了防雷保护范围。具体特点有1、精确提前放电，完全主动式引雷；2、同等条件下，比普通避雷针保护范围大。避 雷针提前产生向上先导，相当于将避雷针高度增长了数十米，因而增大了保护范围；3、减小 了二次雷击效应影响。由于在远离建筑物的高空处接闪，地面场强大幅降低；4、安全可靠， 免维护。新一代避雷针无放射元素，耐腐蚀，抗风能力强，无源、无耗能元件，本身不会受浪 涌冲击影响，寿命长。
附图1是预放电避雷装置结构示意图；附图2是预放电避雷装置储能触发器的局部放大结构示意图；附图3是图2的电路原理图。附图标记说明引电针1、双接口连接螺母2、螺栓3、引电罩4、磁芯5、绝缘板6、双 锥形导电空心球7、绝缘螺母8、放电环9、放电支撑杆10、固定螺母11、高压绕组1具体实施方式
本实用新型的预放电避雷装置，其结构是由引电针1、引电罩4、双锥形导电空心 球7、储能触发器、绝缘螺母8、放电支撑杆10和固定螺母11组成，其中，引电针1的下端通 过螺纹与引电罩4上部的双接口连接螺母2顶部连接，双锥形导电空心球7的上端设置有 螺栓3，螺栓3与双接口连接螺母2的下端连接，双锥形导电空心球7的下端设置有绝缘螺 母8，绝缘螺母8与放电支撑杆10上端的螺栓连接，放电支撑杆10下端的螺栓与固定螺母 11连接，储能触发器通过上下两块绝缘板6固定在双锥形导电空心球7的中间。储能触发器是由磁芯13和高压绕组12组成，两个C型磁芯13插在高压绕组12 的线圈骨架之中组成磁回路，线圈骨架上设置有隔板将3-12组绕组隔开，3-12组绕组导线 首尾串联，其中第一组绕组的导线首端与引电针1连接，最后一组绕组的末端与绝缘螺母8 上的导电环14连接，磁芯13和高压绕组12外部通过环氧树脂5封固。双锥形导电空心球7的下端伸出绝缘螺母外圆的环形裙边是放电环9，放电环9与 放电支撑杆10之间构成放电间隙，放电间隙控制在5-10mm。实施例本实用新型的预放电避雷装置提前放电避雷针的机理如下当雷电云层形成时，云层与地面之间产生一个电场(大气)，此电场强度可达到5 千伏/米。从而使地面凸起部分或金属部件上开始出现电晕放电。当雷电云层内部形成一 个下行先导时，闪电电击便开始了。下行先导电荷以阶梯形式向地面移动。下行先导携带 着的电荷使地面建立起来了电场。从地面上的建筑物或物体产生了一个上行的先导。此上行先导向上传播一直到与下行先导会合。此时，闪电电流便流过所形成的通道。地面上的其他建筑物可能会生成好 几个上行先导。与下行先导会合的第一个上行先导决定了闪电电击的地点。主动式提前放 电电避雷针能很好的形成这个上行先导，使其成为与下先导会合的点，起到有效泄放雷电 流的作用。注意这里只描述下行闪电电击，这种雷击是最经常发生的。放电物理学表明，传统富兰克林避雷针上行先导的产生需经过一段延迟时间，这 段延迟时间会限制垂直的或水平的避雷导体的有效性。1、充分利用针尖附近具有一定电导率的空间电荷区域作为触发脉冲电压的自由 传播区，以获得脉冲电场的叠加效应，使针尖发出的流柱式电晕放电能够更好地向间隙处 发展，使间隙电场不断获得增强，最后，以比较低得多的电压击穿间隙，这意味着这种效应 更容易使避雷针受雷。2、击穿与触发间隙的有效电子数量有关。由于提前放电避雷针能产生连续的脉冲 触发放电，使放电间隙形成大量的自由电子，自由电子在间隙电场作用下沿场线运动。在运 动过程中又电离其它的中性原子和分子，并且产生子辐射，形成倒锥形的空间刷形放电，这 种刷形放电比普通避雷针的强烈的多。从直观观察上证明提前放电避雷针产生的初始电子 数量比普通避雷针的初始电子数量多，因此其击穿响应速度快，从而达到提前放电。提前放 电避雷针是在传统避雷针的基础上增加了一个主动触发系统，这个触发系统能建立起重复 的高压脉冲信号，在放电过程中适时产生一个又一个连续的放电路径与雷云的下行先导会 合，把雷电流引入大地。通过一个无源脉冲变压器和无源振荡器的结合实现了频率和幅度 发射高压信号的技术；它的能量来自静电场与电磁场并转化成高压信号送到针尖，产生大 量的电离子，这种功能使提前放电避雷针，发出的上行先导提前行 至远离避雷针数十米甚 至上百米处与来自雷云的下行先导接闪，从而扩大了避雷针的保护范围。触发装置的结构和工艺1、有一个或者多个产生充足的电晕或空间电荷的尖端，这些尖端可以由钢、铜、不 锈钢金属制作，每一个尖端为锥型的导电尖头。2、触发储能部分是由一个3-12级高压绕组组成的无源快速高压脉冲发生器和 地形成的大气电力电容器组成。3、能量传输部分雷电流泄放通道，不通过触发装置通道传输，而是通过该装置本 身传输回路。4、有一限制进入引线通道的电流，因而延迟引线形成和传播的串联阻抗。5、放电部分采用双锥形导电空心球下端的裙边与放电支撑杆之间的间隙，在两 者之间形成电势差，以火花的形式放电。本发明结构简单，制做方便，体积小，重量轻。可以应用于通信局站、计算机机房、 装有微电子设计的建筑物及铁塔之类构筑物的直击雷防护。
权利要求一种预放电避雷装置，其特征在于包括引电针、引电罩、双锥形导电空心球、储能触发器、绝缘螺母、放电支撑杆和固定螺母，其中引电针的下端通过螺纹与引电罩上部的双接口连接螺母顶部连接，双锥形导电空心球的上端设置有螺栓，螺栓与双接口连接螺母的下端连接，双锥形导电空心球的下端设置有绝缘螺母，绝缘螺母与放电支撑杆上端的螺栓连接，放电支撑杆下端的螺栓与固定螺母连接，储能触发器通过上下两块绝缘板固定在双锥形导电空心球的中间。
2.根据权利要求1所述的预放电避雷装置，其特征在于，储能触发器是由磁芯和高压 绕组组成，两个C型磁芯插在高压绕组的线圈骨架之中组成磁回路，线圈骨架上设置有隔 板将3-12组绕组隔开，3-12组绕组导线首尾串联，其中第一组绕组的导线首端与引电针连 接，最后一组绕组的末端与绝缘螺母上的导电环连接，磁芯和高压绕组外部通过环氧树脂 封固。
3.据权利要求1所述的预放电避雷装置，其特征在于双锥形导电空心球的下端伸出绝 缘螺母外圆的环形裙边是放电环，放电环与放电支撑杆之间构成放电间隙，放电间隙控制 在 5-10mmo
专利摘要本实用新型提供一种预放电避雷装置，其结构是由引电针、引电罩、双锥形导电空心球、储能触发器、绝缘螺母、放电支撑杆和固定螺母组成，其中引电针的下端通过螺纹与引电罩上部的双接口连接螺母顶部连接，双锥形导电空心球的上端设置有螺栓，螺栓与双接口连接螺母的下端连接，双锥形导电空心球的下端设置有绝缘螺母，绝缘螺母与放电支撑杆上端的螺栓连接，放电支撑杆下端的螺栓与固定螺母连接，储能触发器通过上下两块绝缘板固定在双锥形导电空心球的中间。本实用新型的优异效果是结构简单、设计合理、使用方便、占用空间小、安全性高，该预放电装置具有无源、无辐射，能够大幅提高防雷保护范围。
文档编号H01T19/04GK201741985SQ20102025457
公开日2011年2月9日 申请日期2010年7月12日 优先权日2010年7月12日
发明者金刚 申请人:金刚