專利名稱：制造高導(dǎo)電率氣層主動(dòng)防雷避雷方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主動(dòng)制造高導(dǎo)電率氣層防雷避雷方法。
防雷擊技術(shù)已有兩個(gè)多世紀(jì)的研究歷史。最早的富蘭克林避雷針是18世紀(jì)50年代由富蘭克林發(fā)明的。其原理是用一根高過被保護(hù)建筑物的接地導(dǎo)體，改變了雷云電荷在建筑物周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度。使得在避雷針尖的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到擊穿值時(shí)，建筑物表面的電場(chǎng)強(qiáng)度遠(yuǎn)在擊穿值之下。
后來使用的法拉第籠式防雷法是利用包圍在建筑物周圍的接地鋼筋或銅帶網(wǎng)起屏蔽作用，使內(nèi)部建筑物的電場(chǎng)強(qiáng)度大大削弱而達(dá)不到擊穿值。
最近推出的各種消雷器，則是利用電暈放電現(xiàn)象，使建筑物處的電場(chǎng)強(qiáng)度始終達(dá)不到擊穿值。
總之，已有的避雷或消雷技術(shù)，實(shí)質(zhì)上都是用金屬針的尖端、電暈放電或金屬網(wǎng)屏蔽等被動(dòng)的減小或抑制被保護(hù)物處的電場(chǎng)強(qiáng)度，使其達(dá)不到擊穿值。
本發(fā)明的目的是提供一種制造高導(dǎo)電率大氣層的主動(dòng)防雷避雷方法，克服傳統(tǒng)避雷器和消雷器的被動(dòng)的減小或抑制被保護(hù)物處的電場(chǎng)強(qiáng)度的蔽病。
高導(dǎo)電率介質(zhì)中電場(chǎng)強(qiáng)度低這一定性概念是眾所周知的，金屬內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度幾乎為零，就是由于金屬內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)的電子的存在使導(dǎo)電率很高，所以任何高電場(chǎng)出現(xiàn)時(shí)，立即趨動(dòng)出電流，使得金屬內(nèi)部電荷重新分布，結(jié)果電場(chǎng)強(qiáng)度降低。介質(zhì)中導(dǎo)電率高的區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度就弱。同樣的道理，若能夠在被保護(hù)物周圍產(chǎn)生一層高導(dǎo)電率氣層，便就能成為低電場(chǎng)強(qiáng)度的保護(hù)層，由于導(dǎo)電率正比于帶電粒子數(shù)密度，因此只要提高氣層中帶電粒子數(shù)密度，氣層的導(dǎo)電率就同時(shí)提高。晴天時(shí)地面大氣電導(dǎo)率為2×10-16Ω-1cm-1量級(jí)，帶電粒子數(shù)密度為5×106/m3量級(jí)。若使保護(hù)氣層中導(dǎo)電率比晴天時(shí)高出100倍以上。就可以起到防雷的保護(hù)作用。
本發(fā)明主要特點(diǎn)是當(dāng)被保護(hù)物被雷擊危險(xiǎn)性概率達(dá)到40～60％以上時(shí)，90秒內(nèi)在被保護(hù)物周圍主動(dòng)制造帶電粒子數(shù)密度為大于5×1010個(gè)/m3的1～8米厚的高導(dǎo)電率的氣體保護(hù)層。
本發(fā)明的另一主要特點(diǎn)是由用于監(jiān)測(cè)雷擊危險(xiǎn)性監(jiān)測(cè)器1，用于產(chǎn)生帶電粒子的粒子發(fā)生器3，所說的粒子發(fā)生器3的粒子發(fā)生總數(shù)等于在90秒內(nèi)產(chǎn)生每平方米被保護(hù)物周圍1～8米厚的大于5×1010個(gè)/m3帶電粒子再乘以被保護(hù)物的總面積，用于輸送帶電粒子的氣流輸送器4及接收雷擊危險(xiǎn)性監(jiān)測(cè)器1監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和控制啟閉粒子發(fā)生器3和氣流輸送器4的CPU2組成。
本發(fā)明與傳統(tǒng)避雷技術(shù)和消雷技術(shù)相比，有下列優(yōu)點(diǎn)(1)安全系數(shù)大并且可調(diào)。高導(dǎo)電率氣層越厚，避雷的安全系數(shù)就越大。通過調(diào)整帶電粒子發(fā)生器產(chǎn)生的粒子量就可以改變安全系數(shù)。
(2)保護(hù)徹底。高導(dǎo)電率氣層可以覆蓋整個(gè)被保護(hù)物表面，對(duì)于任何方向來的雷擊可以有同樣的保護(hù)作用。
(3)全頻譜避雷。對(duì)雷擊的高頻分量，保護(hù)層同樣有切斷作用，所以本避雷技術(shù)是全頻譜避雷。
(4)無引雷的副作用。
(5)無其他派生危險(xiǎn)。本發(fā)明沒有傳統(tǒng)避雷針向地泄電時(shí)對(duì)室內(nèi)用電器造成的破壞性感應(yīng)脈沖，也沒有避雷針附近地面那樣的跨步電壓。
(6)造價(jià)低。一座火箭發(fā)射塔用傳統(tǒng)方法避雷防雷需150萬元人民幣，且會(huì)給發(fā)射配套的其它系統(tǒng)，如對(duì)通訊系統(tǒng)造成影響，用本發(fā)明僅需20萬元人民幣，并且不帶來其它影響。


圖1為制造高導(dǎo)電率氣層的主動(dòng)防雷避雷裝置方框圖。1為雷擊危險(xiǎn)性監(jiān)測(cè)器，2為CPU，3為帶電粒子發(fā)生器，4為氣流輸送器。
下面結(jié)合圖1論述本發(fā)明。
雷擊危險(xiǎn)性監(jiān)測(cè)器隨時(shí)監(jiān)測(cè)被保護(hù)物周圍大氣導(dǎo)電率狀況，尤其是被保護(hù)物頂部大氣導(dǎo)電率狀況，并實(shí)時(shí)傳輸給CPU2，經(jīng)CPU2與內(nèi)存數(shù)據(jù)比較，確認(rèn)雷擊危險(xiǎn)性概率已達(dá)到40～60％以上時(shí)就開啟帶電粒子發(fā)生器3和氣流輸送器4，在90秒內(nèi)在被保護(hù)物周圍迅速制造一個(gè)1～8米厚的帶電粒子數(shù)密度為大于5×1010個(gè)，/m3高導(dǎo)電率氣層。隨著大氣帶電粒子數(shù)密度的增大，被保護(hù)物周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸降低，當(dāng)CPU2判定已降到遭雷擊危險(xiǎn)性概率40％以下時(shí)，CPU2控制關(guān)閉帶電粒子發(fā)生器3和氣流輸送器4，從而完成制造高導(dǎo)電率氣層的防雷避雷功能。
權(quán)利要求
1.制造高導(dǎo)電率氣層的主動(dòng)防雷避雷方法，其特征在于當(dāng)被保護(hù)物被雷擊危險(xiǎn)性概率達(dá)到40～60％以上時(shí)，在90秒內(nèi)在被保護(hù)物周圍制造1～8米厚的帶電粒子密度為5×1010個(gè)/m3以上的高導(dǎo)電率氣體保護(hù)層。
2.制造高導(dǎo)電率氣層的主動(dòng)防雷避雷裝置，其特征在于由用于監(jiān)測(cè)雷擊危險(xiǎn)性的監(jiān)測(cè)器1、用于產(chǎn)生帶電粒子的粒子發(fā)生器3，所說的粒子發(fā)生器3的粒子發(fā)生總數(shù)等于在90秒內(nèi)產(chǎn)生每平方米被保護(hù)物周圍1～8米厚的5×1010個(gè)/m3帶電粒子濃度再乘以被保護(hù)物的總面積，用于輸送帶電粒子的氣流輸送器4及接收雷擊危險(xiǎn)性監(jiān)測(cè)器1的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和控制啟閉粒子發(fā)生器3和氣流輸送器4的CPU2組成。
全文摘要
制造高導(dǎo)電率氣層的主動(dòng)防雷避雷方法及其裝置，主要特點(diǎn)是當(dāng)被保護(hù)物被雷擊概率達(dá)到40～60％以上時(shí)在90秒以內(nèi)在被保護(hù)物周圍制造帶電粒子數(shù)密度為5×10
文檔編號(hào)H01T23/00GK1139304SQ9511742
公開日1997年1月1日 申請(qǐng)日期1995年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月6日
發(fā)明者莊洪春 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心