[发明专利]不耗能的提前持久放电的防雷方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种防雷方法及防雷设备，尤其是一种不耗能的提前持久放电的防雷方法及设备。

背景技术

防(避)雷的实质，是使空间电荷(包括雷云电荷、雷电电荷、雷云周围的电荷)与地电荷的中和过程发生在人为设置的防雷设备电路中。富兰克林早在1752年首先发明了避雷针(设备)，使下行雷电闪击至避雷针接闪器附近时被吸引到接闪器顶端，经避雷针及其接地电路导入大地，实现了避雷。这种避雷称为被动避雷，避雷设备结构较简单，不耗能，避雷效果不够理想。后来，匈牙利物理学家斯奈德发明了主动避雷的方法及其相应的避雷设备，这种避雷设备的接闪器有放射源，结构较复杂，消耗放射源的α射线的能量来实现长久的产生空气等离子的过程，而空气等离子密度达到一定程度时能够导电，可在较远处诱导下行雷电击往放电针，但是空气等离子很不稳定，会在较短的时间内复合成中性空气分子。其避雷效果较好。再后来，欧洲人发明了另一种主动避雷方法及其相应的避雷设备(例如法国的伊丽达、卫星防雷设备)，该设备的接闪器较复杂，内有因下行雷电将至而激发尖端放电的电路，不耗能(人工创造的能量)而依靠下行雷电的电场能可在雷电闪击到达前的数十微秒钟内受激触发产生尖端放电，生产出空气离子，可诱导下行雷电自较远的上空闪击至接闪器的放电针尖端，达到防雷效果。经对比可看出三种避雷各有不足之处，需要改进。

发明内容

本发明的目的是提供不耗能的提前持久放电的防(避)雷方法及以该方法为依据而制造的相应的结构简单的避雷设备，借助该设备即可在上空的雷云发生对地闪击之前就自动产生了不耗能的提前持久放电、向上空输送大量的与雷云主体电荷异号的空气离子，达到不耗能的提前持久放电的防雷效果。

本发明所采取的技术方案是：

①在雷云电荷电场中防雷设备的受感金属球状体受感应而产生的与雷云电荷异号的感应电荷汇聚到底端联接在其上表面并指向上空的防雷金属放电针的顶端，该受感金属球状体受感应而产生的与雷云电荷同号的感应电荷则经防雷设备的接地金属体流入大地，实现防雷设备不耗能的静电感应过程；

②雷云电荷在地表上的电场强度逐渐增大但未达到地闪雷击的临界电场强度时，汇聚到该防雷金属放电针顶端的感应电荷在针顶端附近的电场强度已超过击穿空气的电场强度而产生尖端放电，实现防雷设备不耗能的提前持久放电的防雷过程。

实现防雷设备不耗能的提前持久放电的防雷过程，就是使地电荷的定向移动自大地经该防雷设备的接地金属体、受感金属球状体、防雷金属放电针，最后从该放电针顶端的气体电路迁移往上空，同时，空间电荷反其道而行之。

本发明的防雷设备包括防雷金属放电针，其特征是：防雷金属放电针、受感金属球状体、接地金属体自上而下依次连接构成。

防雷金属放电针是底端联接受感金属球状体的上表面的金属棒状体，包括：带尖端的或不带尖端的金属棒状体、金属塔状体或金属锥状体，数量为1根至50根。

受感金属球状体包括实心或空心的受感金属球状体，其数量为1个至8个。

受感金属球状体的平均半径是防雷金属放电针顶端的平均半径的3至1000倍。

受感金属球状体的下表面联接有附属金属支持杆。

接地金属体是楼房钢筋结构体。

接地金属体是由楼顶的金属塔体与楼房钢筋结构体联接的共构体。