[发明专利]一种提前放电负离子避雷针

说明书

技术领域

本发明涉及一种提前放电负离子避雷针，特别指的是一种能产生负离子团的提前放电负离子避雷针。 

背景技术

雷电形成的先决条件有两点：其一是带电云团，其二是放电通道。当雷电云形成的时候，云层与地面会产生一个很大的电场，电场的强度随着云中电量的增加而越来越大，如果在云层和地面之间引一根导线，那么由于强电场的作用，出现强烈的放电现象，在此放电过程中，随着正、负电子的逐渐中和，电场强度也逐渐减弱，直到消失。但是在实际操作过程中，人们不可能通过这种方式使云中的电量减少，从而降低雷电风险。自然界存在的雷电，是以空气作为介质，在正常情况下，空气是不导电的，但由于空气中存在一定量的杂质和微量的游离离子成分，因此，当雷电云对地的电场大于空气的击穿临界值时，空气会被电场完全电离，形成一个雷电通道，即电子流，从而完成雷云放电。 

从雷击形成的原因我们可以看出，是附着在空气中的游离离子形成了雷电的放电通道，那么空气中的游离离子的产生，主要取决于如下几个因素： 

1、空气中浮游的粒子。由于人们在从事各种生产活动过程中，产生的微粒，这种微粒一般都带有导电性。例如调查 显示，在一些空气污染比较严重的地区，雷击发生的机率远大于空气质量高的地区。因此空气中浮游粒子在空气中所占的比例越高，空气的导电性就越好。 

2、空气中的水分含量。我们知道，纯净的水，是相对绝缘的，但是，在空气中的水汽，由于与浮游的粉尘相互结合，形成一些电离水粒子，增加了空气中水气的容量，提高空气的湿度，因此，增强了空气的导电性。 

3、空气中自由电子的含量。空气中的各种粒子，在温度，湿度，以及粒子运动等复杂的因素影响下，会自然游离出一些自由电子，这些电子存在的时间很短，但在不断产生与消失过程中，空气在某一状态下，始终保护一定的游子电子，从而使空气的导电性提高。 

为了保护人类生命和财产不受雷电的伤害，要让雷电按照人们的“意愿”，向着指定的地方发生，那么就必须提高该地方的空气导电性。从上述的雷电产生及放电的原原理分析，要增加某地方空气的导电性，则需增加上述三要素中的任意一种。假设增加自由电子和粒子，那么空气质量就会被降低，我们不可能牺牲空气质量来引雷；假设增加水汽，成本过大，这只能由天气自然进行调节，因此，如何增加空气中离子含量，就成了我们研究的方向。 

发明内容：

为了解决以上技术中存在的问题，本发明作出了以下技术解决方案。 

大量的国内外的文献研究表明，雷击往往是发生在一些深山，山坳，河边，湖边，每年，全球由于雷击引发的森林火灾就达数万起。通过对空气成分的大量研究分析，以及在大量的实验基础上，我们终于揭开了其中的秘密：在这些地方，由于水汽及温差、压力等的作用，空气被电解，产生大量的负离子，而正是这些负离子的存在，使空气的“导电性”大大增加，从而给雷电的放电创造了通道。 

如图(1)，本发明由针尖1、支撑杆及连接螺纹2、集热球3、集热环4、料斗5、负离子剂6对流通道7、固定环8、散热孔9组成，针尖1为最高的部分，作为引雷装置，下面是集热球3与集热环4，在自然光的作用下，集热球3与集热环4采集大量热量，并分别将热传导至针尖1以及料斗5，固定环8是用来固定集热球3及集热环4的机械结构。在料斗5的内部放置一种特殊负离子材料，这种材料含Al、Na、Fe、Mg、Li的环状结构硅酸盐，化学式：NaR3Al6[Si6O18][BO3]3(OH，F)4，这种材料具有热电性和压电性，因此在有温度和压力变化的情况下(即使微小的变化)即能引起成分晶体之间的电势差，这静电高达100万电子伏特，从而使空气发生电离，被击中的电子附着在邻近的水和氧气分子中，并使这些水和氧气分子转化为空气负离子，在正常情况下，每秒钟释放的负离子浓度为3000-20000pcs/cm³，而当雷云经过时，由于气压以及电场作用的影响，可以达到30000pcs/cm³以上。