[发明专利]一种移动或固定物体的防雷击保护装置

说明书

技术领域

本发明属于防雷装置改进技术领域，尤其是一种移动或固定物体的防雷击保护装置。

背景技术

雷电是带异性电荷的雷云间或是带电荷雷云与大地间的放电现象，在所有雷击放电形式中，雷云对大地的正极性放电或大地对雷云的负极性放电具有较大的电流和较高的能量，雷击保护最关注的是每一次雷击放电的电流波形和雷电参数。雷电参数包括峰值电流、转移电荷及电流陡度等，⑴峰值电流：当雷电流流过被击物时，会导致被击物温度的升高，导致被击物的损坏，当雷电流流过被击物时还能产生很大的电磁力，电磁力的也能使被击物弯曲甚至断裂，另外，雷电流通道中产生的电弧的强烈高温对被击物也能产生极大的破坏；⑵转移电荷：物体遭受雷击时，大多数的电荷转移都发生在持续时间较长而幅值相对较低的雷电流过程中，这些持续时间较长的电流将在被击物表面产生局部金属熔化和灼蚀斑点，如果电流足够大还可能导致金属熔化。⑶电流陡度：感应过电压会损坏被击物的控制系统或电子器件而感应过电压与雷电流的陡度密切相关，雷电流陡度越大，感应电压就越高。

目前，风力发电防雷依然采用富兰克林250年前发明的传统的引雷入地与为防止感应雷的屏蔽装置相结合的综合系统，其基本组成包括外部防雷措施和内部防雷措施两部分，外部防雷措施主要包括接闪装置、引下线、屏蔽、接地装置等；内部防雷措施主要包括合理布线、等电位连接、屏蔽(隔离)、安装电涌保护器(SPD)等，外部防雷工程技术措施主要起防直击雷作用，内部防雷工程技术措施主要起防雷电感应作用。

在防雷领域近几十年来，各国不断探索新的防雷技术，例如美国最早使用的多短针“电荷转移法”，使用少则几十只，多则上千只的几百毫米至几千毫米的金属针使其形成半球状，其目的是强迫雷云电场最大限度对云、地电荷均匀与减弱。再比如近年出现的有源+无源等离子拒雷装置和无源复合强电离拒雷装置都能有效的达到雷云电荷聚消作用。

尽管上述各种防雷技术得到了极大的发展，但在一些应用场合中，雷击事故依然层出不穷，比如：在风力发电机组中，叶片旋转时处于较高位置，而且处于较空旷的野外，被雷击的几率非常大，据调查，德国风电场每100风机年的雷击数基本维持在10％左右，所有引发风电机组故障的因素中，雷击事故约占4％，红海湾风电场的叶片被击中率达4％。再比如：海上浮标、固定建筑物、危险品运输工具、车载雷达等处，因其自身具有较高的高度以及所处环境的特点均会成为易被雷击的对象。

风力发电机组叶片的防雷装置中，如CN201420482534.8公开了一种风力发电机组防雷叶片，其技术特点是：包括叶片本体和设置在叶片本体上的接闪器，所述接闪器与叶片本体中的导线相连接，所述叶片本体上安装有导电网，所述导电网与接闪器连接，所述叶片本体的表面设有纳米层，所述导电网为金属网，所述金属网包括多个网格，所述叶片本体上设有温度监测器，所述接闪器为盘式气体放电管，所述盘式气体放电管包括盘状底座和安装在盘状底座上的两片电极。本发明的接闪器位于叶片壳体中，与叶片壳体一体成型，安装方便，降低成本，另外，叶片接闪器采用了盘式气体放电管，使得分流到导电层的雷电流的强度得到有效的降低，同时也降低了再接闪器上形成的瞬间高温，降低了遭雷击的可能性。

再比如CN201420367837.5公开了一种并网型风力发电机组叶片防雷装置，其技术特点是：在风轮叶片正反表面分别径向嵌装有主接闪带及辅接闪带，同一表面的主接闪带及辅接闪带之间通过嵌装于风轮叶片表面的斜向接闪带连接，在风轮叶片的前缘及后缘分别径向嵌装有前缘接闪带及后缘接闪带，网状的接闪带嵌入式设计不影响叶片本身的空气动力学特性，反而加强了叶片的结构强度；风轮叶片正反表面的两个主接闪带之间通过位于风轮叶片壳体内部的母通电导线连接，所述的风轮叶片正反表面的两个辅接闪带、前缘接闪带及后缘接闪带通过导线与母通电导线连接。它有效地增加了接闪面积，从而对雷击产生了有效地防护。

上述两篇专利均需要对现有的叶片进行大量的结构改进，如果应用到已经投入生产的叶片中会导致改造成本的大量增加。

而新兴的有源+无源等离子拒雷装置和无源复合强电离拒雷装置等体积较大、电极材料耐腐蚀及抗冲击等机械性能差，也无法应用到风电发电机组、海上浮标、危险品运输工具、车载雷达、隐蔽式军事设施等处。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，采用非金属导电性能好的碳纤维、石墨等复合成型材料，提供结构合理、在雷云电场的激励下电离空气产生等效带电粒子、从而聚消云、地间形成的电荷、达到防雷目的一种移动或固定物体的防雷击保护装置。

本发明采取的技术方案是：