弹药仓库专用雷电综合防护装置的制作方法

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1.本实用新型涉及弹药仓库专用雷电综合防护装置。


背景技术：

2.雷击是严重的自然灾害之一，随着现代化建设的不断加快，雷击频率越来越高，雷击事故越来越频繁；而弹药仓库是用于储存弹药一类特殊危险品的仓库，也属于特殊仓库。弹药具有易燃烧、爆炸等特性，在受热、点火、剧烈震动等外来因素的影响，极易引起不安全事故，雷电一旦发生，破坏力极强，其电压可高达数百万伏，瞬间电流高达数一百多万安培，由雷电产生的热效应、电效应和机械效应容易对弹药库及弹药的安全造成危害。
3.目前，弹药仓库建筑防雷设施大多数使用传统的避雷针进行防雷，而传统的防雷针采用的引雷入地的方式进行雷电防护，主要是利用自身的高尖端场强将雷电引入大地进行泄放，在雷电进入大地的过程中，在被保护物体上方会产生很高的电压降。
4.由于雷电对弹药仓库的危害途径主要包括直击雷危害和雷电电磁感应危害，直击雷对弹药仓库的危害包括：热效应、电效应和机械效应，雷电电磁感应会引起系统设备上产生火花和短路，造成弹药爆炸，因此传统的避雷针不能适用于弹药仓库的雷电防护；并且，现有的雷电防护装置不仅在建造时浪费大量的接地建设费用，而且在运行中还需要定期检测，浪费大量时间和人力，会给弹药仓库的安全性、可靠性带来严重的隐患。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供了弹药仓库专用雷电综合防护装置，结构设计合理，替代传统的避雷针雷电防护模式，基于控制组件的集成控制作用，结合多类型的功能组件，能够针对弹药仓库进行综合雷电防护，同时还能够实时进行雷电检测，节省大量的时间和人力，避免雷电危害带来的安全隐患，自动化程度高，解决了现有技术中存在的问题。
6.本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
7.弹药仓库专用雷电综合防护装置，控制组件和设置在弹药仓库外围的两座避雷塔，所述避雷塔在弹药仓库外围沿弹药仓库的对角线分布；弹药仓库屋里为坡屋脊钢结构，并设置有接闪器，每座避雷塔上分别采用镀锌扁铁与弹药仓库形成闭合环形电气通路，以使弹药仓库处于四座避雷塔的保护范围之内，所述弹药仓库内的接闪器、电气设备和门窗均通过接地网连接；在每个避雷塔的顶端分别设有无源电晕场驱雷器，以形成电晕离子层减少接闪的可能性，更大程度地保护弹药仓库不被雷击；所述控制组件包括控制器，所述控制器通过检测组件与避雷塔分别对应相连，以检测避雷塔的运行状态参数；在控制器上连接有计时器、锂电池和指令输入器，所述计时器用于设置多个时间节点以对避雷塔进行自动实时检测，所述锂电池用于为控制器进行稳定持久供电，所述指令输入器用于向控制器传输控制指令，使控制器进入工作状态；所述控制器通过485通讯器与终端设备相连，使工作人员及时获取弹药仓库的雷电防护状况。
8.所述避雷塔距弹药仓库的距离为3米。
9.所述无源电晕场驱雷器包括底座，在底座上连接有针座，在针座外部固定有多个驱雷针杆，在驱雷针杆上连接有接地导体。
10.所述检测组件包括ad转换器，在ad转换器上连接有温度传感器和电动势检测仪。
11.所述控制器的型号为stm32f103c8t6，在控制器上设有64个引脚，所述控制器通过一号引脚与锂电池相连，所述控制器通过四号引脚与指令输入器相连，所述控制器通过十五号引脚与ad转换器相连，所述控制器通过二十号引脚与计时器相连，所述控制器通过三十三号引脚、三十四号引脚和三十五号引脚与485通讯器相连。
12.所述指令输入器的型号为tlp290，在指令输入器上设有四个引脚，所述指令输入器的一号引脚为控制指令输入引脚，在指令输入器的一号引脚和二号引脚之间并联有第九电阻、第十电阻和第四电容，在指令输入器的三号引脚和四号引脚之间并联有第五电容和第八电阻，所述指令输入器的三号引脚与控制器的四号引脚相连。
13.所述ad转换器的型号为ad8551，在ad转换器上设有8个引脚，所述ad转换器的三号引脚与温度传感器和电动势检测仪相连，所述ad转换器通过六号引脚与控制器的十五号引脚相连。
14.所述计时器为555计时器，在555计时器上设有8个引脚，所述555计时器通过三号引脚与控制器的二十号引脚相连。
15.所述485通讯器的型号为sp3485，在485通讯器上设有8个引脚，所述485通讯器的一号引脚与控制器的三十五号引脚相连，所述485通讯器的二号引脚和三号引脚相短接与控制器的三十四号引脚相连，所述485通讯器的四号引脚与控制器的三十三号引脚相连，在485通讯器的六号引脚和七号引脚上连接有终端设备。
16.本实用新型采用上述结构，通过呈矩形分布在弹药仓库外围的避雷塔相互配合作用，使弹药仓库处于四座避雷塔的保护范围之内；通过每个避雷塔顶端设置的无源电晕场驱雷器形成电晕离子层减少接闪的可能性，更大程度地保护弹药仓库不被雷击；通过检测组件与避雷塔分别对应相连，以检测避雷塔的运行状态参数；通过计时器设置多个时间节点以对避雷塔进行自动实时检测，通过锂电池用于为控制器进行稳定持久供电，通过指令输入器向控制器传输控制指令，使控制器进入工作状态，具有安全可靠、自动高效的优点。
附图说明：
17.图1为本实用新型的结构示意图。
18.图2为本实用新型的无源电晕场驱雷器的结构示意图。
19.图3为本实用新型的控制组件的结构示意图。
20.图4为本实用新型的控制器的电气原理图。
21.图5为本实用新型的指令输入器的电气原理图。
22.图6为本实用新型的ad转换器的电气原理图。
23.图7为本实用新型的计时器的电气原理图。
24.图8为本实用新型的485通讯器的电气原理图。
25.图中，1、底座，2、针座，3、驱动针杆。
具体实施方式：
26.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。
27.如图1-8中所示，控制组件和设置在弹药仓库外围的两座避雷塔，所述避雷塔在弹药仓库外围沿弹药仓库的对角线分布；弹药仓库屋里为坡屋脊钢结构，并设置有接闪器，每座避雷塔上分别采用镀锌扁铁与弹药仓库形成闭合环形电气通路，以使弹药仓库处于四座避雷塔的保护范围之内，所述弹药仓库内的接闪器、电气设备和门窗均通过接地网连接；在每个避雷塔的顶端分别设有无源电晕场驱雷器，以形成电晕离子层减少接闪的可能性，更大程度地保护弹药仓库不被雷击；所述控制组件包括控制器，所述控制器通过检测组件与避雷塔分别对应相连，以检测避雷塔的运行状态参数；在控制器上连接有计时器、锂电池和指令输入器，所述计时器用于设置多个时间节点以对避雷塔进行自动实时检测，所述锂电池用于为控制器进行稳定持久供电，所述指令输入器用于向控制器传输控制指令，使控制器进入工作状态；所述控制器通过485通讯器与终端设备相连，使工作人员及时获取弹药仓库的雷电防护状况。
28.所述避雷塔距弹药仓库的距离为3米。
29.所述无源电晕场驱雷器包括底座1，在底座1上连接有针座2，在针座2外部固定有多个驱雷针杆3，在驱雷针杆3上连接有接地导体。
30.所述检测组件包括ad转换器，在ad转换器上连接有温度传感器和电动势检测仪。
31.所述控制器的型号为stm32f103c8t6，在控制器上设有64个引脚，所述控制器通过一号引脚与锂电池相连，所述控制器通过四号引脚与指令输入器相连，所述控制器通过十五号引脚与ad转换器相连，所述控制器通过二十号引脚与计时器相连，所述控制器通过三十三号引脚、三十四号引脚和三十五号引脚与485通讯器相连。
32.所述指令输入器的型号为tlp290，在指令输入器上设有四个引脚，所述指令输入器的一号引脚为控制指令输入引脚，在指令输入器的一号引脚和二号引脚之间并联有第九电阻、第十电阻和第四电容，在指令输入器的三号引脚和四号引脚之间并联有第五电容和第八电阻，所述指令输入器的三号引脚与控制器的四号引脚相连。
33.所述ad转换器的型号为ad8551，在ad转换器上设有8个引脚，所述ad转换器的三号引脚与温度传感器和电动势检测仪相连，所述ad转换器通过六号引脚与控制器的十五号引脚相连。
34.所述计时器为555计时器，在555计时器上设有8个引脚，所述555计时器通过三号引脚与控制器的二十号引脚相连。
35.所述485通讯器的型号为sp3485，在485通讯器上设有8个引脚，所述485通讯器的一号引脚与控制器的三十五号引脚相连，所述485通讯器的二号引脚和三号引脚相短接与控制器的三十四号引脚相连，所述485通讯器的四号引脚与控制器的三十三号引脚相连，在485通讯器的六号引脚和七号引脚上连接有终端设备。
36.本实用新型实施例中的弹药仓库专用雷电综合防护装置的工作原理为：基于控制组件的集成控制作用，结合多类型的功能组件，替代传统的避雷针雷电防护模式，能够针对弹药仓库进行综合雷电防护，同时还能够实时进行雷电检测，节省大量的时间和人力，避免雷电危害带来的安全隐患，自动化程度高，易于推广和普及。
37.由于后方弹药仓库大部分具有建设地理位置偏僻，建筑高度低的特点，多属于易遭雷区，因此本技术方案中的弹药仓库专用雷电综合防护装置可以很好的进行适用。
38.在整体方案中，主要包括控制组件和设置在弹药仓库外围的四座避雷塔，所述避雷塔在弹药仓库外围呈矩形分布；弹药仓库屋里为坡屋脊钢结构，并设置有接闪器，每座避雷塔上分别采用镀锌扁铁与弹药仓库形成闭合环形电气通路，以使弹药仓库处于四座避雷塔的保护范围之内，所述弹药仓库内的接闪器、电气设备和门窗均通过接地网连接；在每个避雷塔的顶端分别设有无源电晕场驱雷器，以形成电晕离子层减少接闪的可能性，更大程度地保护弹药仓库不被雷击；所述控制组件包括控制器，所述控制器通过检测组件与避雷塔分别对应相连，以检测避雷塔的运行状态参数；在控制器上连接有计时器、锂电池和指令输入器，所述计时器用于设置多个时间节点以对避雷塔进行自动实时检测，所述锂电池用于为控制器进行稳定持久供电，所述指令输入器用于向控制器传输控制指令，使控制器进入工作状态；所述控制器通过485通讯器与终端设备相连，使工作人员及时获取弹药仓库的雷电防护状况。
39.优选的，检测组件包括ad转换器，在ad转换器上连接有温度传感器和电动势检测仪，能够自动实时的对避雷塔进行检测运行状态参数，节省时间成本和人力成本。
40.对于硬件电路，控制器的型号为stm32f103c8t6，在控制器上设有64个引脚，所述控制器通过一号引脚与锂电池相连，所述控制器通过四号引脚与指令输入器相连，所述控制器通过十五号引脚与ad转换器相连，所述控制器通过二十号引脚与计时器相连，所述控制器通过三十三号引脚、三十四号引脚和三十五号引脚与485通讯器相连，从而构成了整体硬件电路，并且依靠上述整体硬件电路来对弹药仓库进行雷电综合防护。
41.对于弹药库，当强大的雷电流经过避雷针、避雷带入地释放雷电流，导致数万伏的地网电位，将形成地电位反击，也会给弹药库带来起火爆炸的危险。因此鉴于这种“引雷入地”机理的防雷装置存在种种负面危害，拟设计非“引雷入地”式无源电晕场驱雷装置进行直击雷防护。无源电晕场驱雷装置无需人工电源供电、无小电阻接地要求，可在接地电阻高达千欧姆级的条件下，将毫安级电晕电流缓释至大地。并且保护区域内不会有闪电的形成，不会有感应电压、跨步电压及接触电压产生，更适用于弹药仓库特殊物体的防雷。
42.进一步的，利用金属多短针形成的“似尖端效应”，使电晕场驱雷器周围的环境电场远高于被保护目标物，但低于传统避雷针，从而使被保护物体处于相对安全的状态。当雷云电场达到空气击穿阈值时，驱雷器离子舱产生高达30mc/s电晕离子流，在驱雷器及其被保护物体上方形成电晕离子层，覆盖保护目标上的电晕离子层减少接闪的可能性，更大程度地保护目标物不被雷击。同时电晕离子层离子在雷云电场作用下不断向上扩散，与雷云电荷相互作用，使云-地极板等效为漏电坏电容，有效抑制雷云充电至放电击穿水平，削弱了雷云下行先导的发展速度及强度，阻碍雷云放电通道建立，实现“非引雷入地”防雷。
43.优选的，指令输入器的型号为tlp290，在指令输入器上设有四个引脚，所述指令输入器的一号引脚为控制指令输入引脚，在指令输入器的一号引脚和二号引脚之间并联有第九电阻、第十电阻和第四电容，在指令输入器的三号引脚和四号引脚之间并联有第五电容和第八电阻，所述指令输入器的三号引脚与控制器的四号引脚相连，向控制器传输控制指令，控制器进入正常工作状态。
44.优选的，ad转换器的型号为ad8551，在ad转换器上设有8个引脚，所述ad转换器的
三号引脚与温度传感器和电动势检测仪相连，所述ad转换器通过六号引脚与控制器的十五号引脚相连，能够实时检测得到避雷塔的运行状态参数并转换成控制器可识别的类型传输到控制器。
45.优选的，485通讯器的型号为sp3485，在485通讯器上设有8个引脚，所述485通讯器的一号引脚与控制器的三十五号引脚相连，所述485通讯器的二号引脚和三号引脚相短接与控制器的三十四号引脚相连，所述485通讯器的四号引脚与控制器的三十三号引脚相连，在485通讯器的六号引脚和七号引脚上连接有终端设备，能够在控制器和终端设备之间建立网络通讯，使工作人员及时获取弹药仓库的雷电防护状况。
46.在实际应用中，弹药仓库的防雷保护是一个系统工程，需要因地制宜，根据不同区域的地形地貌和气候特点，合理地选择防雷保护措施。
47.综上所述，本实用新型实施例中的弹药仓库专用雷电综合防护装置基于控制组件的集成控制作用，结合多类型的功能组件，替代传统的避雷针雷电防护模式，能够针对弹药仓库进行综合雷电防护，同时还能够实时进行雷电检测，节省大量的时间和人力，避免雷电危害带来的安全隐患，自动化程度高，可以大大降低防护区域免遭受雷击，易于推广和普及。
48.上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
49.本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。