技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本
發(fā)明涉及繼電器防雷技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種防雷擊電磁繼電器。
背景技術(shù)
[0002] 繼電器是一種電
控制器件，是當(dāng)輸入量的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出
電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。電磁式繼電器一般由
鐵芯、線圈、
銜鐵、觸點(diǎn)
簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的
電壓，線圈中就會(huì)流過一定的
電流從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁
力吸引的作用下克服返回
彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。
[0003] 對(duì)于豎立在路邊的
路燈桿或者豎立在山頂?shù)耐ㄐ潘蛘唠娋€塔而言，由于位點(diǎn)突出，在雷雨天氣經(jīng)常受到雷電的襲擊，造成控制電路不可恢復(fù)性的損壞。而為了防止此類情況的發(fā)生，常用的方法有三種，第一是接地，即采用一金屬
導(dǎo)線將雷電引入到地下，這也是
現(xiàn)有技術(shù)中路燈桿、
信號(hào)塔等設(shè)施常用的一種防雷方式。第二種是斷路，也就是在雷電襲擊前將電路斷開，阻止雷電形成的電涌在回路中傳導(dǎo)。第三種是分流，即是將電流很大的雷電分流到各個(gè)地方，從而達(dá)到保護(hù)主控電路的目的。針對(duì)于上述各個(gè)解決方案，接地線能夠?qū)⒋罅康碾娏鲗?dǎo)到地面下方，但是仍然會(huì)在電路中引起電涌對(duì)主控
電路板造成損壞；繼電器也可以作為防雷器件使用，但是有一個(gè)明顯的弊端便是雷電的傳導(dǎo)速度快，往往會(huì)在繼電器將電路完全斷開前就已經(jīng)將主控電路板燒毀，并且繼電器與一般的防雷器相比，是將整個(gè)回路斷開，帶來的直接結(jié)果便是整個(gè)回路在某一段時(shí)間內(nèi)都失去功能。
專利號(hào)為CN2344871Y的中國專利，提出了一種防雷擊節(jié)能型脈沖繼電器，其防雷原理即是通過斷開電路實(shí)現(xiàn)防雷的目的，但是如前所說，由于雷電的發(fā)生速度極快且引起的短時(shí)電涌幅值極高，因此單純地使用繼電器斷路并不能起到很好的防護(hù)作用?；谏鲜?a href='/zhuanli/list-18283-1.html' target='_blank'>
缺陷，目前直接采用繼電器作為防雷裝置的產(chǎn)品并不多見。
發(fā)明內(nèi)容
[0004] 針對(duì)實(shí)際運(yùn)用中繼電器不能有效阻隔由雷電引起的電涌損壞導(dǎo)電回路中元器件的問題，本發(fā)明提出了一種防雷擊電磁繼電器，具體方案如下：
[0005] 一種防雷擊電磁繼電器，包括：
[0006] 電磁式繼電器本體，包括通電線圈、
復(fù)位彈簧、靜觸頭以及動(dòng)觸頭，所述靜觸頭與動(dòng)觸頭響應(yīng)于通電線圈的通電狀態(tài)斷開或閉合；
[0007] 電涌
遲滯單元，串接設(shè)置于電磁式繼電器本體兩端的導(dǎo)電回路中，用于延長雷電電涌到達(dá)電磁式繼電器本體的時(shí)間；
[0008] 分流單元，設(shè)置于電涌遲滯單元遠(yuǎn)離電磁式繼電器本體的一端，用于限定流入到繼電器的靜觸頭與動(dòng)觸頭處的電流大小；
[0009] 雷電預(yù)警單元，用于根據(jù)繼電器所在環(huán)境的空氣電離程度、光照強(qiáng)度以及聲音強(qiáng)度，判定出雷電發(fā)生概率以及距離繼電器的距離大小，當(dāng)雷電發(fā)生概率及雷電距離繼電器的距離落入預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)時(shí)，輸出一預(yù)警信號(hào)；
[0010] 控制單元，與雷電預(yù)警單元通信連接，包括一控制器及一與所述通電線圈電連接的低壓電源，所述控制器響應(yīng)于所述預(yù)警信號(hào)，控制低壓電源向通電線圈供電或停止供電。
[0011] 通過上述技術(shù)方案，首先，利用繼電器斷開整個(gè)導(dǎo)電回路，能夠有效地避免雷電引起的電涌在導(dǎo)電回路中傳輸，避免
電子元器件的損壞；其次，通過設(shè)置電涌遲滯單元，延遲電涌到達(dá)繼電器的時(shí)間，避免在電磁式繼電器本體斷開前電涌到達(dá)并通過電磁式繼電器本體；再次，通過設(shè)置分流單元，將大部分電涌在到達(dá)電磁式繼電器本體前導(dǎo)入到地下，減小電涌對(duì)電涌遲滯模
塊的沖擊；最后，為了給予繼電器充足的時(shí)間斷開，還設(shè)有一雷電預(yù)警單元，在雷電擊中導(dǎo)電回路之前便預(yù)見性地將導(dǎo)電回路斷開，避免雷擊損壞回路中的電子元器件，增加防雷擊電磁繼電器的工作可靠性。
[0012] 進(jìn)一步的，所述電涌遲滯單元包括分設(shè)于繼電器的動(dòng)觸頭與靜觸頭一端導(dǎo)電回路中的第一扼流組件及第二扼流組件，所述第一扼流組件與第二扼流組件均包括至少一個(gè)串接于導(dǎo)電回路中的扼
流線圈及并聯(lián)設(shè)置于所述扼流線圈兩端的穩(wěn)壓
二極管，所述穩(wěn)壓二極管的反向?qū)妷号c扼流線圈阻抗效應(yīng)所產(chǎn)生的最大分壓電壓相等。
[0013] 通過上述技術(shù)方案，當(dāng)導(dǎo)電回路中的電流突然增大時(shí)，扼流線圈能夠有效地緩沖電流的突然增大，從而遲滯電涌的傳輸速度，扼流線圈在此時(shí)對(duì)電流而言會(huì)產(chǎn)生一個(gè)阻抗，待扼流線圈產(chǎn)生的阻抗消失后，大電流繼續(xù)通過導(dǎo)電回路傳輸，這時(shí)電流由穩(wěn)壓二極管回流至扼流線圈的另一端，由分流組件繼續(xù)將部分電流導(dǎo)入到地下，進(jìn)一步減小導(dǎo)電回路中的電涌。為了避免扼流線圈被損壞，在扼流線圈兩端并聯(lián)設(shè)置的穩(wěn)壓二極管的反向?qū)妷号c扼流線圈的等效
電阻所產(chǎn)生的分壓大小相等，當(dāng)扼流線圈達(dá)到滿負(fù)荷時(shí)，穩(wěn)壓二極管被擊穿，電流由穩(wěn)壓二極管通過。
[0014] 進(jìn)一步的，所述分流單元包括多個(gè)并列設(shè)置的壓敏電阻，所述壓敏電阻的一端與導(dǎo)電回路電連接且連接點(diǎn)的
位置設(shè)置于所述電涌遲滯單元遠(yuǎn)離電磁式繼電器本體的一側(cè)，所述壓敏電阻的另一端接地設(shè)置。
[0015] 通過上述技術(shù)方案，當(dāng)電涌到達(dá)繼電器之前，由于電涌的電壓較高，而壓敏電阻的阻值隨著電阻兩端電壓上升而急劇下降，這就使得電涌的電流能夠由壓敏電阻導(dǎo)地，通過并列設(shè)置壓敏電阻，可以有效地將電涌的瞬時(shí)電流導(dǎo)入到地下，從而避免過多的電流流向電涌遲滯單元，減少電涌對(duì)電涌遲滯單元的沖擊。
[0016] 進(jìn)一步的，所述雷電預(yù)警單元包括：
[0017] 檢測(cè)模塊，設(shè)置于電磁式繼電器本體周圍環(huán)境中，用于檢測(cè)空氣中的正負(fù)離子濃度、光照強(qiáng)度以及聲音分貝數(shù)，分別輸出一空氣檢測(cè)信號(hào)、光照檢測(cè)信號(hào)及聲音檢測(cè)信號(hào)；
[0018] 判定模塊，接收所述空氣檢測(cè)信號(hào)、光照檢測(cè)信號(hào)及聲音檢測(cè)信號(hào)，并將其與各自對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)值作比較，若所述空氣檢測(cè)信號(hào)、光照檢測(cè)信號(hào)及聲音檢測(cè)信號(hào)在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)均落入預(yù)設(shè)值范圍，則輸出所述預(yù)警信號(hào)；
[0019] 存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)供空氣檢測(cè)信號(hào)、光照檢測(cè)信號(hào)及聲音檢測(cè)信號(hào)作比較的預(yù)設(shè)值，以及記錄電磁式繼電器本體所在環(huán)境的大氣變化情況；
[0020]
數(shù)據(jù)處理模塊，與檢測(cè)模塊以及存儲(chǔ)模塊信號(hào)連接，用于轉(zhuǎn)換各個(gè)信號(hào)的數(shù)據(jù)格式，記錄并分析各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，生成一數(shù)據(jù)列表。
[0021] 由于雷電發(fā)生
時(shí)空氣中的氣體電離程度會(huì)有所增加，并且雷電發(fā)生時(shí)會(huì)伴有雷聲閃電等自然現(xiàn)象，因此，通過上述技術(shù)方案，當(dāng)上述空氣檢測(cè)信號(hào)、光照檢測(cè)信號(hào)以及聲音檢測(cè)信號(hào)均在一定時(shí)間段內(nèi)落入到相同的范圍，則可以判定出雷電即將發(fā)生，并且通過數(shù)據(jù)處理模塊以及存儲(chǔ)模塊精確地設(shè)定三者的關(guān)系，可以使得雷電的預(yù)報(bào)更加的準(zhǔn)確，對(duì)于一些大型的需要防雷的設(shè)施，提前預(yù)警雷電的發(fā)生并且因此做好被雷擊的準(zhǔn)備對(duì)于保護(hù)電路不被雷擊損壞具有重大的意義。
[0022] 進(jìn)一步的，所述檢測(cè)模塊包括：
[0023] 空氣離子濃度儀，與判定模塊及數(shù)據(jù)處理模塊電連接，設(shè)置于電磁式繼電器本體所在的大氣環(huán)境中，用于檢測(cè)空氣中的正負(fù)離子濃度，輸出所述空氣檢測(cè)信號(hào)；
[0024] 光照
傳感器模塊，包括一光照傳感器，與判定模塊及數(shù)據(jù)處理模塊電連接，用于檢測(cè)電磁式繼電器本體周圍環(huán)境的光照強(qiáng)度，輸出所述光照檢測(cè)信號(hào)；
[0025] 聲音傳感器模塊，包括一聲音傳感器，與判定模塊及數(shù)據(jù)處理模塊電連接，用于檢測(cè)電磁式繼電器本體周圍環(huán)境的聲音強(qiáng)度，輸出所述聲音檢測(cè)信號(hào)。
[0026] 通過上述技術(shù)方案，可以有效地檢測(cè)出大氣環(huán)境的
光信號(hào)、
聲音信號(hào)以及空氣電離信息。
[0027] 進(jìn)一步的，所述判定模塊包括：
[0028] 一基準(zhǔn)電壓生成模塊，用以生成供所述空氣檢測(cè)信號(hào)、光照檢測(cè)信號(hào)及聲音檢測(cè)信號(hào)作比較的第一參考電壓、第二參考電壓及第三參考電壓；
[0029] 一比較器模塊，包括第一比較器、第二比較器以及第三比較器，所述第一比較器、第二比較器及第三比較器的正向信號(hào)輸入端分別耦接于所述空氣檢測(cè)信號(hào)、光照檢測(cè)信號(hào)及聲音檢測(cè)信號(hào)，反向信號(hào)輸入端分別與第一參考電壓、第二參考電壓及第三參考電壓耦接，所述第一比較器、第二比較器及第三比較器的信號(hào)輸出端分別輸出第一比較信號(hào)、第二比較信號(hào)及第三比較信號(hào)；
[0030] 邏輯判斷模塊，包括與第二比較器信號(hào)輸出端信號(hào)連接的第一延遲電路，所述第一延遲電路接收并響應(yīng)于處于高電平狀態(tài)的第二比較信號(hào)，
鎖定并在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)持續(xù)輸出
高電平信號(hào)，所述第一延遲電路的信號(hào)輸出端及所述第三比較信號(hào)分別與一第一與
門的信號(hào)輸入端耦接，所述第一與門的信號(hào)輸出端及第一比較信號(hào)分別與一第二與門的信號(hào)輸入端耦接，所述第二與門的信號(hào)輸出端輸出所述預(yù)警信號(hào)。
[0031] 通過上述技術(shù)方案，基準(zhǔn)電壓生成模塊生成作為對(duì)比的參考電壓，而比較器模塊則將生成的參考電壓與檢測(cè)值作比較，得到二者比較的結(jié)果，通過設(shè)置第一延遲電路，可以根據(jù)第一延遲電路所設(shè)定的延遲時(shí)間推算出電磁式繼電器本體所在位置與雷電發(fā)生位置的距離，例如，若光照傳感器模塊檢測(cè)到光照檢測(cè)信號(hào)之后2S之內(nèi)聲音傳感器模塊檢測(cè)到聲音，則可以說明電磁式繼電器本體與雷電發(fā)生的地方距離不足680米（取聲音在空氣中的傳播速度340米／秒），當(dāng)?shù)谝慌c門輸出高電平信號(hào)時(shí)，則當(dāng)空氣中的電離程度很高時(shí)，并且雷聲與閃電的間隔時(shí)間很小，即雷電發(fā)生的區(qū)域里電磁式繼電器本體所在區(qū)域很近時(shí)，在此時(shí)第二與門便輸出高電平信號(hào)，由于時(shí)直接利用上述高電平信號(hào)驅(qū)動(dòng)電磁式繼電器本體的靜觸頭以及動(dòng)觸頭分離，因此，為了保證在一段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)電回路均處于斷開狀態(tài)，在第二與門的輸出端設(shè)置有第二延遲電路，延遲的時(shí)間由人工設(shè)定。
[0032] 進(jìn)一步的，所述空氣離子濃度儀上設(shè)有一用于控制所述空氣離子濃度儀啟停的
開關(guān)模塊，所述開關(guān)模塊與所述聲音傳感器信號(hào)連接，響應(yīng)于環(huán)境聲音分貝數(shù)高低控制空氣離子濃度檢測(cè)儀的啟停。
[0033] 由于在平時(shí)沒有雷電發(fā)生時(shí)打開空氣離子濃度儀沒有必要，且浪費(fèi)
能源，因此，只有在檢測(cè)到環(huán)境中出現(xiàn)雷聲時(shí)再打開空氣離子濃度儀，這樣便可以減少空氣離子濃度儀在平時(shí)的使用。
[0034] 進(jìn)一步的，所述控制器包括一串接于通電線圈與低壓電源之間的開關(guān)電路，所述開關(guān)電路包括一上電導(dǎo)通元器件，所述上電導(dǎo)通元器件的導(dǎo)通觸發(fā)端耦接于所述預(yù)警信號(hào)。
[0035] 通過上述技術(shù)方案，由于電導(dǎo)通元器件的導(dǎo)通時(shí)間短，工作穩(wěn)定，可以提高整個(gè)裝置的反應(yīng)速度。
[0036] 進(jìn)一步的，所述光照傳感器的感光面一側(cè)設(shè)置有一雷電光線過濾鏡，所述雷電光線過濾鏡成錐臺(tái)型設(shè)置且光照傳感器的感光面正對(duì)于錐臺(tái)型面積較小的一側(cè)，所述雷電光線過濾鏡沿朝向光照傳感器感光面方向依次設(shè)置有用于聚集雷電光線的聚光鏡、過濾掉干擾光線的濾鏡以及受光照后持續(xù)發(fā)光的
熒光層，所述熒光層靠近光照傳感器感光面的一側(cè)設(shè)置有用于放置光照傳感器感光面的放置槽。
[0037] 通過上述技術(shù)方案，由于雷電光線產(chǎn)生的
光譜與平時(shí)陽光的光譜并不相同，雷電的光譜偏藍(lán)，因此，通過設(shè)置雷電光線過濾鏡，可以將一些不必要的干擾光線濾除，而當(dāng)雷電發(fā)生時(shí)，由于雷電的持續(xù)時(shí)間很短，往往持續(xù)1.5ms，而光照強(qiáng)度很高，通過設(shè)置聚光鏡以及熒光層，可以將短時(shí)間內(nèi)的雷電光線聚集，雷電光線的
能量傳輸?shù)綗晒鈱又姓T導(dǎo)熒光層在短時(shí)間內(nèi)發(fā)光，發(fā)光時(shí)間延長到易于被光照傳感器
感知的長度，從而使得雷電光線易于被準(zhǔn)確檢測(cè)，且可以排除其它干擾，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0038] 進(jìn)一步的，所述動(dòng)觸頭與靜觸頭設(shè)置于一密封殼體中，所述密封殼體由波紋陶瓷制成且內(nèi)部為
真空狀態(tài)。
[0039] 通過在動(dòng)觸頭與靜觸頭的外部設(shè)置密封殼體且密封殼體內(nèi)抽成真空，可以避免電磁式繼電器本體的靜觸頭與動(dòng)觸頭在斷開時(shí)產(chǎn)生
電弧,防止電磁式繼電器本體的觸頭端被損壞。
[0040] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
[0041] （1）在雷電發(fā)生時(shí)或即將發(fā)生時(shí)，通過采用繼電器斷開整個(gè)導(dǎo)電回路，可以有效地阻斷雷電電涌對(duì)于導(dǎo)電回路中電子元器件的損壞；
[0042] （2）通過設(shè)置雷電預(yù)警單元，可以提前根據(jù)電磁式繼電器本體周圍環(huán)境的情況對(duì)雷電做出預(yù)警，延長給到電磁式繼電器本體的反應(yīng)時(shí)間，避免繼電器還未斷開而雷電電涌已經(jīng)到達(dá)繼電器這一的情況發(fā)生；
[0043] （3）通過設(shè)置電涌遲滯單元，有效地增加電涌傳輸?shù)诫姶攀嚼^電器本體的時(shí)間，為電磁式繼電器本體斷開電路獲取更多的時(shí)間；
[0044] （4）通過設(shè)置分流單元，進(jìn)一步減小導(dǎo)電回路中的電涌電流，使得雷電電涌對(duì)于電磁式繼電器本體的沖擊更小。
附圖說明
[0045] 圖1為本發(fā)明的整體
框架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046] 圖2為本發(fā)明中電磁式繼電器本體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047] 圖3為電涌遲滯單元及分流單元的示意圖；
[0048] 圖4為本發(fā)明雷電預(yù)警單元的框架示意圖；
[0049] 圖5為本發(fā)明判定模塊的電路示意圖；
[0050] 圖6為本發(fā)明開關(guān)模塊的示意圖；
[0051] 圖7為雷電光線過濾鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052] 附圖標(biāo)志：1、電磁式繼電器本體；11、通電線圈；12、復(fù)位彈簧；13、靜觸頭；14、動(dòng)觸頭；15、觸頭層；16、絕緣層；17、磁塊層；2、電涌遲滯單元；21、第一扼流組件；22、第二扼流組件；23、扼流線圈；24、穩(wěn)壓二極管；3、分流單元；31、壓敏電阻；4、雷電預(yù)警單元；41、檢測(cè)模塊；4111、空氣離子濃度儀；4112、開關(guān)模塊；412、光照傳感器模塊；4120、光照傳感器；4121、雷電光線過濾鏡；4122、聚光鏡；4123、濾鏡；4124、熒光層；4125、放置槽；413、聲音傳感器模塊；42、判定模塊；421、基準(zhǔn)電壓生成模塊；422、比較器模塊；423、邏輯判斷模塊；43、存儲(chǔ)模塊；44、數(shù)據(jù)處理模塊；5、控制單元；6、密封殼體。
具體實(shí)施方式
[0053] 本發(fā)明在于提供一種能夠有效避免信號(hào)塔、路燈等設(shè)施的控制回路或供電回路被雷電擊中損毀的防雷擊電磁繼電器。
[0054] 下面結(jié)合
實(shí)施例及圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不僅限于此。
[0055] 如圖1所示，一種防雷擊電磁繼電器，主要包括以下幾個(gè)部分：電磁式繼電器本體1、電涌遲滯單元2、分流單元3、雷電預(yù)警單元4以及控制單元5。電磁式繼電器本體1主要用于控制導(dǎo)電回路的開斷，電涌遲滯單元2主要用于延遲電涌到達(dá)電磁式繼電器本體1的時(shí)間，分流單元3主要用于分散導(dǎo)電回路中的電涌電流，而雷電預(yù)警單元4主要是為了能夠在雷電發(fā)生之前將導(dǎo)電回路斷開，避免雷電引起的電流損壞導(dǎo)電回路中的電子元器件?？刂茊卧?與雷電預(yù)警單元4通信連接，包括一控制器及一與通電線圈11電連接的低壓電源，控制低壓電源向通電線圈11供電或停止供電。
[0056] 下面結(jié)合本發(fā)明各個(gè)功能單元的功能以及使用環(huán)境做進(jìn)一步說明。
[0057] 如圖2所示，電磁式繼電器本體1包括通電線圈11、復(fù)位彈簧12、靜觸頭13以及動(dòng)觸頭14，靜觸頭13與動(dòng)觸頭14響應(yīng)于通電線圈11的通電狀態(tài)斷開或閉合。對(duì)于具體的結(jié)構(gòu)，如圖2所示，通電線圈11與動(dòng)觸頭14靜觸頭13的軸向相同，通電線圈11位于動(dòng)觸頭14的正上方，動(dòng)觸頭14與靜觸頭13之間連接有復(fù)位彈簧12，動(dòng)觸頭14靠近通電線圈11的一側(cè)延動(dòng)觸頭14至通電線圈11的方向依次設(shè)置有用于與外部導(dǎo)線相連的觸頭層15、絕緣層16以及與通電線圈11端部的鐵芯貼合的磁塊層17。初始狀態(tài)下動(dòng)觸頭14與靜觸頭13處于閉合狀態(tài)，而當(dāng)通電線圈11通電時(shí)，通電線圈11產(chǎn)生
磁場(chǎng)吸合動(dòng)觸頭14端部設(shè)置的磁塊層17，動(dòng)觸頭14朝向通電線圈11運(yùn)動(dòng)，從而與靜觸頭13分離，實(shí)現(xiàn)斷開導(dǎo)電回路的目的。進(jìn)一步優(yōu)化的，由于動(dòng)觸頭14與靜觸頭13兩端存在電壓差，若差值過大很容易在二者之間形成空氣電離放電現(xiàn)象，即產(chǎn)生空氣電弧，為了避免電弧的產(chǎn)生，保護(hù)觸頭不被損壞，將動(dòng)觸頭14與靜觸頭13設(shè)置于一密封殼體6中，密封殼體6由波紋陶瓷制成且內(nèi)部為真空狀態(tài)。
[0058] 如圖3所示，電涌遲滯單元2串接設(shè)置于電磁式繼電器本體1兩端的導(dǎo)電回路中，用于延長雷電電涌到達(dá)電磁式繼電器本體1的時(shí)間。具體而言，電涌遲滯單元2包括分設(shè)于繼電器動(dòng)觸頭14與靜觸頭13一端導(dǎo)電回路中的第一扼流組件21及第二扼流組件22，第一扼流組件21與第二扼流組件22均包括至少一個(gè)串接于導(dǎo)電回路中的扼流線圈23及并聯(lián)設(shè)置于扼流線圈23兩端的穩(wěn)壓二極管24，穩(wěn)壓二極管24的反向?qū)妷号c扼流線圈23阻抗效應(yīng)所產(chǎn)生的最大分壓電壓相等。上述技術(shù)方案，當(dāng)導(dǎo)電回路中的電流突然增大時(shí)，扼流線圈23能夠有效地緩沖電流的突然增大，從而遲滯電涌的傳輸速度，扼流線圈23在此時(shí)對(duì)電流而言會(huì)產(chǎn)生一個(gè)阻抗（由于扼流線圈23在充放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生一感應(yīng)磁場(chǎng)，該感應(yīng)磁場(chǎng)對(duì)于電流的流速有遲滯作用），待扼流線圈23產(chǎn)生的阻抗消失后，大電流繼續(xù)通過導(dǎo)電回路傳輸，這時(shí)電流由穩(wěn)壓二極管24回流至扼流線圈23的另一端，由分流組件繼續(xù)將部分電流導(dǎo)入到地下，進(jìn)一步減小導(dǎo)電回路中的電涌。為了避免扼流線圈23被損壞，在扼流線圈23兩端并聯(lián)設(shè)置的穩(wěn)壓二極管24的反向?qū)妷号c扼流線圈23的等效電阻所產(chǎn)生的分壓大小相等，當(dāng)扼流線圈23達(dá)到滿負(fù)荷時(shí)（及等效電阻最大時(shí)），穩(wěn)壓二極管24被擊穿，電流由穩(wěn)壓二極管24通過。
[0059] 如圖3所示，分流單元3，設(shè)置于電涌遲滯單元2遠(yuǎn)離電磁式繼電器本體1的一端，用于限定流入到繼電器靜觸頭13與動(dòng)觸頭14處的電流大小。由于在導(dǎo)電的外圍通常設(shè)置有用于分流雷電電流的分流裝置，如設(shè)置金屬導(dǎo)線將信號(hào)塔的塔身接地等，但是上述設(shè)置并不能將雷電的電涌全部處理掉，往往由于感應(yīng)電勢(shì)還會(huì)引起感應(yīng)電涌在導(dǎo)電回路中傳輸，由于雷電蘊(yùn)含的能量巨大，從而感應(yīng)生成的電涌也會(huì)對(duì)導(dǎo)電回路中的電子元器件造成不可修復(fù)的損壞，對(duì)于一些精密控制電路尤其如此。因此，在導(dǎo)電回路中還與外圍分流裝置分開，單獨(dú)設(shè)置有分流單元3，分流單元3包括多個(gè)并列設(shè)置的壓敏電阻31，壓敏電阻31的一端與導(dǎo)電回路電連接且連接點(diǎn)的位置設(shè)置于電涌遲滯單元2遠(yuǎn)離電磁式繼電器本體1的一側(cè)，壓敏電阻31的另一端接地設(shè)置。上述技術(shù)方案，當(dāng)電涌到達(dá)繼電器之前，由于電涌的電壓較高，而壓敏電阻31的阻值隨著電阻兩端電壓上升而急劇下降，這就使得電涌的電流能夠由壓敏電阻31導(dǎo)地，通過并列設(shè)置壓敏電阻31，可以有效地將電涌的瞬時(shí)電流導(dǎo)入到地下，從而避免過多的電流流向電涌遲滯單元2，減少電涌對(duì)電涌遲滯單元2的沖擊。
[0060] 如圖4所示，雷電預(yù)警單元4，用于根據(jù)繼電器所在環(huán)境的空氣電離程度、光照強(qiáng)度以及聲音強(qiáng)度，判定出雷電發(fā)生概率以及距離繼電器的距離大小，當(dāng)雷電發(fā)生概率及雷電距離繼電器的距離落入預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)時(shí)，輸出一預(yù)警信號(hào)。
[0061] 詳述的，雷電預(yù)警單元4包括：檢測(cè)模塊41，設(shè)置于電磁式繼電器本體1周圍環(huán)境中，用于檢測(cè)空氣中的正負(fù)離子濃度、光照強(qiáng)度以及聲音分貝數(shù)，分別輸出一空氣檢測(cè)信號(hào)、光照檢測(cè)信號(hào)及聲音檢測(cè)信號(hào)；判定模塊42，接收空氣檢測(cè)信號(hào)、光照檢測(cè)信號(hào)及聲音檢測(cè)信號(hào)，并將其與各自對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)值作比較，若所述空氣檢測(cè)信號(hào)、光照檢測(cè)信號(hào)及聲音檢測(cè)信號(hào)在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)均落入預(yù)設(shè)值范圍，則輸出預(yù)警信號(hào)；存儲(chǔ)模塊43，用于存儲(chǔ)供空氣檢測(cè)信號(hào)、光照檢測(cè)信號(hào)及聲音檢測(cè)信號(hào)作比較的預(yù)設(shè)值，以及記錄電磁式繼電器本體1所在環(huán)境的大氣變化情況；數(shù)據(jù)處理模塊44，與檢測(cè)模塊41以及存儲(chǔ)模塊43信號(hào)連接，用于轉(zhuǎn)換各個(gè)信號(hào)的數(shù)據(jù)格式，記錄并分析各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，生成一反應(yīng)當(dāng)?shù)卮髿鈪?shù)或雷電發(fā)生規(guī)律的數(shù)據(jù)列表。數(shù)據(jù)處理模塊44包括單片
機(jī)芯片以及
單片機(jī)芯片外接的信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片，存儲(chǔ)模塊43包括至少一個(gè)與單片機(jī)芯片通信連接的存儲(chǔ)芯片，單片機(jī)芯片內(nèi)置數(shù)據(jù)處理與比較程序。
[0062] 其中，對(duì)于檢測(cè)模塊41，檢測(cè)模塊41包括：空氣離子濃度儀4111，與判定模塊42及數(shù)據(jù)處理模塊44電連接，設(shè)置于電磁式繼電器本體1所在的大氣環(huán)境中，用于檢測(cè)空氣中的正負(fù)離子濃度，輸出空氣檢測(cè)信號(hào)；光照傳感器模塊412，包括一光照傳感器4120，與判定模塊42及數(shù)據(jù)處理模塊44電連接，用于檢測(cè)電磁式繼電器本體1周圍環(huán)境的光照強(qiáng)度，輸出光照檢測(cè)信號(hào)；聲音傳感器模塊413，包括一聲音傳感器，與判定模塊42及數(shù)據(jù)處理模塊44電連接，用于檢測(cè)電磁式繼電器本體1周圍環(huán)境的聲音強(qiáng)度，輸出聲音檢測(cè)信號(hào)。上述技術(shù)方案，可以有效地檢測(cè)出大氣環(huán)境的光信號(hào)、聲音信號(hào)以及空氣電離信息。由于雷電發(fā)生時(shí)空氣中的氣體電離程度會(huì)有所增加，并且雷電發(fā)生時(shí)會(huì)伴有雷聲閃電等自然現(xiàn)象，因此，通過上述技術(shù)方案，當(dāng)上述空氣檢測(cè)信號(hào)、光照檢測(cè)信號(hào)以及聲音檢測(cè)信號(hào)均在一定時(shí)間段內(nèi)落入到相同的范圍，則可以判定出雷電即將發(fā)生，并且通過數(shù)據(jù)處理模塊44以及存儲(chǔ)模塊43精確地設(shè)定三者的關(guān)系，可以使得雷電的預(yù)報(bào)更加的準(zhǔn)確，對(duì)于一些大型的需要防雷的設(shè)施，提前預(yù)警雷電的發(fā)生并且因此做好被雷擊的準(zhǔn)備對(duì)于保護(hù)電路不被雷擊損壞具有重大的意義。
[0063] 上述技術(shù)方案中，由于在平時(shí)沒有雷電發(fā)生時(shí)打開空氣離子濃度儀4111沒有工作必要，且浪費(fèi)能源，因此，只有在檢測(cè)到環(huán)境中出現(xiàn)雷聲時(shí)再打開空氣離子濃度儀4111，這樣便可以減少空氣離子濃度儀4111在平時(shí)的使用，基于此，優(yōu)化的，空氣離子濃度儀4111上設(shè)有一用于控制空氣離子濃度儀4111啟停的開關(guān)模塊4112，開關(guān)模塊4112與聲音傳感器信號(hào)連接，響應(yīng)于環(huán)境聲音分貝數(shù)高低控制空氣離子濃度檢測(cè)儀的啟停。具體開關(guān)模塊4112的連接構(gòu)造參見圖6，對(duì)于圖6中第三延遲電路的延遲時(shí)間由人工設(shè)置，這一延遲時(shí)間為聲音傳感器模塊413檢測(cè)到雷聲至整個(gè)雷雨過程結(jié)束的時(shí)間，上述時(shí)間亦是通過當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)表格得到，如此便可保證在整個(gè)雷雨持續(xù)的過程中空氣電離程度均能被檢測(cè)到。
[0064] 對(duì)于上述方案中的光照傳感器模塊412，優(yōu)化的，光照傳感器4120的感光面一側(cè)設(shè)置有一雷電光線過濾鏡4121，如圖7所示，雷電光線過濾鏡4121呈錐臺(tái)型設(shè)置且光照傳感器4120的感光面正對(duì)于錐臺(tái)型面積較小的一側(cè)，雷電光線過濾鏡4121沿朝向光照傳感器4120感光面方向依次設(shè)置有用于聚集雷電光線的聚光鏡4122、過濾掉干擾光線的濾鏡4123以及受光照后持續(xù)發(fā)光的熒光層4124，熒光層4124靠近光照傳感器4120感光面的一側(cè)設(shè)置有用于放置光照傳感器4120感光面的放置槽4125。
[0065] 由于雷電光線產(chǎn)生的光譜與平時(shí)陽光的光譜并不相同，雷電的光譜偏藍(lán)，因此，通過設(shè)置雷電光線過濾鏡4121，可以將一些不必要的干擾光線濾除，而當(dāng)雷電發(fā)生時(shí)，由于雷電的持續(xù)時(shí)間很短，往往持續(xù)1.5ms，而光照強(qiáng)度很高，通過設(shè)置聚光鏡4122以及熒光層4124，可以將短時(shí)間內(nèi)的雷電光線聚集，雷電光線的能量傳輸?shù)綗晒鈱?124中誘導(dǎo)熒光層
4124在短時(shí)間內(nèi)發(fā)光，發(fā)光時(shí)間延長到易于被光照傳感器4120感知的長度，從而使得雷電光線易于被準(zhǔn)確檢測(cè)，且可以排除其它干擾，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0066] 對(duì)于判定模塊42，如圖5所示，判定模塊42包括：
[0067] 一基準(zhǔn)電壓生成模塊421，用以生成供空氣檢測(cè)信號(hào)、光照檢測(cè)信號(hào)及聲音檢測(cè)信號(hào)作比較的第一參考電壓、第二參考電壓及第三參考電壓。上述基準(zhǔn)電壓生成模塊421包括相互
串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)電阻，各個(gè)參考電壓由不同的電阻之間接出，由于串聯(lián)分壓，主要低壓模塊的電壓相對(duì)穩(wěn)定，則可以推定出每個(gè)電阻之間的電壓也是相對(duì)穩(wěn)定的，作為參考電壓而言具有很高的準(zhǔn)確性與參考性。
[0068] 一比較器模塊422，包括第一比較器、第二比較器以及第三比較器，第一比較器、第二比較器及第三比較器的正向信號(hào)輸入端分別耦接于空氣檢測(cè)信號(hào)、光照檢測(cè)信號(hào)及聲音檢測(cè)信號(hào)，反向信號(hào)輸入端分別與第一參考電壓、第二參考電壓及第三參考電壓耦接，所述第一比較器、第二比較器及第三比較器的信號(hào)輸出端分別輸出第一比較信號(hào)、第二比較信號(hào)及第三比較信號(hào)。通過采用
硬件比較器，可以使得比較的響應(yīng)速度更快，使得整個(gè)判定模塊42的
穩(wěn)定性更高且響應(yīng)速度快。
[0069] 一邏輯判斷模塊423，包括與第二比較器信號(hào)輸出端信號(hào)連接的第一延遲電路，第一延遲電路接收并響應(yīng)于處于高電平狀態(tài)的第二比較信號(hào)，鎖定并在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)持續(xù)輸出高電平信號(hào)，第一延遲電路的信號(hào)輸出端及第三比較信號(hào)分別與一第一與門的信號(hào)輸入端耦接，第一與門的信號(hào)輸出端及第一比較信號(hào)分別與一第二與門的信號(hào)輸入端耦接，第二與門的信號(hào)輸出端輸出預(yù)警信號(hào)。
[0070] 由圖5不難看出，基準(zhǔn)電壓生成模塊421生成作為對(duì)比的參考電壓，而比較器模塊422則將生成的參考電壓與檢測(cè)值作比較，得到二者比較的結(jié)果，通過設(shè)置第一延遲電路，可以根據(jù)第一延遲電路所設(shè)定的延遲時(shí)間推算出電磁式繼電器本體1所在位置與雷電發(fā)生位置的距離，例如，若光照傳感器模塊412檢測(cè)到光照檢測(cè)信號(hào)之后2S之內(nèi)聲音傳感器模塊
413檢測(cè)到聲音，則可以說明電磁式繼電器本體1與雷電發(fā)生的地方距離不足680米（取聲音在空氣中的傳播速度340米／秒），上述第一延遲電路的延時(shí)時(shí)間設(shè)定即可限定出一個(gè)需要預(yù)警的距離范圍，如第一延時(shí)時(shí)間為0.2S，則可將預(yù)警時(shí)間大致縮小至以電磁式繼電器本體1為圓心的70米范圍內(nèi)。當(dāng)?shù)谝慌c門輸出高電平信號(hào)時(shí)，則當(dāng)空氣中的電離程度很高時(shí)，并且雷聲與閃電的間隔時(shí)間很小，即雷電發(fā)生的區(qū)域里電磁式繼電器本體1所在區(qū)域很近時(shí)，在此時(shí)第二與門便輸出高電平信號(hào)，由于時(shí)直接利用上述高電平信號(hào)驅(qū)動(dòng)電磁式繼電器本體1的靜觸頭13以及動(dòng)觸頭14分離，因此，為了保證在后期一段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)電回路均處于斷開狀態(tài)，在第二與門的輸出端設(shè)置有第二延遲電路，延遲的時(shí)間由人工設(shè)定，這一斷開時(shí)間的取值來源可以參考當(dāng)?shù)乩纂姲l(fā)生的規(guī)律性表格以及導(dǎo)電回路所允許的最大的斷開時(shí)間。
[0071] 進(jìn)一步詳述的，控制器包括一串接于通電線圈11與低壓電源之間的開關(guān)電路，開關(guān)電路包括一上電導(dǎo)通元器件，上電導(dǎo)通元器件的導(dǎo)通觸發(fā)端耦接于預(yù)警信號(hào)。通過上述技術(shù)方案，由于電導(dǎo)通元器件的導(dǎo)通時(shí)間短，工作穩(wěn)定，可以提高整個(gè)裝置的反應(yīng)速度。
[0072] 本發(fā)明中的電導(dǎo)通元器件包括
三極管以及MOS管，具有相應(yīng)速度快，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
[0073] 本發(fā)明的工作遠(yuǎn)離及有益效果概述如下：
[0074] 首先，利用繼電器斷開整個(gè)導(dǎo)電回路，能夠有效地避免雷電引起的電涌在導(dǎo)電回路中傳輸，避免電子元器件的損壞；其次，通過設(shè)置電涌遲滯單元，延遲電涌到達(dá)繼電器的時(shí)間，避免在電磁式繼電器本體斷開前電涌到達(dá)并通過電磁式繼電器本體；再次，通過設(shè)置分流單元，將大部分電涌在到達(dá)電磁式繼電器本體前導(dǎo)入到地下，減小電涌對(duì)電涌遲滯模塊的沖擊；最后，為了給予繼電器充足的時(shí)間斷開，還設(shè)有一雷電預(yù)警單元，在雷電擊中導(dǎo)電回路之前便預(yù)見性地將導(dǎo)電回路斷開，避免雷擊損壞回路中的電子元器件，增加防雷擊電磁繼電器的工作可靠性。
[0075] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
