CN106972473A - 一种火箭活动发射平台的防雷方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种火箭活动发射平台的防雷方法，该火箭活动发射平台包括脐带塔及与脐带塔连接的四个摆杆，在所述脐带塔顶部安装用于防护直击雷雷击的第一避雷针，且所述第一避雷针采用独立的引线与发射场接地网等电位连接；在所述四个摆杆端部分别安装用于防护侧击雷雷击的第二避雷针，且每个第二避雷针采用独立的引线与发射场接地网等电位连接。本发明创新地对现有方案进行改进，巧妙设计了避雷针的安装位置和引线接线方案，通过本发明的火箭活动发射平台的防雷方法，能够有效避免雷电流对发射平台设备造成损害、提高火箭活动发射平台对气候环境的适应性。

Description

一种火箭活动发射平台的防雷方法
技术领域
本发明涉及火箭发射防雷技术领域，更为具体来说，本发明为一种火箭活动发射平台的防雷方法。
背景技术
气候环境对火箭能否发射成功有着重要的影响，特别是雷电对火箭及其发射平台产生的影响。比如，在中国海南发射场，根据中国气象局雷电防护管理办公室发布的统计，海南年平均雷暴日数93.8d/a，而且据统计近几年雷暴日数达到114.4d/a，根据多年雷暴日资料统计,文昌市的平均年雷暴日达90天以上，属强雷区。但是，现有技术的防雷效果并不理想。
因此，如何提高火箭发射平台对气候环境的适应性以及如何提高火箭发射平台的防雷效果，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。
发明内容
为解决现有技术中的火箭发射平台的防雷方案效果不理想的问题，本发明公开了一种火箭活动发射平台的防雷方法，通过巧妙地设计避雷针的布置方案和接地方案，从而达到火箭活动发射平台的防雷目的，有效防止了直击雷雷击和侧击雷雷击对火箭活动发射平台的损害，进而提高了火箭活动发射平台对气候环境的适应性。
为达到上述的技术目的，本发明公开了一种火箭活动发射平台的防雷方法，所述火箭活动发射平台包括脐带塔及与脐带塔连接的四个摆杆，在所述脐带塔顶部安装用于防护直击雷雷击的第一避雷针，且所述第一避雷针采用独立的引线与发射场接地网等电位连接；在所述四个摆杆端部分别安装用于防护侧击雷雷击的第二避雷针，且每个第二避雷针采用独立的引线与发射场接地网等电位连接。
本发明创新地在脐带塔顶部和四个摆杆端部安装避雷针，并结合合理的引线接地方案达到了减少甚至避免发射平台遭受雷击的可能性，提高了火箭活动发射平台对气候环境的适应性。
进一步地，所述第一避雷针为可伸缩的避雷针。
本发明创新地采用了可伸缩的特制的避雷针，更好地实现电荷转移、中和、感应放电，并能有效地提高接闪电压、减少遭雷击概率，在少接闪、少引雷的前提下使被保护物少受雷击。
进一步地，所述发射场接地网属于发射平台接地***，发射平台接地***还包括防雷电涌保护地、设备保护地及信号地，且所述发射场接地网、防雷电涌保护地、设备保护地、信号地之间相互隔离。
通过严格的四地隔离方案，本发明能够实现将雷电流有效地泄入大地，从而避免雷电流对其他地产生影响，进而避免雷电流损害设备的可能性。
进一步地，当被保护物的高度小于或等于45m时，通过如下方式计算所述第一避雷针和第二避雷针在所述火箭活动发射平台的横向剖面上的保护半径，
其中，rx表示第一避雷针或第二避雷针在hx高度的所述火箭活动发射平台的横向剖面上的保护半径，h表示第一避雷针或第二避雷针的高度，hr表示滚球半径，hx表示被保护物的高度。
通过上述改进的技术方案，本发明能够有效判断出当被保护物的高度小于或等于45m时避雷针的保护半径，从而本发明能够针对具体情况以及防护等级设计避雷针的长度。
进一步地，当被保护物的高度大于45m时，则通过如下公式计算所述第一避雷针和第二避雷针在所述火箭活动发射平台的横向剖面上的保护半径，
当hx≥0.5h时，rx＝(h-hx)P；
当hx＜0.5h时，rx＝(1.5h-2hx)P；
其中，rx表示第一避雷针或第二避雷针在hx高度的所述火箭活动发射平台的横向剖面上的保护半径，h表示第一避雷针或第二避雷针的高度，hx表示被保护物的高度，P表示高度影响系数；
当h≤30m时，P＝1；
当h＞30m时，
通过上述改进的技术方案，本发明能够有效判断出当被保护物的高度大于45m时避雷针的保护半径，从而本发明能够针对具体情况及防护等级设计避雷针的长度。
进一步地，所述第一避雷针和第二避雷针在地面的保护半径r地＝1.5hP。
通过上述改进的技术方案，本发明能够有效判断出避雷针在地面的保护半径r地＝1.5hP。
进一步地，所述各个独立的引线分别布置于独立的线槽或桥架内。
进一步地，引线连线采用最小连线长度原则，并采用树形结构布线。
通过上述改进的技术方案，达到避免引线弯角、打结或盘环等现象的发生，从而实现更有效地将雷电流泄入大地，提高防雷效果。而且本发明能够将直击雷接地电阻降低至0.05欧姆以下，其远远小于常规的1欧姆直击雷接地电阻要求。
进一步地，将所述第一避雷针和所述第二避雷针集成于雷电防护***中，所述雷电防护***包括内部LPS和外部LPS，所述外部LPS包括所述第一避雷针和所述第二避雷针。
进一步地，所述第一避雷针和所述第二避雷针的长度均为2m，引线的横截面积为70mm2。
本发明的有益效果为：本发明创新地对现有方案进行改进，巧妙设计了避雷针的安装位置和引线接线方案，通过本发明的火箭活动发射平台的防雷方法，能够有效避免雷电流对发射平台设备造成损害。
附图说明
图1为本发明的火箭活动发射平台的防雷方法的实施状态示意图。
图2为计算避雷针保护范围的示意图。
图中，
1、第一避雷针；2、摆杆；3、第二避雷针；4、脐带塔。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的火箭活动发射平台的防雷方法进行详细的解释和说明。
如图1、2所示，本发明公开了一种火箭活动发射平台的防雷方法，一般来说，火箭活动发射平台包括脐带塔4及与脐带塔4连接的四个摆杆2，本发明创新地在脐带塔顶部安装用于防护直击雷雷击的第一避雷针1，且第一避雷针1采用独立的引线与发射场接地网等电位连接，本实施例中，第一避雷针1优选为可伸缩的避雷针，只有在发射平台进入露天环境时才伸出；本发明在四个摆杆2端部分别安装用于防护侧击雷雷击的第二避雷针3，且每个第二避雷针3采用独立的引线与发射场接地网等电位连接，第二避雷针3优选为可放倒、便于安装拆卸的结构，只有在发射平台进入露天环境时才竖起。一般情况下，脐带塔顶部和四个摆杆端部各安装一根避雷针即可，因而本发明可只需五根避雷针，并且可采用玻璃钢支撑杆结构支撑避雷针。本实施例中，在发射平台内部设计独立线槽或桥架，各个独立的引线分别布置于独立的线槽或桥架内，从脐带塔底部出台体，其接地点与平台行走接地装置(接地靴)单点可靠连接，且与设备保护地、信号地等其他接地点不共轨，在实施本发明时，接地电缆与接地板之间，任一接点的接触电阻不能大于1毫欧姆，连接部位要求打磨后进行热熔接处理，焊接部分做防盐雾处理；而且引线连线采用最小连线长度原则，并采用树形结构布线。本发明通过直击雷、侧击雷防护和接地措施，提高了火箭活动发射平台在多雷暴的气候环境条件下的适应性。
更为具体来说，本发明涉及的发射场接地网属于发射平台接地***，发射平台接地***还包括防雷电涌保护地、设备保护地及信号地，且发射场接地网、防雷电涌保护地、设备保护地、信号地之间相互严格隔离。
本发明中，可将第一避雷针1和第二避雷针3集成于雷电防护***中，雷电防护***(LPS)是针对极高能量的雷电流脉冲所产生的损害的防护***，用于防止或减少实体损害或人身伤害。雷电防护***包括内部LPS和外部LPS，外部LPS主要由接闪器、下引线以及接地***组成，本发明涉及的第一避雷针1和第二避雷针3可理解为一种接闪器，所以外部LPS包括第一避雷针1和第二避雷针3，外部LPS的主要作用是截获击向被保护物的直击雷或侧击雷，引导雷电流并泄放入大地；内部LPS主要包括保持LPS部件与金属件的电气绝缘和必要的等电位连接等。本实施例中，第一避雷针1和第二避雷针3的长度均为2m，引线的横截面积为70mm2。
本发明还提供了防雷方法的进一步改进方案，并具体公开了避雷针的保护范围。
当被保护物的高度小于或等于45m时，如图2所示，通过如下方式计算第一避雷针1和第二避雷针3在火箭活动发射平台的横向剖面上的保护半径，即第一避雷针1和第二避雷针3的保护半径均可采用下述的公式计算。火箭活动发射平台的横向剖面即为图2中的xx’平面，A、B点为滚球球心，图2中下部阴影部分为避雷针可保护范围的剖面图。
其中，rx表示第一避雷针1或第二避雷针3在hx高度的火箭活动发射平台的横向剖面上的保护半径，h表示第一避雷针1或第二避雷针3的高度，hr表示滚球半径，hx表示被保护物的高度。
当被保护物处于图2中的包络线范围内时，可得到防雷保护。显然，选择的滚球半径越小，保护效果越好，但是保护的范围也越小，滚球半径的选择可根据GB50057规范中对被保护物重要性的界定来选择合适的滚球半径。
当被保护物的高度大于45m甚至达到60m时，如果需按照二类及以上等级保护时，此时的滚球半径hr＝45m；则通过如下公式计算第一避雷针1和第二避雷针3在火箭活动发射平台的横向剖面上的保护半径，
当hx≥0.5h时，rx＝(h-hx)P；
当hx＜0.5h时，rx＝(1.5h-2hx)P；
其中，rx表示第一避雷针1或第二避雷针3在hx高度的火箭活动发射平台的横向剖面上的保护半径，h表示第一避雷针1或第二避雷针3的高度，hx表示被保护物的高度，P表示高度影响系数；
当h≤30m时，P＝1；
当h＞30m时，
在上述条件下，第一避雷针1和第二避雷针3在地面的保护半径r_地＝1.5hP。
下面对台体直击雷防护和摆杆直击雷防护进行举例说明。
因下部的台体高度小于0.5h，所以当hx＜0.5h时，则避雷针高度h＝(rx/P+2hx)/1.5，比如，将发射平台数据带入后得到h＝39.5m，在脐带塔高度大于39.5m的情况下，只要在脐带塔顶部安装第一避雷针，则下部的台体必然处在第一避雷针的直击雷保护范围内。
因摆杆的高度大于0.5h，当hx＞0.5h时，则避雷针高度h＝rx/P+hx，比如，将发射平台数据带入后得到h＝51.012m，则在脐带塔高度大于51.012m的情况下，只要在脐带塔顶部安装第一避雷针，则摆杆必然处于第一避雷针的直击雷保护范围内。
经过四年多的大量实验和实践表明，在火箭发射平台的脐带塔、上摆杆、下摆杆处各安装2m长的避雷针后，能够达到有效防止直击雷雷击和侧击雷雷击，且在强雷电区域运行稳定可靠。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种火箭活动发射平台的防雷方法，所述火箭活动发射平台包括脐带塔及与脐带塔连接的四个摆杆，其特征在于：在所述脐带塔顶部安装用于防护直击雷雷击的第一避雷针，且所述第一避雷针采用独立的引线与发射场接地网等电位连接；在所述四个摆杆端部分别安装用于防护侧击雷雷击的第二避雷针，且每个第二避雷针采用独立的引线与发射场接地网等电位连接。
2.根据权利要求1所述的火箭活动发射平台的防雷方法，其特征在于：所述第一避雷针为可伸缩的避雷针。
3.根据权利要求1所述的火箭活动发射平台的防雷方法，其特征在于：所述发射场接地网属于发射平台接地***，发射平台接地***还包括防雷电涌保护地、设备保护地及信号地，且所述发射场接地网、防雷电涌保护地、设备保护地、信号地之间相互隔离。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的火箭活动发射平台的防雷方法，其特征在于：当被保护物的高度小于或等于45m时，通过如下方式计算所述第一避雷针和第二避雷针在所述火箭活动发射平台的横向剖面上的保护半径，
r x = h ( 2 h r - h ) - h x ( 2 h r - h x )
其中，rx表示第一避雷针或第二避雷针在hx高度的所述火箭活动发射平台的横向剖面上的保护半径，h表示第一避雷针或第二避雷针的高度，hr表示滚球半径，hx表示被保护物的高度。
5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的火箭活动发射平台的防雷方法，其特征在于：当被保护物的高度大于45m时，则通过如下公式计算所述第一避雷针和第二避雷针在所述火箭活动发射平台的横向剖面上的保护半径，
当hx≥0.5h时，rx＝(h-hx)P；
当hx＜0.5h时，rx＝(1.5h-2hx)P；
其中，rx表示第一避雷针或第二避雷针在hx高度的所述火箭活动发射平台的横向剖面上的保护半径，h表示第一避雷针或第二避雷针的高度，hx表示被保护物的高度，P表示高度影响系数；
当h≤30m时，P＝1；
当h＞30m时，
6.根据权利要求5所述的火箭活动发射平台的防雷方法，其特征在于：所述第一避雷针和第二避雷针在地面的保护半径r地＝1.5hP。
7.根据权利要求1或6所述的火箭活动发射平台的防雷方法，其特征在于：所述各个独立的引线分别布置于独立的线槽或桥架内。
8.根据权利要求7所述的火箭活动发射平台的防雷方法，其特征在于：引线连线采用最小连线长度原则，并采用树形结构布线。
9.根据权利要求1所述的火箭活动发射平台的防雷方法，其特征在于：将所述第一避雷针和所述第二避雷针集成于雷电防护***中，所述雷电防护***包括内部LPS和外部LPS，所述外部LPS包括所述第一避雷针和所述第二避雷针。
10.根据权利要求1所述的火箭活动发射平台的防雷方法，其特征在于：所述第一避雷针和所述第二避雷针的长度均为2m，引线的横截面积为70mm2。
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