本發(fā)明涉及火箭發(fā)射防雷技術(shù)領(lǐng)域，更為具體來說，本發(fā)明為一種火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的防雷方法。

背景技術(shù)：

氣候環(huán)境對(duì)火箭能否發(fā)射成功有著重要的影響，特別是雷電對(duì)火箭及其發(fā)射平臺(tái)產(chǎn)生的影響。比如，在中國海南發(fā)射場，根據(jù)中國氣象局雷電防護(hù)管理辦公室發(fā)布的統(tǒng)計(jì)，海南年平均雷暴日數(shù)93.8d/a，而且據(jù)統(tǒng)計(jì)近幾年雷暴日數(shù)達(dá)到114.4d/a，根據(jù)多年雷暴日資料統(tǒng)計(jì),文昌市的平均年雷暴日達(dá)90天以上，屬強(qiáng)雷區(qū)。但是，現(xiàn)有技術(shù)的防雷效果并不理想。

因此，如何提高火箭發(fā)射平臺(tái)對(duì)氣候環(huán)境的適應(yīng)性以及如何提高火箭發(fā)射平臺(tái)的防雷效果，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題和始終研究的重點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的火箭發(fā)射平臺(tái)的防雷方案效果不理想的問題，本發(fā)明公開了一種火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的防雷方法，通過巧妙地設(shè)計(jì)避雷針的布置方案和接地方案，從而達(dá)到火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的防雷目的，有效防止了直擊雷雷擊和側(cè)擊雷雷擊對(duì)火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的損害，進(jìn)而提高了火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)對(duì)氣候環(huán)境的適應(yīng)性。

為達(dá)到上述的技術(shù)目的，本發(fā)明公開了一種火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的防雷方法，所述火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)包括臍帶塔及與臍帶塔連接的四個(gè)擺桿，在所述臍帶塔頂部安裝用于防護(hù)直擊雷雷擊的第一避雷針，且所述第一避雷針采用獨(dú)立的引線與發(fā)射場接地網(wǎng)等電位連接；在所述四個(gè)擺桿端部分別安裝用于防護(hù)側(cè)擊雷雷擊的第二避雷針，且每個(gè)第二避雷針采用獨(dú)立的引線與發(fā)射場接地網(wǎng)等電位連接。

本發(fā)明創(chuàng)新地在臍帶塔頂部和四個(gè)擺桿端部安裝避雷針，并結(jié)合合理的引線接地方案達(dá)到了減少甚至避免發(fā)射平臺(tái)遭受雷擊的可能性，提高了火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)對(duì)氣候環(huán)境的適應(yīng)性。

進(jìn)一步地，所述第一避雷針為可伸縮的避雷針。

本發(fā)明創(chuàng)新地采用了可伸縮的特制的避雷針，更好地實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移、中和、感應(yīng)放電，并能有效地提高接閃電壓、減少遭雷擊概率，在少接閃、少引雷的前提下使被保護(hù)物少受雷擊。

進(jìn)一步地，所述發(fā)射場接地網(wǎng)屬于發(fā)射平臺(tái)接地系統(tǒng)，發(fā)射平臺(tái)接地系統(tǒng)還包括防雷電涌保護(hù)地、設(shè)備保護(hù)地及信號(hào)地，且所述發(fā)射場接地網(wǎng)、防雷電涌保護(hù)地、設(shè)備保護(hù)地、信號(hào)地之間相互隔離。

通過嚴(yán)格的四地隔離方案，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)將雷電流有效地泄入大地，從而避免雷電流對(duì)其他地產(chǎn)生影響，進(jìn)而避免雷電流損害設(shè)備的可能性。

進(jìn)一步地，當(dāng)被保護(hù)物的高度小于或等于45m時(shí)，通過如下方式計(jì)算所述第一避雷針和第二避雷針在所述火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的橫向剖面上的保護(hù)半徑，

其中，rx表示第一避雷針或第二避雷針在hx高度的所述火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的橫向剖面上的保護(hù)半徑，h表示第一避雷針或第二避雷針的高度，hr表示滾球半徑，hx表示被保護(hù)物的高度。

通過上述改進(jìn)的技術(shù)方案，本發(fā)明能夠有效判斷出當(dāng)被保護(hù)物的高度小于或等于45m時(shí)避雷針的保護(hù)半徑，從而本發(fā)明能夠針對(duì)具體情況以及防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)避雷針的長度。

進(jìn)一步地，當(dāng)被保護(hù)物的高度大于45m時(shí)，則通過如下公式計(jì)算所述第一避雷針和第二避雷針在所述火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的橫向剖面上的保護(hù)半徑，

當(dāng)hx≥0.5h時(shí)，rx＝(h-hx)p；

當(dāng)hx＜0.5h時(shí)，rx＝(1.5h-2hx)p；

其中，rx表示第一避雷針或第二避雷針在hx高度的所述火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的橫向剖面上的保護(hù)半徑，h表示第一避雷針或第二避雷針的高度，hx表示被保護(hù)物的高度，p表示高度影響系數(shù)；

當(dāng)h≤30m時(shí)，p＝1；

當(dāng)h＞30m時(shí)，

通過上述改進(jìn)的技術(shù)方案，本發(fā)明能夠有效判斷出當(dāng)被保護(hù)物的高度大于45m時(shí)避雷針的保護(hù)半徑，從而本發(fā)明能夠針對(duì)具體情況及防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)避雷針的長度。

進(jìn)一步地，所述第一避雷針和第二避雷針在地面的保護(hù)半徑r地＝1.5hp。

通過上述改進(jìn)的技術(shù)方案，本發(fā)明能夠有效判斷出避雷針在地面的保護(hù)半徑r地＝1.5hp。

進(jìn)一步地，所述各個(gè)獨(dú)立的引線分別布置于獨(dú)立的線槽或橋架內(nèi)。

進(jìn)一步地，引線連線采用最小連線長度原則，并采用樹形結(jié)構(gòu)布線。

通過上述改進(jìn)的技術(shù)方案，達(dá)到避免引線彎角、打結(jié)或盤環(huán)等現(xiàn)象的發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)更有效地將雷電流泄入大地，提高防雷效果。而且本發(fā)明能夠?qū)⒅睋衾捉拥仉娮杞档椭?.05歐姆以下，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于常規(guī)的1歐姆直擊雷接地電阻要求。

進(jìn)一步地，將所述第一避雷針和所述第二避雷針集成于雷電防護(hù)系統(tǒng)中，所述雷電防護(hù)系統(tǒng)包括內(nèi)部lps和外部lps，所述外部lps包括所述第一避雷針和所述第二避雷針。

進(jìn)一步地，所述第一避雷針和所述第二避雷針的長度均為2m，引線的橫截面積為70mm²。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明創(chuàng)新地對(duì)現(xiàn)有方案進(jìn)行改進(jìn)，巧妙設(shè)計(jì)了避雷針的安裝位置和引線接線方案，通過本發(fā)明的火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的防雷方法，能夠有效避免雷電流對(duì)發(fā)射平臺(tái)設(shè)備造成損害。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的防雷方法的實(shí)施狀態(tài)示意圖。

圖2為計(jì)算避雷針保護(hù)范圍的示意圖。

圖中，

1、第一避雷針；2、擺桿；3、第二避雷針；4、臍帶塔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明的火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的防雷方法進(jìn)行詳細(xì)的解釋和說明。

如圖1、2所示，本發(fā)明公開了一種火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的防雷方法，一般來說，火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)包括臍帶塔4及與臍帶塔4連接的四個(gè)擺桿2，本發(fā)明創(chuàng)新地在臍帶塔頂部安裝用于防護(hù)直擊雷雷擊的第一避雷針1，且第一避雷針1采用獨(dú)立的引線與發(fā)射場接地網(wǎng)等電位連接，本實(shí)施例中，第一避雷針1優(yōu)選為可伸縮的避雷針，只有在發(fā)射平臺(tái)進(jìn)入露天環(huán)境時(shí)才伸出；本發(fā)明在四個(gè)擺桿2端部分別安裝用于防護(hù)側(cè)擊雷雷擊的第二避雷針3，且每個(gè)第二避雷針3采用獨(dú)立的引線與發(fā)射場接地網(wǎng)等電位連接，第二避雷針3優(yōu)選為可放倒、便于安裝拆卸的結(jié)構(gòu)，只有在發(fā)射平臺(tái)進(jìn)入露天環(huán)境時(shí)才豎起。一般情況下，臍帶塔頂部和四個(gè)擺桿端部各安裝一根避雷針即可，因而本發(fā)明可只需五根避雷針，并且可采用玻璃鋼支撐桿結(jié)構(gòu)支撐避雷針。本實(shí)施例中，在發(fā)射平臺(tái)內(nèi)部設(shè)計(jì)獨(dú)立線槽或橋架，各個(gè)獨(dú)立的引線分別布置于獨(dú)立的線槽或橋架內(nèi)，從臍帶塔底部出臺(tái)體，其接地點(diǎn)與平臺(tái)行走接地裝置(接地靴)單點(diǎn)可靠連接，且與設(shè)備保護(hù)地、信號(hào)地等其他接地點(diǎn)不共軌，在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，接地電纜與接地板之間，任一接點(diǎn)的接觸電阻不能大于1毫歐姆，連接部位要求打磨后進(jìn)行熱熔接處理，焊接部分做防鹽霧處理；而且引線連線采用最小連線長度原則，并采用樹形結(jié)構(gòu)布線。本發(fā)明通過直擊雷、側(cè)擊雷防護(hù)和接地措施，提高了火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)在多雷暴的氣候環(huán)境條件下的適應(yīng)性。

更為具體來說，本發(fā)明涉及的發(fā)射場接地網(wǎng)屬于發(fā)射平臺(tái)接地系統(tǒng)，發(fā)射平臺(tái)接地系統(tǒng)還包括防雷電涌保護(hù)地、設(shè)備保護(hù)地及信號(hào)地，且發(fā)射場接地網(wǎng)、防雷電涌保護(hù)地、設(shè)備保護(hù)地、信號(hào)地之間相互嚴(yán)格隔離。

本發(fā)明中，可將第一避雷針1和第二避雷針3集成于雷電防護(hù)系統(tǒng)中，雷電防護(hù)系統(tǒng)(lps)是針對(duì)極高能量的雷電流脈沖所產(chǎn)生的損害的防護(hù)系統(tǒng)，用于防止或減少實(shí)體損害或人身傷害。雷電防護(hù)系統(tǒng)包括內(nèi)部lps和外部lps，外部lps主要由接閃器、下引線以及接地系統(tǒng)組成，本發(fā)明涉及的第一避雷針1和第二避雷針3可理解為一種接閃器，所以外部lps包括第一避雷針1和第二避雷針3，外部lps的主要作用是截獲擊向被保護(hù)物的直擊雷或側(cè)擊雷，引導(dǎo)雷電流并泄放入大地；內(nèi)部lps主要包括保持lps部件與金屬件的電氣絕緣和必要的等電位連接等。本實(shí)施例中，第一避雷針1和第二避雷針3的長度均為2m，引線的橫截面積為70mm²。

本發(fā)明還提供了防雷方法的進(jìn)一步改進(jìn)方案，并具體公開了避雷針的保護(hù)范圍。

當(dāng)被保護(hù)物的高度小于或等于45m時(shí)，如圖2所示，通過如下方式計(jì)算第一避雷針1和第二避雷針3在火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的橫向剖面上的保護(hù)半徑，即第一避雷針1和第二避雷針3的保護(hù)半徑均可采用下述的公式計(jì)算?；鸺顒?dòng)發(fā)射平臺(tái)的橫向剖面即為圖2中的xx’平面，a、b點(diǎn)為滾球球心，圖2中下部陰影部分為避雷針可保護(hù)范圍的剖面圖。

其中，rx表示第一避雷針1或第二避雷針3在hx高度的火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的橫向剖面上的保護(hù)半徑，h表示第一避雷針1或第二避雷針3的高度，hr表示滾球半徑，hx表示被保護(hù)物的高度。

當(dāng)被保護(hù)物處于圖2中的包絡(luò)線范圍內(nèi)時(shí)，可得到防雷保護(hù)。顯然，選擇的滾球半徑越小，保護(hù)效果越好，但是保護(hù)的范圍也越小，滾球半徑的選擇可根據(jù)gb50057規(guī)范中對(duì)被保護(hù)物重要性的界定來選擇合適的滾球半徑。

當(dāng)被保護(hù)物的高度大于45m甚至達(dá)到60m時(shí)，如果需按照二類及以上等級(jí)保護(hù)時(shí)，此時(shí)的滾球半徑hr＝45m；則通過如下公式計(jì)算第一避雷針1和第二避雷針3在火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的橫向剖面上的保護(hù)半徑，

當(dāng)hx≥0.5h時(shí)，rx＝(h-hx)p；

當(dāng)hx＜0.5h時(shí)，rx＝(1.5h-2hx)p；

其中，rx表示第一避雷針1或第二避雷針3在hx高度的火箭活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的橫向剖面上的保護(hù)半徑，h表示第一避雷針1或第二避雷針3的高度，hx表示被保護(hù)物的高度，p表示高度影響系數(shù)；

當(dāng)h≤30m時(shí)，p＝1；

當(dāng)h＞30m時(shí)，

在上述條件下，第一避雷針1和第二避雷針3在地面的保護(hù)半徑r_地＝1.5hp。

下面對(duì)臺(tái)體直擊雷防護(hù)和擺桿直擊雷防護(hù)進(jìn)行舉例說明。

因下部的臺(tái)體高度小于0.5h，所以當(dāng)hx＜0.5h時(shí)，則避雷針高度h＝(rx/p+2hx)/1.5，比如，將發(fā)射平臺(tái)數(shù)據(jù)帶入后得到h＝39.5m，在臍帶塔高度大于39.5m的情況下，只要在臍帶塔頂部安裝第一避雷針，則下部的臺(tái)體必然處在第一避雷針的直擊雷保護(hù)范圍內(nèi)。

因擺桿的高度大于0.5h，當(dāng)hx＞0.5h時(shí)，則避雷針高度h＝rx/p+hx，比如，將發(fā)射平臺(tái)數(shù)據(jù)帶入后得到h＝51.012m，則在臍帶塔高度大于51.012m的情況下，只要在臍帶塔頂部安裝第一避雷針，則擺桿必然處于第一避雷針的直擊雷保護(hù)范圍內(nèi)。

經(jīng)過四年多的大量實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐表明，在火箭發(fā)射平臺(tái)的臍帶塔、上擺桿、下擺桿處各安裝2m長的避雷針后，能夠達(dá)到有效防止直擊雷雷擊和側(cè)擊雷雷擊，且在強(qiáng)雷電區(qū)域運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“本實(shí)施例”、“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明實(shí)質(zhì)內(nèi)容上所作的任何修改、等同替換和簡單改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。