CN1968563A - 一种防雷装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防雷装置及方法，所述装置包括：信号线、开关、控制器、防雷器以及被保护设备。其中控制器用于预测雷击并根据预测结果控制开关的闭合方向，当预测到有雷击时，控制器控制开关断开，此时开关接地将雷击产生的电流导入地；当预测没有雷击时，控制器控制开关闭合到防雷器。采用上述防雷装置能够减少被保护设备遭受雷击的几率。
Description
技术领域
本发明涉及一种防雷技术，尤其涉及一种通信技术中的防雷装置及方法。
背景技术
目前，CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)和WCDMA(WideCode Division Multiple Access，宽带码分多址)基站的防雷功能主要依靠GPS(Global Position System，全球定位系统)天线防雷器来实现。
图1是一种现有技术中码分多址基站的防雷装置图。该装置包括避雷器101、GPS天线102、GPS天线防雷器103、基站104以及接地排105。其中，GPS天线防雷器103主要由气体放电管、压敏电阻以及电压钳位型瞬态抑制(TVS，Transient Voltage Suppression)二极管等组成。
避雷器101与GPS天线102相连，用于保护GPS天线102免遭雷击。GPS天线102接GPS天线防雷器103。GPS天线防雷器103另一端接基站104，其用于保护基站104免受雷击。在发生雷击时，避雷器101将雷击产生的电流导入大地，由于避雷器101主要防止直击雷，而对雷击时会产生残压不能有效的避免，因此残压会进入GPS天线防雷器103，GPS天线防雷器103将残压转化为一个较低的电压值，从而达到保护基站104的目的。
但是，采用上述防雷的方案后设备遭受雷击的几率比较大。因为当发生雷击时，产生的残压会进入GPS天线防雷器103，而GPS天线防雷器103的气体放电管和压敏电阻使用寿命相对较短，多次雷电冲击后性能会下降，虽然TVS管的使用寿命相对较长，但当通过的过电流太大时，也可能造成TVS管被炸裂而损坏。因此，在雷击对GPS天线防雷器103器件造成损坏的情况下，设备遭受雷击的几率比较大。
此外，GPS天线防雷器103受雷击损坏后需要更换，也使得设备成本和维护成本增高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种防雷装置，从而提高了防雷的几率，从而避免设备遭受雷击。
本发明要解决的技术问题是提供一种防雷方法，从而提高了防雷的几率，从而避免设备遭受雷击。
为解决上述第一技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的，本发明提供一种防雷装置，包括：信号线、防雷器以及被保护设备，防雷器与被保护设备连接，该装置还包括：开关和控制器，所述开关一端接信号线，另一端接防雷器，所述控制器用于预测雷击并根据预测结果控制开关的闭合，控制器预测到有雷击时，开关断开；控制器预测到没有雷击时，开关与防雷器连接。
优选地，所述控制器与开关连接，控制开关的闭合。
优选地，所述控制器连接湿度传感器，根据来自湿度传感器的信号预测雷击。
优选地，所述控制器中存储有雷击在地域上的时间分布特性的信息，根据所述信息预测雷击。
优选地，所述控制器连接天线，根据来自天线信号中的气象部门的预测结果预测雷击。
为解决上述第二技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的，本发明还提供一种防雷方法，包括步骤：
采用控制器预测雷击，当预测到有雷击时，控制器控制开关断开，开关与地连接；当预测到没有雷击时，控制器控制开关闭合，开关与防雷器连接。
优选地，所述控制器根据雷击在地域上的时间分布特性、湿度传感器对空气湿度的感应以及气象部门的预测结果中的至少一种预测雷击。
以上技术方案可以看出，由于本发明利用控制器预测雷击并根据预测结果来控制开关的闭合方向，从而在有雷击发生时，将信号线与被保护设备断开，从而提高了防雷的几率。
附图说明
图1为现有的防雷装置结构图；
图2为本发明的防雷装置结构图；
图3为本发明防雷方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图2与图3对本发明的具体实施方案进行详细描述。
本发明防雷装置第一实施例，请参见图2，本发明提供一种防雷装置，该装置包括：避雷器201、天线202、天线防雷器203、开关204、控制器205、基站206、接地排207以及湿度传感器208。
其中，控制器205用于预测雷击，并根据预测结果控制开关204的闭合方向，该控制器205可以独立存在，也可以集成在基站206中。基站206具有时钟自保持功能，一定时间内天线信号丢失，基站性能不受影响。
请参见图2，该装置中天线202接开关204，控制器205一端与开关204连接，另一端与湿度传感器208连接，控制器205上存储有雷击在地域上时间分布特性的信息，控制器205根据该信息预测雷击。如在某一地区，3月的某一段时间发生雷击比较频繁，控制器205根据该信息在这一段时间预测可能发生雷击，则控制器205控制开关204断开，此时开关204与接地排207连接，通过接地将雷击产生的电流导入大地；如果预测到没有雷击时，控制器205控制开关204与天线防雷器203相连，天线防雷器203另一端与基站206连接。
本发明防雷装置第二实施例，请参见图2，本发明提供一种防雷装置，该装置包括：避雷器201、天线202、天线防雷器203、开关204、控制器205、基站206、接地排207以及湿度传感器208。
其中，控制器205用于预测雷击，并根据预测结果控制开关204的闭合方向，该控制器205可以独立存在，也可以集成在基站206中。基站206具有时钟自保持功能，一定时间内天线信号丢失，基站性能不受影响。
请参见图2，该装置中天线202接开关204，控制器205一端与开关204连接，另一端与湿度传感器208连接，湿度传感器208能够感应空气湿度，雷击一般发生在雨天，此时空气湿度比较低，湿度传感器208将感应的空气湿度结果告知控制器205，控制器205根据该信息预测雷击。如果空气湿度比较低则可能发生雷击，控制器205控制开关204断开，此时开关204与接地排207连接，通过接地将雷击产生的电流导入大地；如果空气湿度比较高，则可能没有雷击，控制器205控制开关204与天线防雷器203相连，天线防雷器203另一端与基站206连接。
本发明防雷装置第三实施例，请参见图2，本发明提供一种防雷装置，该装置包括：避雷器201、天线202、天线防雷器203、开关204、控制器205、基站206、接地排207以及湿度传感器208。
其中，控制器205用于预测雷击，并根据预测结果控制开关204的闭合方向，该控制器205可以独立存在，也可以集成在基站206中。基站206具有时钟自保持功能，一定时间内天线信号丢失，基站性能不受影响。
请参见图2，该装置中天线202接开关204，控制器205一端与开关204连接，另一端与湿度传感器208连接，控制器205通过天线接收到来自气象部门对天气的预测结果，并根据该结果预测雷击，如果预测有雷击，则控制器205控制开关204断开，此时开关204与接地排207连接，通过接地将雷击产生的电流导入大地；如果控制器205预测到没有雷击时，控制器205控制开关204与天线防雷器203相连，天线防雷器203另一端与基站206连接。
本发明防雷装置第四实施例，请参见图2，本发明提供一种防雷装置，该装置包括：避雷器201、天线202、天线防雷器203、开关204、控制器205、基站206、接地排207以及湿度传感器208。
其中，控制器205用于预测雷击，并根据预测结果控制开关204的闭合方向，该控制器205可以独立存在，也可以集成在基站206中。基站206具有时钟自保持功能，一定时间内天线信号丢失，基站性能不受影响。
请参见图2，该装置中天线202接开关204，控制器205一端与开关204连接，另一端与湿度传感器208连接，控制器205通过存储的雷击在地域上时间分布特性的信息、通过天线接收到来自气象部门对天气的预测结果以及湿度传感器208对空气湿度的感应结果，预测雷击，控制器205可以通过上述方法的任意结合来预测雷击。如控制器205根据雷击地域上时间分布特性可以确定在3月的一段时间可能发生雷击，此时在根据气象部门的预测结果可以确定在某一天可能发生，而在这一天湿度传感器根据空气湿度的结果预测可能在这一天的那个时间段发生雷击，从而可以更加准确的预测雷击。控制器205预测有雷击时，则控制器205控制开关204断开，此时开关204与接地排207连接，通过接地将雷击产生的电流导入大地；如果控制器205预测到没有雷击时，控制器205控制开关204与天线防雷器203相连，天线防雷器203另一端与基站206连接。
本发明还涉及一种防雷的方法，具体包括以下步骤：
请参见图2，本发明防雷方法第一实施例，控制器根据雷击地域上的时间分布特性进行预测雷击，其中，控制器205上存储有雷击在地域上的时间分布特性的信息，雷击在某一地区的一段时间内比较集中，比如在某地一年当中3月份中某一段时间雷击发生频繁，而在其他时间段雷击几率比较小，那么控制器205就可以利用雷击的这种特性，预测在该地区3月份这段时间有雷击。
请参见图2，控制器205预测到雷击发生时，控制器205控制开关204的S端闭合到A，开关204与接地排207相连，此时天线防雷器203与天线202断开，雷击电流被导入大地，天线防雷器203在与天线202断开后，基站206本地时钟与天线信号中的定时信息将会产生一个时间误差，该时间误差小于一个设定的门限值M时，基站206就会进入自保持状态，基站206进入自保持状态后，不能接收到天线的信号，但基站206的性能不受影响，能够正常工作。
控制器205预测到没有雷击时，控制开关204闭合到天线防雷器203，此时天线防雷器203与天线202连接，基站206接收天线信号。基站206接收到天线信号后，从信号中提取长期稳定性好、精度高的定时信息，并将该定时信息与当地时钟比较，如果产生的误差小于设定的另一门限值N，则保持基站206本地时钟不变；如果误差大于设定的该门限值N，基站206则校准本地时钟。
其中，当开关闭合到地时间很长的时候，这段长时间内的天线信号丢失，也就是说基站206在很长的时间里面没有校准本地时钟，就有可能使本地时钟误差变大，只要这个误差不大于门限值N，那么基站206就是可以正常工作的。当开关闭合到天线防雷器203的时候，基站206就与天线202连接，此时这个时候如果误差大于门限值N，基站就会根据定时信息调整本地时钟。
本发明防雷方法第二实施例，控制器根据湿度传感器感应空气湿度来预测雷击，控制器205一端接湿度传感器208，一端接开关204，由于雷击大都发生在雨天，此时空气中湿度比较大，湿度传感器208感应到空气湿度的变化，并将结果告知控制器205，控制器205根据湿度传感器的感应结果来预测雷击。
请参见图2，控制器205预测到雷击发生时，控制器205控制开关204的S端闭合到A，开关204与接地排207相连，此时天线防雷器203与天线202断开，雷击电流被导入大地，天线防雷器203在与天线202断开后，基站206本地时钟与天线信号中的定时信息将会产生一个时间误差，该时间误差小于一个设定的门限值M时，基站206就会进入自保持状态，基站206进入自保持状态后，不能接收到天线的信号，但基站206的性能不受影响，能够正常工作。
控制器205预测到没有雷击时，控制开关204闭合到天线防雷器203，此时天线防雷器203与天线202连接，基站206接收天线信号。基站206接收到天线信号后，从信号中提取长期稳定性好、精度高的定时信息，并将该定时信息与当地时钟比较，如果产生的误差小于设定的另一门限值N，则保持基站206本地时钟不变；如果误差大于设定的该门限值N，基站206则校准本地时钟。
其中，当开关闭合到地时间很长的时候，这段长时间内的天线信号丢失，也就是说基站206在很长的时间里面没有校准本地时钟，就有可能使本地时钟误差变大，只要这个误差不大于门限值N，那么基站206就是可以正常工作的。当开关闭合到天线防雷器203的时候，基站206就与天线202连接，此时这个时候如果误差大于门限值N，基站就会根据定时信息调整本地时钟。
本发明防雷方法第三实施例，控制器根据本地气象部门的预测结果来预测雷击；
其中，气象部门的预测结果相对准确，当气象部门预测到有雷击时，并通过天线信号将预测结果告知控制器，控制器根据气象部门的预测结果进行预测。
请参见图2，控制器205预测到雷击发生时，控制器205控制开关204的S端闭合到A，开关204与接地排207相连，此时天线防雷器203与天线202断开，雷击电流被导入大地，天线防雷器203在与天线202断开后，基站206本地时钟与天线信号中的定时信息将会产生一个时间误差，该时间误差小于一个设定的门限值M时，基站206就会进入自保持状态，基站206进入自保持状态后，不能接收到天线的信号，但基站206的性能不受影响，能够正常工作。
控制器205预测到没有雷击时，控制开关204闭合到天线防雷器203，此时天线防雷器203与天线202连接，基站206接收天线信号。基站206接收到天线信号后，从信号中提取长期稳定性好、精度高的定时信息，并将该定时信息与当地时钟比较，如果产生的误差小于设定的另一门限值N，则保持基站206本地时钟不变；如果误差大于设定的该门限值N，基站206则校准本地时钟。
其中，当开关闭合到地时间很长的时候，这段长时间内的天线信号丢失，也就是说基站206在很长的时间里面没有校准本地时钟，就有可能使本地时钟误差变大，只要这个误差不大于门限值N，那么基站206就是可以正常工作的。当开关闭合到天线防雷器203的时候，基站206就与天线202连接，此时这个时候如果误差大于门限值N，基站就会根据定时信息调整本地时钟。
本发明防雷方法第四实施例，控制器205根据雷击在地域上的时间分布特性、湿度传感器208的感应结果以及气象部门的天气预测结果中的任意组合来预测雷击，控制器根据雷击的地域上的时间分布特性能够预测在大致时间内可能发生的雷击，在这段时间内在使用湿度传感器对空气湿度的感应结果就能比较准确的预测雷击的时间，比如控制器根据雷击在地域上的时间分布特性确定大致在3月份雷击发生的几率比较高，在3月的时间内，根据气象部门对天气的预测结果确定在一定时间内可能发生雷击，之后使用湿度传感器对空气湿度进行感应，如果湿度比较低，则可能发生雷击。控制器根据以上几中结果的结合就能比较准确的预测雷击发生的时间了。
请参见图2，控制器205预测到雷击发生时，控制器205控制开关204的S端闭合到A，开关204与接地排207相连，此时天线防雷器203与天线202断开，雷击电流被导入大地，天线防雷器203在与天线202断开后，基站206本地时钟与天线信号中的定时信息将会产生一个时间误差，该时间误差小于一个设定的门限值M时，基站206就会进入自保持状态，基站206进入自保持状态后，不能接收到天线的信号，但基站206的性能不受影响，能够正常工作。
控制器205预测到没有雷击时，控制开关204闭合到天线防雷器203，此时天线防雷器203与天线202连接，基站206接收天线信号。基站206接收到天线信号后，从信号中提取长期稳定性好、精度高的定时信息，并将该定时信息与当地时钟比较，如果产生的误差小于设定的另一门限值N，则保持基站206本地时钟不变；如果误差大于设定的该门限值N，基站206则校准本地时钟。
其中，当开关闭合到地时间很长的时候，这段长时间内的天线信号丢失，也就是说基站206在很长的时间里面没有校准本地时钟，就有可能使本地时钟误差变大，只要这个误差不大于门限值N，那么基站206就是可以正常工作的。当开关闭合到天线防雷器203的时候，基站206就与天线202连接，此时这个时候如果误差大于门限值N，基站就会根据定时信息调整本地时钟。
以上对本发明所提供的一种天线防雷装置及方法进行了详细介绍，上述实施例中不局限于天线，采用其他信号线也可实现本发明目的，本发明所保护设备不仅限于基站，对其他的设备同样能达到保护目的，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1、一种防雷装置，包括：信号线、防雷器以及被保护设备，防雷器与被保护设备连接，其特征在于，该装置还包括：开关和控制器，所述开关一端接信号线，另一端接防雷器，所述控制器用于预测雷击并根据预测结果控制开关的闭合，控制器预测到有雷击时，开关断开；控制器预测到没有雷击时，开关与防雷器连接。
2、根据权利要求1所述的防雷装置，其特征在于，所述控制器与开关连接，控制开关的闭合。
3、根据权利要求1所述的防雷装置，其特征在于，所述控制器连接湿度传感器，根据来自湿度传感器的信号预测雷击。
4、根据权利要求1所述的防雷装置，其特征在于，所述控制器中存储有雷击在地域上的时间分布特性的信息，根据所述信息预测雷击。
5、根据权利要求1所述的防雷装置，其特征在于，所述控制器通过来自信号线信号中的气象部门的预测结果预测雷击。
6、一种防雷方法，其特征在于，包括步骤：
采用控制器预测雷击，当预测到有雷击时，控制器控制开关断开，开关与地连接；当预测到没有雷击时，控制器控制开关闭合，开关与防雷器连接。
7、根据权利要求6所述的防雷方法，其特征在于，所述控制器根据雷击在地域上的时间分布特性、湿度传感器对空气湿度的感应以及气象部门的预测结果中的至少一种预测雷击。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100818 Termination date: 20130630 |