电荷获取设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种电荷获取设备及方法，电荷获取设备包括：电荷收聚网，用于收聚大气或带电云层中的电荷；支撑装置，用于将电荷收聚网置于大气或带电云层中；电荷引入导线，其上端与电荷收聚网连接，下端与电能收储装置连接；电能收储装置，用于收聚从电荷引入导线传输下来的电能并存储；优点在于采用电荷收聚网来收集大气中或带电云层中的电荷并传输到电荷引入导线上，收集的电荷量可以通过调整电荷收聚网的大小来设置，电荷收聚网采用弹簧状导线编织成，可以张拉伸缩，因此可以根据实际需求来调整电荷收聚网的大小以，通过设置分流保护器，当导线中电流电压过大时，将多余的电流导向大地，保护电能收储装置的安全。

Charge acquisition equipment and methods

The present invention discloses a charge acquisition device and method. Charge acquisition equipment includes: charge collecting net, used to gather the charge in the atmosphere or charged cloud; a support device is used to place a charge collection net in an atmosphere or charged cloud; the charge is introduced to a wire, its upper end is connected with an electric charge gathering net, the lower end and the electrical energy storage. An electrical energy storage device used to collect and store electrical energy transferred from a charge into a wire; the advantage is to use a charge collection net to collect the charge in the atmosphere or charged cloud and transfer to the charge into the wire. The amount of charge collected can be set by adjusting the size of the charging and collecting net, and the charge is charged. The polynet is woven with a spring wire, which can stretch and stretch, so the size of the charge collecting net can be adjusted according to the actual demand. By setting the shunt protector, the excess current is directed to the earth when the current and voltage in the wire is too large, and the safety of the electrical energy storage device is protected.

【技术实现步骤摘要】
电荷获取设备及方法
本专利技术涉及电能收储
，尤其是涉及一种能够收储大气中电荷以及带电云层中电荷的电荷获取设备及方法。
技术介绍
在地球表面的大气中存在有大量的悬浮电荷，在没有电闪雷鸣的云层里和天空也是有悬浮电荷的存在，这些悬浮电荷相对于地球的大地始终保持着0电位状态。而这些悬浮电荷大多数是带正电的，它与大地的零电位构成一个电位差。当天空出现云层时，由于云层是由潮湿的水蒸气形成，具有导电和半导体的特性，所以大气中的悬浮电荷都会被吸附、聚集到云层中去，随着云层的电荷密度增高、空气湿度越大、云层与地面距离越近它与大地间的电阻就越小，这时积电云层它就会向地面释放电流，这就是雷电。其实雷电的形成过程是一种电容充电过程，打雷则是一种电容击穿的放电效应。声势浩大的雷电一直被人们认为是一种自然灾害，它会霹死人、毁坏建筑物、引发火灾，因此人们多有畏惧。但其实雷电是一种造福人类且在地球运动过程中取之不尽的绿色环保能源，近代的很多科学家想利用它来收集电能；有资料显示，一个闪电的的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培，闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特，一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座中小型核电站的输出功率。然而由于雷电能量巨大，特别在放电的一刹那惊天动地，其破坏性极大，所以一直未能为人类所利用，如果要从瞬间雷暴中直接收集电能量并将它储存起来，这在现有技术和设备条件下是不可能实现的。更有一些科学家为此而献身，如十八世纪的俄国科学家里赫曼就为对地雷的探究而献出了生命；在地球能源行将枯竭的今天，人类要在地球上继续生存下去，必须先要解决能源，因此人们对于自然存在的如此大的电能量让其白白浪费总是不甘心的，如何安全而有效的聚集、获取宇宙电能是亟待解决的科学难题。本专利技术认为，在宇宙中旋转的地球本身就是个磁性体，受到宇宙综合磁场的作用下会切割磁力线产生感应电流，这一感应电流中的正电荷以悬浮状态存在于空中，在地球外层形成电离层，而负电荷由于大地相对电离层是带零电位的，所以空中的正电荷会自然地向大地方向流动形成自然的电回路，但地球表面与电离层之间由于包裹着空气，有研究发现干燥、纯净的空气是绝缘的，而实际上由于地球上火山、风暴和太阳照射，以及人类活动，使包裹着地球的空气中存在着烟尘、水汽等导电微粒杂质，因此部分电荷会从电离层脱离而吸附在这些杂质中，比较典型的就是带电云层(也称为积电云层)。由于各带电云层所具备的云层面积和杂质含量不同，以及云层的聚散、升降，各带电云层上的积电量是不同的，因此我们能够看到天空中闪电的大小是变幻无常的，其中部分带电云层会由于雨水积聚量大而接近地面，在湿度较大的情况下，会由于带电云层与地面之间因电位差导致积电云层直接穿过空间向地面放电，从而出现雷暴。例如在我国西藏詹娘舍哨所，因地处在海拔4655米高原上，自然此地空气密就度小，相对对地电阻值就会越低。所以空中的云层一旦到达哨所上空就会迅速积聚电荷然后向大地放电。雷电是一种尚未得到系统有效开发的能源。所以有很多涉及本领域的技术人员都想开发利用它，设想从带电云层中收集电能，如公布号为CN103619116A的中国专利技术专利《消灭闪电雷声的闪电前的雷电接收站》，但根据这种雷电接收站对其所采用的方式分析：一、所述的雷电接收器是采用与避雷针相同形式接收云中电荷，因为它的电荷收聚量非常有限，阻止不了云层中电荷的积聚而成为雷暴。二、一旦电荷积聚成为雷暴，所述的雷电接收站与雷电接收器是如何去转换这突如其来而瞬间即逝的3万～30万安，1千万瓦的巨大之电能成为可用之电能，这在该专利申请文件中并未提到。所以它的应用价值与实用性由待磋商。又如授权公告号CN102595752B中国专利技术专利《雷电接收系统》，该专利是采用从通过雷电接收天线直接从雷电中获取电能，然后对瞬间发生的数亿伏特的电压与数万安培的电流的强大雷电用“多级分流”去缓冲并“一一收服的技术方案”。根据CN102595752B专利所阐述的“强波发射器”、“雷电监控系统”、“线路长度调器”、“双向自控电闸”这些器具设备最终都要靠机械动作来完成，作为直接通过雷电接收天线将雷引下来，那么雷电的速度与经过电脑感知到，到微处理器发送控制指令然后转为“双向自控电闸”，虽然这个时间很短暂，而机械动作的速度是抵不上电流的速度的，因此到靠机械动作来完成的电闸去分流时这时整个雷电“接收储换系统”早已遭损毁。因此从雷电中直接收集电能而采用机械手段来避险这是非常危险的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够安全、有效的从大气及云层中获取电荷的电荷获取设备及方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电荷获取设备，它包括：电荷收聚网，用于收聚大气或带电云层中的电荷；支撑装置，用于将电荷收聚网置于大气或带电云层中；电荷引入导线，其上端与电荷收聚网连接，下端与电能收储装置连接；电能收储装置，用于收聚从电荷引入导线传输下来的电能并存储。作为优选，所述电能收储装置包括：分流保护器和蓄电池组，所述分流保护器和蓄电池组并联设置。通过分流保护器保护蓄电池组的安全。作为优选，所述分流保护器包括至少一组并联连接到一起的电容式调压分流器，所述电容式调压分流器的正极与电荷引入导线的下端连接，电容式调压分流器的负极通过接地导线接地。如果电荷引入导线中的电流或电压过高，则电容式调压分流器正负电极近距离放电，使电流通过接地导线与接地金属网板传送到大地，从而保护电能收储装置的安全。分流保护器还包括与电容式调压分流器并联设置的至少一组过分流器。所述分流器是继电容式调压分流器降压分流后的二次分流，所述二次分流是在强雷暴袭击时周围所产生的强磁场会引发电气设备自身产生感应电流，为防止毁坏电子元器件而设置二次分流保护器，通过分流器将感应电流导入大地。当电荷引入导线所引入的电压超过电能收储装置的接收范围时，分流器会自动向大地分流。采用分流器也可以限制蓄电池组的输入接口的电流，进而保护蓄电池组的安全。所述接地导线还连接一埋在地下的接地金属网板，接地导线与接地金属网板连接，通过该接地金属网板接地。过压电流通过接地金属网板快速分散，不会导致导线局部过热而发生熔断等事故。所述电能收储装置还包括与蓄电池组并联设置的输变电接口。输变电接口可接直流变交流转换器及其它输变电设备，从而将电能收储装置连接到电网。所述支撑装置包括支柱，电荷收聚网安装在支柱的顶部，电荷收聚网与支柱顶端之间还设有绝缘隔离部件，所述电荷引入导线沿支柱设置。这种支撑装置为单柱式支撑，结构简单，成本相对较低，没有地形限制，容易施工。所述支柱安装在基座上，所述支柱中部绑有与地面固定的攀桩线。采用该结构使支柱更加稳固。所述支柱为多节液压套杆式，其高度可调节；所述支撑装置还包括支柱升降液压泵，以及微机自动控制器和云层高度测距仪，支柱升降液压泵和测距仪分别与微机自动控制器相连接；所述的测距仪用于测量云层离地面的距离，并将信息返回给微机自动控制器，所述电荷收聚网的高度升降调节是由计算机系统的微机自动控制器通过控制支柱升降液压泵控制，用于自动调节支柱的高度。采用该结构，能够自动调整电荷收聚网到云朵出现的位置，使电荷收聚网在空中能选择到电荷量最多的高度位子及云层中能找到电荷密度大的中心层，支柱高度和对电能收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电荷获取设备，其特征在于，它包括：电荷收聚网(1‑1)，用于收集大气或带电云层中的电荷；支撑装置(2)，用于将电荷收聚网(1‑1)置于大气或带电云层中；电荷引入导线(1‑2)，其上端与电荷收聚网(1‑1)连接，下端与电能收储设备(3)连接；电能收储设备(3)，用于收集从电荷引入导线(1‑2)传输下来的电能并存储。

【技术特征摘要】
1.一种电荷获取设备，其特征在于，它包括：电荷收聚网(1-1)，用于收集大气或带电云层中的电荷；支撑装置(2)，用于将电荷收聚网(1-1)置于大气或带电云层中；电荷引入导线(1-2)，其上端与电荷收聚网(1-1)连接，下端与电能收储设备(3)连接；电能收储设备(3)，用于收集从电荷引入导线(1-2)传输下来的电能并存储。2.根据权利要求1所述的电荷获取设备，其特征在于，所述电能收储设备(3)包括：分流保护器和蓄电池组(3-7)，所述分流保护器和蓄电池组(3-7)并联设置。3.根据权利要求2所述的电荷获取设备，其特征在于，所述分流保护器包括至少一组并联连接到一起的电容式调压分流器(3-1)，所述电容式调压分流器(3-1)的正极与电荷引入导线(1-2)的下端连接，所述电容式调压分流器(3-1)的负极通过接地导线(3-8)接地。4.根据权利要求3所述的电荷获取设备，其特征在于：所述分流保护器还包括与电容式调压分流器(3-1)并联设置的至少一组分流器(3-5)。5.根据权利要求3所述的电荷获取设备，其特征在于：所述接地导线(3-8)还连接一埋在地下的接地金属网板(3-9)，接地导线(3-8)与接地金属网板(3-9)连接，通过该接地金属网板(3-9)接地。6.根据权利要求2所述的电荷获取设备，其特征在于：所述电能收储装置(3)还包括与蓄电池组(3-7)并联设置的输变电接口。7.根据权利要求1所述的电荷获取设备，其特征在于：所述支撑装置(2)包括支柱(2-1)，电荷收聚网(1-1)安装在支柱(2-1)的顶部，电荷收聚网(1-1)与支柱(2-1)顶端之间还设有绝缘隔离部件(2-6)，所述电荷引入导线(1-2)沿支柱(2-1)设置。8.根据权利要求7所述的电荷获取设备，其特征在于：所述支柱(2-1)安装在基座上，所述支柱(2-1)中部绑有与地面固定的攀桩线(2-7)。9.根据权利要求8所述的电荷获取设备，其特征在于：所述支柱(2-1)为多节液压套杆式，其高度可调节；所述支撑装置(2)还包括支柱升降液压泵(2-2)，以及微机自动控制器(4-1)和云层高度测距仪(4-2)，支柱升降液压泵(2-2)和测距仪(4-2)分别与微机自动控制器(4-1)相连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱柏康，邱晟，
申请(专利权)人：邱柏康，
类型：发明
国别省市：浙江,33