[發明專利]基于雷電風險預警的文物建筑遠程控制隱蔽式防雷裝置

在審

• 申請號: 202211548104.7
• 申請日: 2022-12-05
• 公開（公告）號: CN115939940A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 蔣慧靈;張越;鄧青;周亮;周正青;高學鴻
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H01T19/04
• 分類號: H01T19/04;G06F16/25;G06F17/18
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波;鄧琳

1.一種基于雷電風險預警的文物建筑遠程控制隱蔽式防雷裝置，其特征在于，所述防雷裝置隱蔽置于仿真樹殼體內部，包括雷電風險預警模塊、電動伸縮式接閃機構及接地模塊；

所述雷電風險預警模塊包括歷史數據分析單元、實時數據監測單元、雷電風險預測單元及風險預警預報單元；所述電動伸縮式接閃機構包括依次連接的直流驅動電機、齒輪機構、電動伸縮桿，以及設置在所述電動伸縮桿頂部的尖端接閃針；所述接地模塊包括避雷引下線及接地端；

其中，所述電動伸縮式接閃機構中的直流驅動電機與所述雷電風險預警模塊中的風險預警預報單元連接，能夠根據所述風險預警預報單元輸出的預警信息及發出的預警動作啟動防雷功能；所述接地模塊中的避雷引下線一端與所述尖端接閃針連接，另一端與接地端連接。

2.根據權利要求1所述的基于雷電風險預警的文物建筑遠程控制隱蔽式防雷裝置，其特征在于，所述雷電風險預警模塊中：

所述歷史數據分析單元用于采集并存儲文物古建筑自身數據及所在地的歷史雷電數據，建立雷電風險預測的數據庫；

所述實時數據監測單元用于實時采集文物古建筑所在地的實時雷電數據；

所述雷電風險預測單元用于根據所述數據庫信息建立雷電風險預測模型，預測雷電風險因子大小，并基于雷電風險因子大小確定雷電風險預警等級；

所述風險預警預報單元用于當雷電風險預警等級大于預設的觸發條件時，輸出預警信息并發出預警動作；所述預警動作即自動或手動遠程遙控所述電動伸縮式接閃機構啟動防雷功能；

其中，所述風險預警預報單元連接供電裝置，能夠為雷電風險預警模塊中各單元的正常運行提供續航電源；所述供電裝置采用蓄電池組或可充電的鋰電池。

3.根據權利要求2所述的基于雷電風險預警的文物建筑遠程控制隱蔽式防雷裝置，其特征在于，所述數據庫包括三方面信息：

文物古建筑自身數據，包括：文物古建筑所處地況、當地氣候條件、文物古建筑高度、文物古建筑防雷等級、文物建筑物數量規模；

文物古建筑所在地歷史雷電數據，包括：指定時間段內的年平均雷暴日數、雷暴日、月均雷暴日分布、雷暴初日、雷暴終日變化趨勢圖、雷暴持續期變化圖；

文物古建筑所在地實時雷電數據，包括：雷電防護設備在預定時間段內的實時運行數據、文物古建筑所在地實時雷電數據。

4.根據權利要求2所述的基于雷電風險預警的文物建筑遠程控制隱蔽式防雷裝置，其特征在于，所述預測雷電風險因子大小是指：通過對所述數據庫信息進行匯總、分析及處理，建立雷電風險預測模型，利用所述雷電風險預測模型預測出文物古建筑遭受雷電風險的大小；其分析處理的結果涵蓋以下幾方面內容：

保護對象所在市縣的平均落雷密度圖；

保護對象所在地指定范圍內閃電發生分布圖、閃電次數變化分布圖；

指定時間段內閃電峰值強度分布圖；

指定時間段內閃電強度變化趨勢圖。

5.根據權利要求2所述的基于雷電風險預警的文物建筑遠程控制隱蔽式防雷裝置，其特征在于，所述確定雷電風險預警等級是指：利用預測出的雷電風險因子大小得到量化的雷電風險評估值大小，再結合雷電防護設備的實時運行數據來確定文物古建筑雷電風險預警等級。

6.根據權利要求5所述的基于雷電風險預警的文物建筑遠程控制隱蔽式防雷裝置，其特征在于，所述輸出預警信息是指：將量化的雷電風險評估值與預設的雷電預警閾值相比較，若雷電風險評估值超出雷電預警閾值，則觸發雷電預警信號。

7.根據權利要求6所述的基于雷電風險預警的文物建筑遠程控制隱蔽式防雷裝置，其特征在于，所述發出預警動作是指：設置自動或手動遠程開啟防雷裝置兩種模式，電動伸縮式接閃機構與雷電風險預警模塊之間電性連接，雷電風險預警模塊的控制平臺遙控電動伸縮式接閃機構啟動，對文物古建筑進行防護；

其中，自動開啟的設置是為在安全管理人員操作失誤、疏忽或受外界客觀條件影響下，收到雷電預警信號卻無法手動遙控啟動電動伸縮式接閃機構時，由控制平臺自動觸發電動伸縮式接閃機構的直流驅動電機開啟防雷功能；

所述的遙控方式采用wifi信號或5G移動網絡信號進行通訊傳輸。