本發(fā)明涉及防雷避雷技術(shù)，具體涉及一種船舶航行狀態(tài)下的防雷裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)通常位于船底和水接觸，泄放雷電到大地，水翼船是一種利用水翼(即水下翼)升力使船體離水的船只，其結(jié)構(gòu)和工作原理不同于傳統(tǒng)的船舶，當(dāng)船體離開(kāi)水面的時(shí)候，導(dǎo)致防雷措施失效，雷電會(huì)對(duì)水翼船的電子設(shè)備、動(dòng)力系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、人員安全等造成嚴(yán)重威脅。

2、具體危害有：

3、1.對(duì)船舶結(jié)構(gòu)的損害

4、直接物理?yè)p害：雷電具有極高的能量，如果直接擊中船體，可能會(huì)導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部熔化、燒傷或穿孔。尤其是船體的金屬部分(如鋼鐵、鋁合金等)在雷電流通過(guò)時(shí)可能受到嚴(yán)重的熱沖擊，造成材料的損壞。

5、高溫引發(fā)火災(zāi)：雷擊時(shí)，船體可能會(huì)瞬間產(chǎn)生高溫(幾千至上萬(wàn)攝氏度)，如果船舶有易燃物品或油料泄漏，可能引發(fā)火災(zāi)，危及船舶和船員的安全。

6、2.電氣系統(tǒng)的損壞

7、電子設(shè)備損壞：船舶的電氣系統(tǒng)，包括導(dǎo)航儀器、雷達(dá)、通訊設(shè)備、自動(dòng)化控制系統(tǒng)等，都是雷電襲擊的主要目標(biāo)。雷電的強(qiáng)電流會(huì)通過(guò)電氣線(xiàn)路侵入船舶系統(tǒng)，損壞或燒毀敏感的電子元件。

8、電力系統(tǒng)故障：船舶的電力供應(yīng)系統(tǒng)(包括發(fā)電機(jī)、配電系統(tǒng)等)如果受到雷擊，可能導(dǎo)致整個(gè)船舶失去電力供應(yīng)，船舶將無(wú)法正常航行或完成基本操作。

9、電涌與浪涌：雷電的電涌或浪涌不僅會(huì)直接損壞電子設(shè)備，還可能通過(guò)電力線(xiàn)路傳播到其他設(shè)備中，造成設(shè)備間的連鎖故障。特別是現(xiàn)代船舶中高度依賴(lài)電子控制系統(tǒng)，一旦雷擊引發(fā)電涌，會(huì)影響船舶的安全航行。

10、3.對(duì)通訊系統(tǒng)的影響

11、通訊中斷：雷擊可能導(dǎo)致船舶的無(wú)線(xiàn)電通訊設(shè)備和衛(wèi)星通訊設(shè)備出現(xiàn)故障，使得船舶與外界失去聯(lián)系。航行中的船舶如果在惡劣天氣中與岸基或其他船舶失去聯(lián)系，可能會(huì)加劇航行的風(fēng)險(xiǎn)。

12、雷電干擾：雷電釋放的電磁波可能對(duì)船舶的通訊設(shè)備造成強(qiáng)烈干擾，甚至使得通訊信號(hào)完全喪失，嚴(yán)重影響指揮調(diào)度和應(yīng)急響應(yīng)。

13、4.船員生命安全威脅

14、直接雷擊傷害：如果船舶在雷擊時(shí)未能有效避雷，雷電可能直接擊中船員所在的區(qū)域，尤其是高處的駕駛艙或露天甲板。雖然雷電直接擊中船員的幾率較小，但一旦發(fā)生，可能會(huì)造成嚴(yán)重的燒傷、心臟驟?；蛩劳?。

15、電擊傷害：雷電通過(guò)船舶的電氣系統(tǒng)傳播時(shí)，也可能造成船員觸電，特別是在船員接觸電氣設(shè)備或金屬部分時(shí)，可能引起嚴(yán)重的電擊傷害。

16、5.導(dǎo)航與控制系統(tǒng)的失效

17、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)失靈：現(xiàn)代船舶常配備自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，雷擊可能導(dǎo)致該系統(tǒng)失效，迫使船員手動(dòng)控制航向。這不僅增加了船員的工作負(fù)擔(dān)，也會(huì)增加航行過(guò)程中發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)。

18、雷達(dá)和導(dǎo)航系統(tǒng)失效：雷電可能會(huì)破壞雷達(dá)和導(dǎo)航系統(tǒng)的正常工作，影響船舶在復(fù)雜環(huán)境中的定位與避障能力，尤其是在暴風(fēng)雨、霧霾等天氣條件下。

19、6.引發(fā)二次災(zāi)害

20、火災(zāi)和爆炸風(fēng)險(xiǎn)：雷擊后產(chǎn)生的高溫可能點(diǎn)燃船舶的燃料、油料或其他易燃物，甚至引發(fā)爆炸。尤其是油輪、化學(xué)品運(yùn)輸船等特殊船舶，其貨物本身具備較高的爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

21、泄漏與污染：如果雷擊導(dǎo)致燃料系統(tǒng)、化學(xué)品存儲(chǔ)艙等破損，可能會(huì)造成油氣或化學(xué)品泄漏，污染海洋環(huán)境，并可能引發(fā)火災(zāi)或爆炸。

22、7.影響船舶航行安全

23、航行穩(wěn)定性受影響：雷電還可能通過(guò)引起船舶結(jié)構(gòu)震動(dòng)或振動(dòng)，導(dǎo)致船體不穩(wěn)定，影響航行安全。尤其在雷電頻繁的海域，雷電的連續(xù)襲擊會(huì)干擾船舶的穩(wěn)定性。

24、航速降低：船舶若因雷擊導(dǎo)致電力供應(yīng)、導(dǎo)航或動(dòng)力系統(tǒng)的損壞，可能會(huì)無(wú)法保持正常航速，甚至面臨失控的風(fēng)險(xiǎn)。

25、8.保險(xiǎn)與經(jīng)濟(jì)損失

26、保險(xiǎn)理賠：船舶在雷電襲擊中造成的損壞，通常會(huì)導(dǎo)致較高的維修成本或替換設(shè)備費(fèi)用。對(duì)于船東來(lái)說(shuō)，雷擊可能會(huì)增加保險(xiǎn)賠償?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)。

27、航行延誤與停運(yùn)：由于雷擊帶來(lái)的損害，船舶可能需要停航維修，影響航行計(jì)劃，進(jìn)而引發(fā)經(jīng)濟(jì)損失或航運(yùn)延誤。

28、水翼船通常航行速度較快，船體處于水面上方，極易受到雷電的襲擊，若不進(jìn)行有效的防雷設(shè)計(jì)，雷電會(huì)對(duì)水翼船的電子設(shè)備、動(dòng)力系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、人員安全等造成嚴(yán)重威脅。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種船舶航行狀態(tài)下的防雷裝置及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的水翼船船體處于水面上方而遭受雷電襲擊時(shí)，雷電無(wú)法釋放的不足之處。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種船舶航行狀態(tài)下的防雷裝置，包括船體，所述船體頂部一側(cè)固定安裝有避雷針，所述船體后部固定安裝有固定件，所述固定件一側(cè)設(shè)置有支柱，所述支柱通過(guò)固定件固定安裝于船體后方，所述支柱底部固定安裝有后穩(wěn)定翼，所述后穩(wěn)定翼底部固定安裝有錫塊，所述避雷針與錫塊通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)電性連接。

3、進(jìn)一步地，所述導(dǎo)線(xiàn)包括：

4、聚乙烯層，其作為最外層，提供防水和機(jī)械保護(hù)；

5、聚酯樹(shù)脂層，其設(shè)置于聚乙烯層內(nèi)側(cè)，所述聚酯樹(shù)脂層提供防水性能和耐腐蝕性能；

6、鋼絞線(xiàn)層，其設(shè)置于聚酯樹(shù)脂層內(nèi)側(cè)，所述鋼絞線(xiàn)層用于增加抗拉強(qiáng)度和抗測(cè)壓能力；

7、鋁制防水層，其設(shè)置于鋼絞線(xiàn)層內(nèi)側(cè)，所述鋁制防水層用于提供進(jìn)一步的防水保護(hù)，防止水的滲透；

8、聚碳酸酯層，其設(shè)置于鋁制防水層內(nèi)側(cè)，所述聚碳酸酯層用于提供額外的機(jī)械保護(hù)和化學(xué)穩(wěn)定性；

9、絕緣層，其設(shè)置于聚碳酸酯層內(nèi)側(cè)；

10、金屬線(xiàn)，其設(shè)置于絕緣層內(nèi)側(cè)，所述金屬線(xiàn)用于導(dǎo)電。

11、進(jìn)一步地，所述錫塊部分位于后穩(wěn)定翼內(nèi)側(cè)，錫塊底部與后穩(wěn)定翼底部處于同一平面。

12、進(jìn)一步地，所述金屬線(xiàn)一端與避雷針底部固定連接，所述金屬線(xiàn)貫穿船體頂部并延伸至船體內(nèi)側(cè)，所述金屬線(xiàn)沿船體內(nèi)側(cè)布置并從船體后方穿過(guò)船體延伸至支柱內(nèi)側(cè)。

13、進(jìn)一步地，所述聚乙烯層內(nèi)側(cè)與聚酯樹(shù)脂層外側(cè)固定連接，所述聚酯樹(shù)脂層內(nèi)側(cè)與鋼絞線(xiàn)層外側(cè)固定連接，所述鋼絞線(xiàn)層內(nèi)側(cè)與鋁制防水層外側(cè)固定連接，鋁制防水層內(nèi)側(cè)與聚碳酸酯層外側(cè)固定連接，所述聚碳酸酯層內(nèi)側(cè)與絕緣層外側(cè)固定連接，所述絕緣層內(nèi)側(cè)與金屬線(xiàn)外側(cè)固定連接。

14、進(jìn)一步地，所述金屬線(xiàn)的材質(zhì)為銅線(xiàn)或錫線(xiàn)的一種。

15、一種船舶航行狀態(tài)下的防雷系統(tǒng)，其適用于任一所述的一種船舶航行狀態(tài)下的防雷裝置，所述防雷系統(tǒng)包括避雷單元、雷電流引導(dǎo)單元和錫塊，其中避雷單元用于吸引船體附近的雷電，所述雷電流引導(dǎo)單元用于為被避雷單元吸引的雷電提供釋放路徑，所述錫塊用于將雷電流引導(dǎo)單元內(nèi)的電流釋放至海水中。

16、進(jìn)一步地，所述避雷單元為避雷針。

17、進(jìn)一步地，所述雷電流引導(dǎo)單元為導(dǎo)線(xiàn)。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種船舶航行狀態(tài)下的防雷裝置及系統(tǒng)，通過(guò)在后穩(wěn)定翼增加接地裝置，使得被避雷針吸引的雷電通過(guò)后穩(wěn)定翼釋放至海水中。

技術(shù)特征：

1.一種船舶航行狀態(tài)下的防雷裝置，包括船體(1)，其特征在于，所述船體(1)頂部一側(cè)固定安裝有避雷針(5)，所述船體(1)后部固定安裝有固定件(2)，所述固定件(2)一側(cè)設(shè)置有支柱(3)，所述支柱(3)通過(guò)固定件(2)固定安裝于船體(1)后方，所述支柱(3)底部固定安裝有后穩(wěn)定翼(4)，所述后穩(wěn)定翼(4)底部固定安裝有錫塊(7)，所述避雷針(5)與錫塊(7)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)(6)電性連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶航行狀態(tài)下的防雷裝置，其特征在于，所述導(dǎo)線(xiàn)(6)包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶航行狀態(tài)下的防雷裝置，其特征在于，所述錫塊(7)部分位于后穩(wěn)定翼(4)內(nèi)側(cè)，錫塊(7)底部與后穩(wěn)定翼(4)底部處于同一平面。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種船舶航行狀態(tài)下的防雷裝置，其特征在于，所述金屬線(xiàn)(67)一端與避雷針(5)底部固定連接，所述金屬線(xiàn)(67)貫穿船體(1)頂部并延伸至船體(1)內(nèi)側(cè)，所述金屬線(xiàn)(67)沿船體(1)內(nèi)側(cè)布置并從船體(1)后方穿過(guò)船體(1)延伸至支柱(3)內(nèi)側(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種船舶航行狀態(tài)下的防雷裝置，其特征在于，所述聚乙烯層(61)內(nèi)側(cè)與聚酯樹(shù)脂層(62)外側(cè)固定連接，所述聚酯樹(shù)脂層(62)內(nèi)側(cè)與鋼絞線(xiàn)層(63)外側(cè)固定連接，所述鋼絞線(xiàn)層(63)內(nèi)側(cè)與鋁制防水層(64)外側(cè)固定連接，鋁制防水層(64)內(nèi)側(cè)與聚碳酸酯層(65)外側(cè)固定連接，所述聚碳酸酯層(65)內(nèi)側(cè)與絕緣層(66)外側(cè)固定連接，所述絕緣層(66)內(nèi)側(cè)與金屬線(xiàn)(67)外側(cè)固定連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種船舶航行狀態(tài)下的防雷裝置，其特征在于，所述金屬線(xiàn)(67)的材質(zhì)為銅線(xiàn)或錫線(xiàn)的一種。

7.一種船舶航行狀態(tài)下的防雷系統(tǒng)，其適用于權(quán)利要求1-6任一所述的一種船舶航行狀態(tài)下的防雷裝置，其特征在于，所述防雷系統(tǒng)包括避雷單元、雷電流引導(dǎo)單元和錫塊(7)，其中避雷單元用于吸引船體(1)附近的雷電，所述雷電流引導(dǎo)單元用于為被避雷單元吸引的雷電提供釋放路徑，所述錫塊(7)用于將雷電流引導(dǎo)單元內(nèi)的電流釋放至海水中。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種船舶航行狀態(tài)下的防雷系統(tǒng)，其特征在于，所述避雷單元為避雷針(5)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種船舶航行狀態(tài)下的防雷系統(tǒng)，其特征在于，所述雷電流引導(dǎo)單元為導(dǎo)線(xiàn)(6)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種船舶航行狀態(tài)下的防雷裝置及系統(tǒng)，涉及防雷避雷領(lǐng)域，包括船體，所述船體頂部一側(cè)固定安裝有避雷針，所述船體后部固定安裝有固定件，所述固定件一側(cè)設(shè)置有支柱，所述支柱通過(guò)固定件固定安裝于船體后方，所述支柱底部固定安裝有后穩(wěn)定翼，所述后穩(wěn)定翼底部固定安裝有錫塊，所述避雷針與錫塊通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)電性連接；該船舶航行狀態(tài)下的防雷裝置及系統(tǒng)，通過(guò)在后穩(wěn)定翼增加接地裝置，使得被避雷針吸引的雷電通過(guò)后穩(wěn)定翼釋放至海水中。

技術(shù)研發(fā)人員：李檸
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市博察科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8