《防雷多功能保护插座》－第五届－中国宋庆龄基金会少年儿童发明奖

《防雷多功能保护插座》

来源：发布时间：2007-12-29 浏览次数：776

铜奖

作品名称：《防雷多功能保护插座》
延边尹佳佳

作品说明

 1、制作工具：(1)电烙铁；(2)铁剪刀；(3)螺丝刀；(4)钳子；(5)电焊锡等。
    2、制作材料：(1)漏电短路开关一只；(2)插座一只；(3)羊角放电器一块；(4)补偿电容一只，放电电阻一个；(5)插头一个，不同类型的电线若干；(6)小木箱一个。(7)二级管IN4007 1只，电阻（降压）1只，发光二级管1只。(8)接地体1套。
    3、将上述制作材料按照下列实物图或电路图连接在一起即成了我发明的"防雷多功能保护插座"。
    三、工作原理：
    将防雷多功能保护器的插头插入(或接头线接入)220伏的电源线上，羊角放电器下端接地，在插座上插入要使用的电器，就有防感应雷和雷电波等多种作用。    具体工作原理如下：
    1、当电源接通正常工作时，一旦有损坏和漏电的电器，保护器工作，若人或动物触及电器，保护器能有效地保护生命安全。
    2、有雷雨时，一旦线路遭到雷击，保护器跳闸、断路，羊角放电器往大地放电，能有效地保护电器，保护人的生命安全。
    3、在小水轮发电机发电时，电容能起补偿同时避免发电机同波震荡、起到电压稳定的作用。

发明小故事

 内容摘要：我发明的"防雷多功能保护插座"，是将短路漏电开关、羊角放电器、补偿电容、放电电阻等组合在一起而制作成的一个防雷电波和感应雷的防雷装置插座。当电源接通正常工作时，一旦有损坏和漏电的电器，保护器工作，若人或动物触及电器，保护器能有效地保护生命安全；有雷雨时，一旦线路遭到雷击，羊角放电器往大地放电，能有效地保护电器，保护人的生命财产安全；在小水轮发电机发电时，电容能起补偿同时避免发电机同波震荡、起到电压稳定的作用。它具有资金投入少、制作过程简单、使用方便、实用性强等主要优点，应用范围极广，在无防感应雷及雷电波设施的农村家庭及于小水轮发电机上，具有推广利用价值。
    一、选题的发现：
    2003年7月30日，初考结束，我到离县城30多里的苴力镇苴力村委会务本村的姨妈家做客。晚饭后，天空乌云密布，觉得似乎比平常早黑了一些，我们打开电视，电视里精彩的节目深深吸引了我，使我忘记了周围的一切。忽然，电闪雷鸣，炸雷由远及近滚滚而来，震声吓人，闪电刺眼，不一会儿，姨妈家的电视就没有画面了，接着，电也停了，电视里精彩的电视节目不能看了，这令人十分扫兴。半个多小时后，电灯亮了，我再次打开电视想继续欣赏那精彩的电视节目，但无论怎样调频道和调整电视线路，那精彩的电视节目始终再也放不出来了。第二天，我和姨妈背着电视到镇上的电视维修处修理，听修理师傅说，姨妈家的电视是被雷击了。我疑惑不解，什么是雷击呢?为什么在室内的电视也会遭雷击呢?
一晃眼，暑假结束了，我上初一了，但雷电击毁电视的事情让我一直铭记在心，课余时间，我找了许多有关雷电方面的书籍看，想把雷电击毁电视的事情弄清楚。我的做法感动了父母，得到了父母的大力支持，父母经常带我去请教一些电器修理方面的师傅，终于弄清了雷电方面的许多知识。
    雷击大致有三种类型：(1)直接雷击；(2)沿金属管路、电器线路引入的电流波(雷电波侵入)雷击；(3)空中传播的雷电电磁波(感应雷)雷击。
常规的避雷原理是吸引下行的雷电(更准确的讲是拦截)通道，并将雷电主放电电流经过引下线及接地装置疏导入地，保护避雷针保护范围内的物体免遭雷击，避雷针只能防直击雷，而对进入建筑的雷电波和感应雷却没有保护效力。姨妈家的电视机就是被雷电波或感应雷击坏的。
    现在，我们已经进入信息时代，各种先进的测量、保护、监控电信和计算机等电子产品正日益广泛地应用于各种建筑物中，这些微电子仪器设备普遍存在这绝缘强度低、大气过电压耐受能力差的致命弱点，一旦遭到雷电波造成的过电压冲击，轻则造成这些电子系统运行失灵，重则造成永久性损坏，而且这样的雷击损失已经越来越严重。我县的电力系统也采取了许多有效的防雷措施，如在变压器上安装避雷器等。因此，在我县县城及距变压器较近的地方极少听说雷电击坏电器的情况。而姨妈家用的电路，因为线路距变压器较远(2.5公里以外)，她家的电视被雷击自然也就很正常了。同时，我也了解到，在我县还有一些100W－5000W不等的小水轮发电机，这些发电机结构简单，线路又长，在雷雨季节经常遭雷击，给发电机及用户带来很大危害。
    如何让想姨妈家这种离变压器较远的独家户(村)及小水轮发电机及用户不遭雷击呢?这个问题一直困扰着我，我通过认真思考和查阅有关资料，在2004年11月的一天，我终于想到，如果把短路漏电开关、羊角放电器组合在一起，不就可以制作一个防雷电波和感应雷的防雷装置了吗?我请教了老师，老师说我的想法很好。我又请教了修理电器的陈师傅，在他的帮助、指导下，我制作了三个防雷击、防漏电等多功能保护插座，一个给姨妈家，另两个送给我县苴力镇锅底山种药的农户和新街镇罗荡村委会五盘磨村7千瓦小水轮发电机使用，从2004年安装使用至今，皆未遭雷击。因此，我就想到，如果把防雷击、防漏电多功能保护插座广泛地应用到山区、农村的广大的农村家庭电器上和小水轮发电机上，能够有效地保护广大人民的生命财产安全。
    二、制作过程如下：
    1、制作工具：(1)电烙铁；(2)铁剪刀；(3)螺丝刀；(4)钳子；(5)电焊锡等。
    2、制作材料：(1)漏电短路开关一只；(2)插座一只；(3)羊角放电器一块；(4)补偿电容一只，放电电阻一个；(5)插头一个，不同类型的电线若干；(6)小木箱一个。(7)二级管IN4007 1只，电阻（降压）1只，发光二级管1只。(8)接地体1套。
    3、将上述制作材料按照下列实物图或电路图连接在一起即成了我发明的"防雷多功能保护插座"。
    三、工作原理：
    将防雷多功能保护器的插头插入(或接头线接入)220伏的电源线上，羊角放电器下端接地，在插座上插入要使用的电器，就有防感应雷和雷电波等多种作用。具体工作原理如下：
    1、当电源接通正常工作时，一旦有损坏和漏电的电器，保护器工作，若人或动物触及电器，保护器能有效地保护生命安全。
    2、有雷雨时，一旦线路遭到雷击，保护器跳闸、断路，羊角放电器往大地放电，能有效地保护电器，保护人的生命安全。
    3、在小水轮发电机发电时，电容能起补偿同时避免发电机同波震荡、起到电压稳定的作用。
    四、主要优点：
    1、制作过程简单(制作过程已有)；
    2、使用方便(使用方法已有)；
    3、资金投入少，便于推广应用；
    4、实用性强，应用范围广，可用于无防感应雷及雷电波设施的农村家庭，也可以用于小水轮发电机。