亚洲成年人黄色一级片,日本香港三级亚洲三级,黄色成人小视频,国产青草视频,国产一区二区久久精品,91在线免费公开视频,成年轻人网站色直接看

對物理事件的效應如閃電的效應進行防護的裝置的制作方法

文檔序號:6000371閱讀:257來源:國知局
專利名稱:對物理事件的效應如閃電的效應進行防護的裝置的制作方法
技術領域
本發(fā)明的對象在于一種對物理事件的效應如閃電的效應進行防護的裝置,該物理事件在電導體中產生電流。因此,本發(fā)明尤其適用于稱為避雷針的裝置。
背景技術
閃電實際上是一種具有大破環(huán)能力的高強度放電。目前這種自然現(xiàn)象仍難以預見。為了直面這種情形,已知的防護閃電系統(tǒng)尋求以受控的方式向大地導引放電,以避免在工業(yè)設施和人口聚集中心產生損害。避雷針仍是這些預防閃電系統(tǒng)中的基礎性元件之一。如此已知實際中的避雷針類型的裝置,其例如布置在某些建筑物的頂部,其目的在于引受閃電,以使得閃電被疏導和引送到大地,并且如此不會擊打其它任何地方。在基礎版本的避雷針中,避雷針由桅桿或金屬桿組成,桅桿或金屬桿的端部可以完全是漸尖的(尖端的)或圓形的,并且布置在高處。這種桿體通過導電電纜與大地相連接。不同類型的改良型避雷針已經得到開發(fā),避雷針的效力得到提高。這種避雷針更為細致地考慮如在下文中所闡述的由閃電構成的自然現(xiàn)象。在暴風雨時,云層帶上電。由帶電云層和地面組成的系統(tǒng)——帶電云層和地面通過空氣層隔開數(shù)百米到數(shù)千米——承擔巨型電容器的角色,在該電容器中空氣承擔電介質的角色。與閃電相關聯(lián)的物理事件與電容器的退降(d6gradati0n)方法完全類似。如此,參照圖Ia和lb,在由理想表面10、11組成的電容器中,電場線12垂直地從帶正電的表面10開始,并同樣垂直地進到帶負電的表面11 (見圖la)。表面的不平整引起電場線12的集中效應(見圖lb)。電場的這種局部強化以尖端效應的名稱公知。電場在凸凹不平的表面(asp6rit6)13周圍中的強烈梯度引起,從某個閾值開始,在電介質中存在的分子的電離。這種電離現(xiàn)象依次引起稱為電暈效應或電暈光效應的發(fā)光。在本說明書的下文中,電暈效應因此意指本身接著尖端效應進行的電離現(xiàn)象之后的發(fā)光。在電離中釋放的帶電微粒通過電場沿著力線加速,并通過碰撞其它分子結束。這種碰撞引起新的電離,在新的電離時,釋放出新的帶電微粒,并且伴隨有相同的加速和碰撞方式。最終結果被稱為電子雪崩,電子雪崩表現(xiàn)為傳導經過在電容器板極之間的空間的電流。這種雪崩通過在電場中容納的能量進行供給。該現(xiàn)象組成介電材料的退降方法或斷裂方法的開始,介電材料在電子雪崩發(fā)生處變?yōu)閷w。
如果如此建立的導電通路連接電容器的兩板極,通過尋求等于兩板級的帶電狀態(tài),建立比電子雪崩的電流強烈很多的電流。通過類比,和參照圖加到2c,在大氣范圍內,閃電是這樣一種現(xiàn)象通過閃電電介質(空氣層)被退降,建立將雷雨云15的放電帶向地面的導電通路14(見圖h、2b、2c)。最常見類型的閃電通過從云層向地面的下行放電Ha開始,通常稱為下行示蹤器 (traceur) 14a(見圖 2a)。當接近碰撞區(qū)域時,這種示蹤器1 使得電場突然增大。這種增大引起在地面的不平整上出現(xiàn)電暈效應。如此產生稱為上行示蹤器14b的不同的電子雪崩電流(圖2b)。這些電流向下行示蹤器1 傳導。當下行示蹤器1 和上行示蹤器14b之一接觸時,建立導電通路14,該導電通路允許云層15向地面放電(圖2c)。一旦電場的電流強度下降,余下的上行示蹤器 14b耗盡。避雷針因此基于尖端效應的原理。實際上,避雷針利于在下行示蹤器接近時形成上行示蹤器。此外,物體被布置在高處,以使得從避雷針離開的上行示蹤器對來自較低的不平整的可能的其它上行示蹤器具有優(yōu)勢。如此通過將避雷針放置在高處,尋求最大化從避雷針離開的上行示蹤器與下行示蹤器建立接觸和建立導電通路的可能性。一旦建立導電通路,該導電通路允許經過避雷針和導電電纜將閃電的放電導引直至大地。不同類型的改良型避雷針,和尤其是這些稱為觸發(fā)裝置避雷針(PDA)的避雷針, 尋求通過從避雷針的桿體(上端部)產生上行示蹤器來對這種現(xiàn)象進行預測,所述上行示蹤器具有比通過位于附近的其它物體產生的上行示蹤器更大的優(yōu)勢,即放電的導電通路在該避雷針處建立而不是在位于附近的物體處建立的可能性更大。這種改良型避雷針的原理在于利于產生生成上行示蹤器的電子雪崩(例如通過放電)的事實。為了能夠使該上行示蹤器對由周圍環(huán)境的不平整自然產生的上行示蹤器具有優(yōu)勢,PDA應包括允許對下行示蹤器的到達進行預測的部件。已知允許對閃電的到達進行預測的裝置。當這種裝置探測到下行示蹤器到達時, 這種裝置在避雷針的上端部附近產生放電,以產生電子雪崩,因此產生將與下行示蹤器形成閃電放電的導電通路的上行示蹤器。這種裝置例如在文獻FR 2590737或文獻FR 2750806中進行描述。然而,在這些裝置中安裝的自由電荷的生成系統(tǒng)并不能真正地控制電荷生成的時刻。不過,電荷圍繞避雷針的蓄積會具有負面效應,這是因為電荷引起屏蔽效應,同時局部地減小電場的值。為了試圖解決該問題,某些裝置,如在文獻FR 2590737中描述的裝置,納入測量系統(tǒng),該測量系統(tǒng)允許對下行示蹤器的接近進行預測,并允許僅僅當必要時激活產生自由電荷的系統(tǒng)。確切地說,對電場變化的測量允許探測下行示蹤器的接近。如此,當探測到與存在下行示蹤器相關聯(lián)的強烈電場變化時,系統(tǒng)發(fā)起在電極系統(tǒng)和避雷針的桿體之間的高壓放電。這種放電產生大量的自由電荷,自由電荷依次產生電子雪崩。在這種裝置中,關鍵在于能夠測定需要產生自由電荷的準確時刻,同時最大化如此產生的上行示蹤器是將截取下行示蹤器的上行示蹤器的可能性。概念“準確時刻”因此與以下時刻相關聯(lián),在該時刻下行示蹤器足夠接近以產生以下環(huán)境條件,該環(huán)境條件借助于在該時刻存在的穩(wěn)定電場,允許電荷向形成示蹤器變化。所有過早產生的電荷將不產生預期效應。另一方面,過遲產生的自由電荷會引起相對于在周圍自然產生的示蹤器沒有任何優(yōu)勢的示蹤器。在該第二種情形中,放電的導電通路在下行示蹤器和來自鄰近地面的另一不平整的上行示蹤器之間形成的風險較大。避雷針如此并不有效地承擔其防護效應。問題在于對電場值的探測不允許測定在哪個時刻電場足夠用于引起能夠產生電子雪崩的自由電荷。此外,可以產生這種電離的電場值具有復雜的依賴性,依賴于多個參數(shù),如濕度、空氣成分、液化氣體的存在、和風力的存在,等......另外,在另一應用領域中,期望防護的物理事件可以是在某些工業(yè)環(huán)境中的高壓放電,如在如果出現(xiàn)意外運行故障的情況下,可以在高壓線路和配電站或配電網的變壓器之間的連接點中產生的放電。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的因此在于提供一種對許多問題中的前述問題的解決方案。特別地,本發(fā)明的目的在于提出一種對物理事件的效應如閃電的效應進行防護的裝置,所述裝置能夠直接地、被動地和有效地探測物理事件的接近。在其對防護閃電的特別應用中,本發(fā)明的裝置的目的在于準確地探測應在收集器處發(fā)起電子雪崩的時刻,以產生用于與下行示蹤器形成閃電的放電通路的上行示蹤器。本發(fā)明如此涉及一種對能夠引起介質的電離的物理事件的電效應進行防護的裝置,該物理事件在該介質中產生,這種物理事件可以例如是閃電。裝置包括探測部件,所述探測部件探測物理事件的接近,至少一物理事件收集器,所述收集器用于收集該物理事件的電效應;和觸發(fā)部件,所述觸發(fā)部件觸發(fā)由所述收集器收集物理事件,所述觸發(fā)部件能夠產生從所述收集器起的電離通路。觸發(fā)部件由探測部件進行控制。探測部件與收集器電絕緣,并且包括一電暈效應探測器,電暈效應探測器能夠直接地探測在收集器處產生的電暈效應。如此,通過關注電暈效應——該電暈效應是由物理事件的接近引起的伴隨電離的自然發(fā)光現(xiàn)象,并對該電暈效應進行探測,可以適時準確地發(fā)起收集器的動作(action)。在應用于防護閃電的情形中,如此可以探測下行示蹤器的接近,和在準確時刻發(fā)起電子雪崩,電子雪崩將自收集器的上端部形成上行示蹤器和提高該上行示蹤器與下行示蹤器再交接(rejoindre)以形成放電導電通路的可能性。
同樣可能的是在如果出現(xiàn)意外運行故障的情況下,例如在高壓線路和配電站或配電網中的變壓器之間的連接點中,探測高壓放電的形成,以產生將與放電交接和如此允許通過將放電引送到大地來疏導放電的上行示蹤器。這種高壓放電的傳導機制和效應實際上與自然閃電的傳導機制和效應相似(盡管電流強度經常較小)。本發(fā)明的裝置因此允許疏導這種物理事件的效應,如疏導閃電或高壓放電的效應。探測器相對于收集器的電絕緣允許在電屬性效應的現(xiàn)象——如閃電——的情形中,擺脫由在收集器中的放電電流引起的致?lián)p壞的效應。在一實施變型中,收集器包括一金屬桿體,金屬桿體具有第一端部,并且金屬桿體在第二端部通過一電導體與大地相連接。這種構型特別地應用于對閃電和閃電電流在大地中的放電進行防護。在此情形下,電暈效應探測器可以至少部分地布置在金屬桿體處,優(yōu)選地布置在金屬桿體的端部處。這實際上是在桿體的端部附近首先產生電暈效應。探測器在桿體的端部附近的定位因此允許提高探測精度。在另一變型中,如有需要與前述任意一個或多個相結合,觸發(fā)部件可以包括生成自由電荷的生成部件,生成部件優(yōu)選地是高壓放電發(fā)生器類型,或甚至是電離光源,如激光
ο還是在另一實施變型中,如有需要與前述任意一個或多個相結合,電暈效應探測器能夠發(fā)送探測電暈效應的探測信號。探測部件包括電子控制部件,電子控制部件能夠接收和識別探測信號,以如有需要激活觸發(fā)部件。還是在另一實施變型中,如有需要與前述任意一個或多個相結合,電暈效應探測器包括能夠探測電暈效應的光學傳感器模塊??梢栽O置電暈效應探測器如此包括能夠將電暈效應向光學傳感器模塊傳送的一個或多個光導,例如光纖。還是在另一實施變型中,如有需要與前述任意一個或多個相結合,裝置包括能夠對探測部件和/或如有需要對觸發(fā)部件進行供電的能量源。該能量源優(yōu)選地是一蓄電器,如一個或多個蓄電池、一個或多個電容器、或者一個或多個超電容,這些能量源通過由物理事件引起的電場變化,或甚至通過經過一光電和/ 或風力系統(tǒng)收集的能量進行充電。


通過閱讀以下對優(yōu)選實施變型的描述,本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將更為清晰和完整地顯示出來,這些實施變型僅作為非限制性的示例并參照附圖給出,附圖中-圖la、Ib示意性地示出在電容器中的尖端效應現(xiàn)象;-圖h、2b、2c示意性地示出閃電的形成過程;-圖3示意性地示出根據本發(fā)明的裝置的一示例。
具體實施例方式在該部分中,在應用于防護閃電的范圍內,示出本發(fā)明的實施例。圖la、Ib和加到2c在上文中已經進行了描述,并且涉及尖端效應的原理和其應用于防護閃電。在分別地對應于圖3和圖4的兩實施例中,裝置包括一收集器1、2。該收集器1、2包括金屬桿體1,金屬桿體的第一端部Ia可以呈尖端的形狀,而金屬桿體的第二端部Ib通過一導電體2與大地相連接。第一端部Ia也完全可以具有除呈尖端的漸尖型面外的其它型面,例如圓形型面。如在上文中已闡述的,在本應用中,目的在于利于適時發(fā)起上行示蹤器,通過空氣組成的介電質的斷裂,上行示蹤器將可以與下行示蹤器形成一導電通路。該導電通路允許將閃電電流放電到收集器的桿體1中,繼而通過導電體2放電到大地中。如此,通過以受控的方式向大地導引放電——該放電跟隨導電通路經過在云層和地面之間的空氣層的產生,收集器1、2吸收閃電效應——即吸收放電或電子放電,而沒有對環(huán)境的損害。為了觸發(fā)上行示蹤器,使用一觸發(fā)部件7。觸發(fā)部件是自由電荷8發(fā)生器類型例如高壓放電發(fā)生器,或電離光源(激光器或其它部件)。裝置此外包括電暈效應的探測部件。在圖3的示例中,電暈效應的探測部件3、4、5包括光學傳感器模塊,光學傳感器模塊具有一個或多個光學傳感器,允許探測由電暈效應發(fā)出的光。該光學傳感器模塊優(yōu)選地定位在收集器1、2的桿體1的端部Ia附近,用于更為準確的探測。在圖3所示的變型中,在傳感器模塊3和桿體1之間設置光纖類型的一光導1,用于從桿體1的端部Ia向光學傳感器模塊3導引和傳送由電暈效應發(fā)出的光。該變型具有允許光學傳感器模塊3與收集器1、2遠離并因此尤其是允許保護與閃電相關聯(lián)的放電的該光學傳感器模塊3的優(yōu)點。電暈效應的探測部件能夠建立和發(fā)送表示電暈效應的一信號,例如一電信號。電子控制部件5被設置以處理和識別表示電暈效應的該信號,和如有需要啟動觸發(fā)部件7。確切地說,電子控制部件5將接收的信號與電暈效應的識別標志進行比較,以確定是否應啟動觸發(fā)部件7。還設置一能量源6,能量源允許,當探測部件3、4、5和/或觸發(fā)部件7存在時,對探測部件和/或如有需要對觸發(fā)部件進行供電。該能量源6優(yōu)選地是一蓄電器6,例如通過由暴風雨接近弓I起的電場變化(或甚至通過經過一光電系統(tǒng)和/或風力系統(tǒng)收集的電能)進行充電的蓄電器。如此,在應用于防護閃電的情形中,本發(fā)明的裝置以如下方式運行。當下行示蹤器接近裝置附近時,電場通過尖端效應放大的強烈增大引起空氣圍繞收集器1、2的桿體1的端部Ia的空氣的電離。在圖3的示例的情形中,該電離伴隨有發(fā)光,該發(fā)光通過光學傳感器模塊3進行探測,或通過光導4進行捕捉和向光學傳感器模塊3進行傳送。光學傳感器模塊3將光學信號轉化為電信號,電信號傳送到電子控制部件5。電子控制部件5測定信號是否對應下行示蹤器的電暈效應的識別標志。如果對應,電子控制部件5適時激活生成自由電荷8的部件7。由于通過下行示蹤器產生的電場這些電荷8加速,并且這些電荷引起電子雪崩。 該電子雪崩組成形成上行示蹤器的初始步驟。如果該上行示蹤器截取下行示蹤器,建立允許云層經過桿體1和導電體2向地面放電的導電通路。本說明書作為示例給出,并因此對于本發(fā)明沒有限制性。特別地,本發(fā)明應用于除了防護閃電外的其它領域,尤其是涉及對能夠產生介質的電離的物理事件的效應進行防護的任何領域,介質的電離在該物理事件中的效應中產生。還需要注意的是,本發(fā)明例如適用于,在如果出現(xiàn)意外運行故障的情況下,防護在高壓線路和變壓器——尤其是配電站或配電網中的變壓器——之間的連接點中的高壓放 H1^ ο
8
權利要求
1.對能夠引起介質的電離的物理事件的電效應進行防護的裝置,所述物理事件在所述介質中產生,該所謂物理事件例如是閃電,所述裝置包括探測部件(3,4,5),所述探測部件探測所述物理事件的接近;物理事件的至少一收集器(1,2),所述收集器用于收集所述物理事件的電效應;和觸發(fā)部件(7),所述觸發(fā)部件觸發(fā)由所述收集器(1, 收集物理事件,所述觸發(fā)部件能夠產生從收集器起的電離通路并且由所述探測部件(3,4,幻進行控制,所述探測部件(3,4,5)與所述收集器(1,2)電絕緣,其特征在于,所述探測部件(3,4,5)包括電暈效應探測器(3,4),所述電暈效應探測器能夠直接地探測在所述收集器(1, 處產生的電暈效應。
2.根據權利要求1所述的裝置,其特征在于,所述收集器(1, 包括金屬桿體(1),所述金屬桿體具有第一端部(Ia),并且所述金屬桿體在第二端部(Ib)通過一電導體( 與大地相連接。
3.根據權利要求2所述的裝置,其特征在于,所述電暈效應探測器(3,4)至少部分地布置在所述金屬桿體(1)處,優(yōu)選地布置在所述金屬桿體的第一端部(Ia)處。
4.根據權利要求1到3中任一項所述的裝置,其特征在于,所述觸發(fā)部件(7)包括生成自由電荷(8)的生成部件(7),所述生成部件優(yōu)選地是高壓放電發(fā)生器類型,或是電離光源如激光器。
5.根據權利要求1到4中任一項所述的裝置,其特征在于,所述電暈效應探測器(3,4) 能夠發(fā)送探測電暈效應的探測信號;并且,所述探測部件(3,4,幻此外包括電子控制部件 (5),所述電子控制部件能夠接收和識別所述探測信號,以如有需要激活所述觸發(fā)部件(7)。
6.根據權利要求1到5中任一項所述的裝置,其特征在于,所述電暈效應探測器(3,4) 包括能夠探測所述電暈效應的光學傳感器模塊(3)。
7.根據權利要求6所述的裝置,其特征在于,所述電暈效應探測器(3,4)包括能夠將所述電暈效應向所述光學傳感器模塊(3)傳送的至少一光導G),如光纖G)。
8.根據權利要求1到7中任一項所述的裝置,其特征在于,所述裝置包括能夠對所述探測部件(3,4,5)和/或如有需要對所述觸發(fā)部件(7)進行供電的能量源(6)。
9.根據權利要求8所述的裝置,其特征在于,所述能量源(6)是一蓄電器(6),所述蓄電器如有需要通過由物理事件的接近引起的電場變化進行充電。
全文摘要
本發(fā)明涉及對能夠引起介質的電離的物理事件的電效應進行防護的裝置,所述物理事件在所述介質中產生。裝置包括探測部件(3,4,5),所述探測部件用于探測物理事件的接近;至少一物理事件收集器(1,2),所述收集器用于收集所述物理事件的電效應和觸發(fā)部件(7),所述觸發(fā)部件觸發(fā)由所述收集器收集物理事件,所述觸發(fā)部件能夠產生從收集器起的電離通路并且由所述探測部件進行控制。探測部件與收集器電絕緣并且包括電暈效應探測器,所述電暈效應探測器能夠直接地探測在所述收集器處產生的電暈效應。如此,通過關注自然電離現(xiàn)象或電暈效應——所述自然電離現(xiàn)象或電暈效應由物理事件的接近引起,并對該自然電離現(xiàn)象或電暈效應進行探測,可以適時發(fā)起收集器的動作。
文檔編號G01W1/16GK102369642SQ201080012601
公開日2012年3月7日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權日2009年3月20日
發(fā)明者F·洛佩, J·蘭戈, L-A·勒福爾, S·弗沃 申請人:易敵雷公司
網友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1