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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2277744

DEVICE aktiv Blitz BLITZ UND AUSWAHL DER ENERGIE

DEVICE aktiv Blitz BLITZ UND AUSWAHL DER ENERGIE

Name des Erfinders: Shpiganovich Alexander (RU); Pavel Sviridov
Der Name des Patentinhabers: Lipetsk State Technical University (Lipetsk Staatliche Technische Universität)
Korrespondenzanschrift: 398600, Lipezk, st. Moskau, 30, Lipetsk State Technical University NIS
Startdatum des Patents: 2004.02.26

Die Erfindung bezieht sich auf die Energietechnik, insbesondere auf die Technik der Schutz von Objekten gegen atmosphärische Überspannungen und Technologie Erzeugung elektrischer Energie in alternative Wege. Die erfindungsgemässe Luftanschluss ist als vertikale leitende von der Erde isoliert Rohr verwendet, in dessen Innerem die Unterseite des dicken dielektrischen Glas eingefügt nach unten, so dass das obere Ende der Röhre über den Glaskanten stieg. Auf der inneren Oberfläche der Glaswände der geerdete leitende Beschichtung aufgebracht. Rohr Blitzableiters elektrisch mit einem Ende der Primärwicklung des Transformators, wobei das andere Ende davon ist geerdet. Die Induktivität der Primärwicklung und der durch das leitfähige Rohr gebildet Kapazität, Glaswänden und einer leitfähigen Beschichtung einen Parallelschwingkreis zu bilden. Blitzentladung Blitzableiter auf dem Kamin initiierten erweiterten optischen Durchbruch, der einen Bessel-Strahl gepulster Infrarotlaser bildet. Die Konfiguration und die Richtung des Erwärmungsstrahls erzeugt ein Steuer dichroitischen Spiegel innerhalb der Schale befindet. Dieser Spiegel arbeitet gleichzeitig im System der optischen Scan Atmosphäre, die für die optische Detektionsverfahren bekannt Standortbereiche kritische Spannungsgefälle an der Unterseite von Gewitterwolken. Die Energie von der Transformatorwicklung Sekundär extrahiert wird verwendet, um alle Geräte Systeme anzutreiben, und einige davon können für die Verbraucher übertragen werden. Die Erfindung verbessert die Zuverlässigkeit des Blitzschutzes und den geschützten Bereich des Territoriums, während die Erzeugung von elektrischer Energie als Folge der Auswahl seines Kanals Blitzentladungen auf das leitfähige Rohr zugeordnet ermöglicht.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf die Energietechnik, insbesondere auf die Technik der Schutz von Objekten gegen atmosphärische Überspannungen und Technologie Erzeugung elektrischer Energie in alternative Wege.

Eine Vorrichtung, bei der eine vertikale Stahlstabantenne auf einem flexiblen Kabels innerhalb der konischen Spiralfeder aus isolierendem Material und geschüttelt durch eine Druckfeder zentriert montiert Dehnung. Das untere Ende des mit zusätzlichen flexiblen Stahlseil senkende wird durch den Transformator geerdet zu der Sekundärwicklung, von denen eine elektrische Schwingkreis erzeugt, und diese Energie verwendet wird, um Benutzer (RU 96122019, IPC H 02 H 003/22, Erscheinungsdatum 1999.01.10 zu übertragen g). Das Gerät ist als Prototyp des Gerätes aktiven Blitz und Auswahl der Blitzenergie genommen. Ein erster Nachteil des Prototyps ist, dass was auch immer nicht lange Antennenstab (und seine Länge ist begrenzt) war, wird die Schutzzone rund um das Gerät lokalisiert und hat die Abmessungen nicht viel überlegen statischen Schutzzone Blitzableiter der gleichen Höhe. So gibt es überhaupt keine Notwendigkeit, in der rocking Air Terminal - ausreichend fest mehrere identische Pole unteren Enden in einem einzigen Punkt zu sichern, so dass die oberen Enden wie Rispen abweichen. Der zweite Nachteil ist, dass die Blitzenergie an die Induktivität gegeben ist - der Transformator-Primärwicklung und der Schwingkreis auf der Sekundärseite des Transformators angeordnet ist. Als Ergebnis wird es durch Blitzstoßstrom durch die Primär darin Wicklung des Transformators fließt, und eine Impuls elektromagnetischen Spektrums aller möglichen Frequenzen erzeugen. Oszillationsschaltung erzeugt an der Sekundärwicklung, weist eine Resonanzfrequenz dieses Spektrums. Der Wirkungsgrad dieser Umwandlung ist gering.

Es ist auch eine Vorrichtung für das Verfahren, nach dem eine Erdungsstange vertikal positioniert bekannten basiert, während zusätzlich ein Ultraviolett-Laser (oder einer anderen Quelle ionisierender Luft) unter Verwendung der Strahl, der entlang einer geerdeten Stange vertikal in einem oberen Luftschichten, wodurch die Schaffung des Luft leitenden Streifen ionisierter gerichtet ist Gas, das für den Durchgang von Blitzableiter als Kanal dient, wo sie durch Erdung (RU 2000125979, IPC H 02 H 003/22, Erscheinungsdatum 10.09.2002 g) neutralisiert wird. Der erste Nachteil dieser Vorrichtung ist, dass die Stange geerdet gedämpftes und Blitzenergie wird nicht verwendet. Der zweite Nachteil bezieht sich auf die Verwendung von Laser-UV-Bereich des Spektrums und im Zusammenhang mit unnötig hohen Energiekosten für die Initiierung der optischen Durchbruchs.

Die wesentlichen Merkmale, die den aktiven Blitzschutz Geräteauswahl und Blitzenergie vom Prototyp unterscheiden, folgen. Als Air-Terminal verwendet vertikal leitenden zylindrischen Rohr befindet, in dem die Innenfläche des Bodens auf den Niveau des Bodens fest in einem dickwandigen zylindrischen Glas aus einem dielektrischen Material mit einer hohen relativen Dielektrizitätskonstante eingesetzt ist, so dass der obere Teil des Rohres über die Glaskanten ragte. Auf der Innenwandfläche des unteren Bechers von dem Boden bis zu einem bestimmten Niveau leitfähigen Beschichtung aufgebracht geerdet. Die verbleibende freie der leitfähigen Beschichtung der Innenfläche der Glaswände, um den Blitzstromkreis mit einer leitenden Beschichtung auf dem Rohr zu vermeiden, ist aus Well horizontal umlaufenden Nuten und Rippen gebildet. Leiterrohr isoliert ist elektrisch vom Boden und mit einem Ende der Primärwicklung des Transformators, wobei das andere Ende davon ist geerdet. Die Kapazität der leitenden Röhre und eine leitfähige Beschichtung mit zwischen der Seitenwand aus Glas und der Induktivität der Transformator-Primärwicklung umschlossenen einen Parallelschwingkreis zu bilden. Auf der Ebene der geerdeten leitfähigen Beschichtung innerhalb des Glas geometrische Mitte auf seiner Drehachse liegt gesteuert dichroitischen Spiegel, die Normalachse der Reflexionsfläche, die mit der Drehachse des Glases die frei modifizierbar einen spitzen Winkel bildet. Gegenüberliegenden Spiegel fest mindestens zwei Laser angebracht, von denen eine für die Bildung eines erweiterten optischen Durchbruch Bessel-Strahl von vorzugsweise Infrarotlicht erforderlich ist, und die zweite - die Atmosphäre in dem System des optischen Abtastsystems der Atmosphäre auf das Vorhandensein der Ladungsakkumulationsbereiche zu beleuchten, so dass sie koaxiale Heizung emittiert und Abtaststrahlen jeweils fallen in der geometrischen Mitte des Spiegels und nach oben reflektiert. Die Achse der reflektierten Strahlen, wenn der Winkel zwischen der Normalen des Spiegelglases und der Drehachse kann ein umgekehrtes rechten Kegel mit einer Spitze in der geometrischen Mitte des Spiegels in Bezug auf seine Innenumfangsseitenfläche des oberen Endes der leitenden Röhre frei beschreiben. Die Sekundärwicklung des Abwärtstransformators Wicklung mit einem Gleichrichter verbunden ist, dessen Ausgang Kondensatorbank parallel geschaltet ist, die mittels eines Stromwandlers, durch eines der bekannten Systeme in parallel mit der Batterie hergestellt. Letzteres ist mit dem Stromversorgungssystem verbunden ist, die Lieferung der Energie für alle Geräte des Systems. Der Rest der Batterieleistung kann für eine Übertragung an die Kunden verwendet werden.

DEVICE aktiv Blitz BLITZ UND AUSWAHL DER ENERGIE DEVICE aktiv Blitz BLITZ UND AUSWAHL DER ENERGIE

Im Rahmen des aktiven Blitzschutzes und der Auswahl der Blitzenergie Geräte (im Folgenden: - das Gerät) enthält folgende Elemente (Abbildung 1). Statische Steuerung des elektrischen Feldes, wobei das System in der Luft 1, die auf und im Ruhezustand immer eingeschaltet ist, bestimmt das Signal, das Gerät auszulösen, wenn der Spannungsgradient Modul an zwei Punkten in der Luft auf einem vertikalen Weg einen kritischen Wert überschreitet, was anzeigt, eine erhöhte die Ansammlung von elektrischen Ladungen in den unteren Schichten von Wolken. Das Steuersystem (CS) ausgelegt ist, um alle Geräte durch ein Signal von System 1. Die Impulslasersystem 2 zu aktivieren (wie Nd-Laser verwendet werden kann) in der nahen oder mittleren Infrarotbereich arbeiten, und mit einer der bekannten Systeme Wirbelbildung Wellenfront Lichtwelle bildet Bessel Strahlprofil mit ausreichender Leistung erweiterten optischen Durchbruch zu schaffen. Der Laser 3 (beispielsweise eine abgedichtete CO 2 -Laser) verwendet wird , um die Atmosphäre zu beleuchten und in Verbindung mit einem dichroitischen Spiegel 4, und mindestens eine SU optischen Strahlungsempfänger 5 ist ein Teil des optischen Abtastsystems Atmosphäre betrieben. Optisches Abtastsystem nach der Atmosphäre erforderlich ist, die bekannten Verfahren der optischen Lage der kritischen Spannungsgradienten in den unteren Schichten der Gewitterwolken (basierend zum Beispiel der Kerr-Effekt) zu identifizieren, das heißt die Grenzen des kritischen Cluster von Ladung und arbeitet auf das Signal. Zur Versorgung aller Systeme in Verbindung mit dem Leistungssystem Schaltanlage (Sprue) verwendet. Blitzmetallrohr 6 ist elektrisch mit einem Ende der Primärwicklung des Transformators T, dessen anderes Ende Wicklung ist geerdet. Verwenden Sie als ein Luft Terminal Rohr der größte Durchbruch verringern die Wahrscheinlichkeit von Blitzschlag zu dem Spiegel 4. Das untere Rohr 6 an der inneren Oberfläche des unteren Ebene erlaubt fest dickwandigen Glaszylinder 7 mit einem Innendurchmesser D aus einem Material mit hoher Dielektrizitätskonstante eingesetzt und die Dicke d der Seitenwand, so dass der obere Teil des Bechers stieg Rohrkanten. An der inneren Oberfläche der Wände des Glases unter dem Niveau des Bodens auf das Niveau l angelegt, um einen geerdeten Metallabdeckung 8. In diesem Fall, um Überschneidungen von Blitzentladungsspalt zwischen der Innenfläche des Rohrs 6 und dem geerdeten 8 bleibt der Beschichtung 8 freie Beschichtung zu vermeiden, ist die innere Oberfläche der Glaswände aus gewellten horizontal und Umfangsrillen gemacht 9. Vorsprünge direkten Blitzstromkreis mit einer Außenfläche des Rohrs 6 auf den Boden, unter Umgehung der Primärseite des Transformators T Wicklung der Röhre 6, isoliert aus dem Boden, beispielsweise zu verhindern, indem sie es zusammen mit dem Glas 7 wirkende Fritte 10 aus einem dielektrischen Material setzt. Im Boden der Schalen 7 und 10 wird durch den Kanal mit Masse Versorgung der Metallbeschichtung 8 und Pads und Leistungs- und Signalleitungen an die Einheiten im Inneren des Gehäuses vorgenommen. Der Spiegel 4 ist als ein optisches Abtastsystem in der Atmosphäre verwendet , und die Konfiguration und die Richtung des Lasers zu steuern , 2. als Strahlungsenergieimpuls durch den Laser 2 der Größenordnung von 10 3 J und konzentriert in einem engen Strahl erzeugt, einem Spiegel 4 nicht unterschreiten darf absolut keinen Kontamination, einschließlich Wassertröpfchen oder andere Niederschläge. Dazu wird ein System von Düsen 11 auf, die eine ausreichend schnelle horizontale Luftströmung über die Oberfläche des reflektierenden Spiegels 4, einem sich bewegenden laminar zu schaffen sollen, eine Temperatur der Umgebungsluft aufweist, und wodurch die kleinste mögliche Verzerrungen in der Konfiguration der Strahlung von dem Spiegel reflektiert wird. Elemente 12, 13, CT (Stromwandler) 14 und bestimmt für die Entfernung und Lagerung des Kanals von der Blitzenergie ausgewählt.

Technisches Gerät Arbeitsergebnis ist die Wirksamkeit des Schutzes gegen Blitzaktivität, idealerweise im Horizont zu erhöhen, den erweiterten optischen Durchbruch überlappen, und bei der Beschaffung von elektrischer Energie als Folge der Auswahl seines Kanals Blitzentladungen auf das leitfähige Rohr zugeordnet. In diesem Teil der resultierende Strom wird an Leistungslasern und anderen Systemen verwendet wird, mit dem Ergebnis, dass die Vorrichtung eine gesamte Saison der Gewitteraktivität sein kann, sich zu schaffen, mit Strom, das heißt, die Möglichkeit völlig autonomen Betrieb. Im Fall der Betrieb der Vorrichtung in den geographischen Gebieten, wo die Sturmaktivität am höchsten ist, kann es in den Leistungsmodus zu arbeiten.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt (siehe Abbildung 2). Wenn das Modul auf der vertikalen Gradienten der Gleisspannung an zwei Punkten in der Luft einen bestimmten kritischen Wert, was auf eine erhöhte Akkumulation von elektrischen Ladungen an der unteren Grenze der Wolken überschreitet, steuert das System die statische elektrische Feldstärke in der Luft 1 sendet ein Triggersignal (transparent Pfeile in Figur 2 zeigen die Richtung des Signal , dunkle Pfeile - Stromrichtung) SU-Steuerung. Diese SU enthält alle anderen Vorrichtungen des Systems. Als Beleuchtungsquelle der Atmosphäre in dem System des optischen Abtastsystems der Atmosphäre am Ausgang von denen in bekannter Weise polarisiert ist sealed-off CO 2 -Laser 3, schwach divergenten Strahl verwendet werden. Laser 2 und 3 werden so eingestellt, dass die Strahlen, die durch sie erzeugt wird, parallel nahe beieinander Achse. Laser 3 läuft die ganze Zeit, beispielsweise in dem Puls periodischen Modus, während der Laser 2 emittiert ein Impuls inaktiv ist und nur das Signal von der SU. Die Sondierungsstrahlung 15 des Lasers 3 geht tief in die unteren Schichten der 16 Gewitterwolken, reflektiert und von ihnen verstreut. Diese gesteuerte Spiegel 4 in Bewegung, wobei die Sonde Strahlung 15 des Lasers 3 in verschiedenen Punkten der unteren Schichten der Wolken zu lenken. Spiegelsteueralgorithmus kann alles sein, es wichtig ist jedoch, daß (im Falle eines abtastenden Laser 3) der Sondenstrahl 15 durch die Bewegung des Spiegels kann in relativ kurzer Zeit mit einer großen Fläche abgedeckt werden. optische Strahlungsempfänger 5, mit einem Polariskop ausgestattet, erkennt bekannten Änderung in der Polarisation der Sondenstrahlung 17 reflektiert, die aufgrund der Streuung des Sondenstrahls 15 an den Grenzen der Zonen der Akkumulation von Ladungen 18 von den unteren Schichten von Gewitterwolken auftreten. Sobald der Empfänger 5 die Änderung in der Polarisation des reflektierten Sondenstrahlung entsprechend der Zone der Anreicherung von kritischen Ladung aufzeichnet, sendet er ein Signal SU-Steuerung. An diesem Punkt sendet die SU ein Signal mit einem Laser 2 und einen kurzen Zeitraum zu erzeugen, ausreichend, um den Pulslaser 2 zu erzeugen, zu stoppen (oder Pause), um die Bewegung des Spiegels 4 nach einem Laserimpuls am 19. Februar, reflektiert durch den Spiegel 4 wird in der gleichen Richtung gesendet wird, das war Zone der Akkumulation von kritischen elektrischen Ladung 18 der optische Durchbruch auf dem Weg des Laserstrahls entdeckt 19 initiiert das Aussehen des Bandes zwischen dem Akkumulationsladungsbereich 18 und der Oberseite des Metallrohrs 6. Dieses ein Stoßstrom durch die Kette der Blitz fließt, verursacht 20: Land - metallische Beschichtung 8 - Metallrohr 6 - atmosphärischer track - 16 Wolke, die wiederum eine gedämpfte Schwingungsprozess zwischen der Ladekapazität durch eine Beschichtung 8, die Glasröhre 6 und 7 und die Primärwicklung des Transformators T, enthalten in Bezug darauf parallel ausgebildet anregt. E. Es ist Oszillationsschaltung Stoßanregung. In den Momenten der Entladungskapazität der Wicklung des Transformators T kann ich ihr Schock aufladen hatte noch nicht die Kanalleitfähigkeit des Blitzes verloren 20 (2). Dies erfordert, dass die Eigenfrequenz dieses Parallelschaltung ausreichend groß ist. Gemäß den Figuren 1 bis konstruktiven Elemente und der Vorrichtung elektrische Parameter im einfachsten Fall ist es

wo 0 - die Resonanzfrequenz der Schaltung;

C - die Kapazität durch die leitende Beschichtung gebildet 8 der Seitenwand 7 und die leitfähigen Glasröhre 6;

L - Induktivität der Primärwicklung des Transformators T Wicklung;

D - Innendurchmesser des Bechers 7;

d - die Dicke der Becherseitenwand 7;

- Dielektrizitätszahl des Glasmaterials;

l - die Höhe der geerdeten leitenden Beschichtung 8.

HF-Impuls induziert in der Wicklung des Transformators T II (2) 12 durch Vollwellengleichrichter gleichgerichtet und mit einem Kondensator 13 zugeführt, wo die Akkumulation der momentanen Leistung, von dem zugeordneten dann mittels eines Stromwandlers CT durch eine der allgemein bekannten Schemata durchgeführt produziert eine glatte Entfernung Energie zum Laden der Batterie 14 im Hinblick auf eine nachfolgende Übertragung Teil einer Anguss gespeichert. Zur gleichen Zeit kann der verbleibende Teil der Energie geführt werden, um die Verbraucher zu. Während der ganzen Zeit des Gerätes sollte 11 Düse arbeiten, wodurch über einen reflektierenden Planspiegel 4 horizontale laminare Luftströmung 21.

FORDERUNGEN

1. Blitzschutzgeräteauswahl und der Blitzenergie, einen Blitzableiter, umfassend geerdet Transformatorwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß der Blitzableiter eine vertikal angeordnete zylindrische leitfähige Rohr ist, in dem die Innenfläche des Bodens der unteren Ebene fest dickwandigen Glaszylinder aus dielektrischem Material mit hoher relativer Dielektrizitätskonstante eingefügt Durchlässigkeit, so daß der obere Teil des Rohres an seinen Rändern stand, mit der Innenfläche der Wand cup von unterhalb der Höhe des Bodens auf eine Höhe kleiner als die Höhe der Wände leitfähigen Beschichtung geerdet aufgetragen ist, und die restlichen frei, die Innenfläche der Glaswand der Beschichtung ist aus Well horizontal Kreisnut gemacht und Vorsprünge, ein leitfähiges Rohr ist, aus dem Boden isoliert und elektrisch mit einem Ende der Transformator-Primärwicklung verbunden ist, wobei das andere Ende davon ist an der geerdeten leitfähigen Beschichtung geometrischen Mitte der Glasdrehachse angeordneten dichroitischen angetriebenen Spiegel geerdet, die normale der reflektierenden Oberfläche, deren Achse bildet einen frei variablen spitzen Winkel mit die Drehachse der Schale, gegenüber dem Spiegel fest mindestens zwei Laser angebracht, von denen eine für die Bildung eines erweiterten optischen Durchbruch erforderlich ist, und die zweite, die Atmosphäre in dem System des optischen Abtastsystems der Atmosphäre auf das Vorhandensein von Zonen Ansammlung von Ladungen zu beleuchten, so dass sie koaxiale Heiz- und Abtaststrahlen jeweils emittierten fallen in der geometrischen Mitte des Spiegels und nach oben reflektiert, mit gemeinsamen Achse der reflektierten Strahlen, wenn der Winkel zwischen der normalen auf der reflektierenden Oberfläche des Spiegels und der Drehachse des Bechers frei den korrekten umgekehrten Kegels mit der Spitze in der geometrischen Mitte des Spiegels und den Umgang mit der Seitenfläche des Innenumfangs des oberen Endes der leitenden Röhre beschreiben kann, sekundäre Abwärtstransformator mit dem Gleichrichter verbunden Wicklung ist deren Ausgang durch eine Kondensatorbatterie abgezweigt, die über ein Wandlerstrom durch eine gut bekannte Schaltungen durchgeführt wird, parallel zu der Batterie wird diese mit einem Versorgungssystem verbunden ist, um auf dem System einen Teil der Batterieleistung an alle Geräte zu versorgen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, daß an dem dichroitischen Spiegel gekennzeichnet steuerbaren Düsen an den Seiten angeordnet sind, die eine reflektierende Oberfläche eines Spiegels Luftsäule zu schaffen in der horizontalen Richtung bewegt, ist laminar und der Umgebungstemperatur.

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Erscheinungsdatum 15.02.2007gg