本发明专利技术涉及对能够引起介质的电离的物理事件的电效应进行防护的装置，所述物理事件在所述介质中产生。装置包括：探测部件(3，4，5)，所述探测部件用于探测物理事件的接近；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电效应：和触发部件(7)，所述触发部件触发由所述收集器收集物理事件，所述触发部件能够产生从收集器起的电离通路并且由所述探测部件进行控制。探测部件与收集器电绝缘并且包括电晕效应探测器，所述电晕效应探测器能够直接地探测在所述收集器处产生的电晕效应。如此，通过关注自然电离现象或电晕效应——所述自然电离现象或电晕效应由物理事件的接近引起，并对该自然电离现象或电晕效应进行探测，可以适时发起收集器的动作。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的对象在于一种对物理事件的效应如闪电的效应进行防护的装置，该物理事件在电导体中产生电流。因此，本专利技术尤其适用于称为避雷针的装置。
技术介绍
闪电实际上是一种具有大破环能力的高强度放电。目前这种自然现象仍难以预见。为了直面这种情形，已知的防护闪电系统寻求以受控的方式向大地导引放电，以避免在工业设施和人口聚集中心产生损害。避雷针仍是这些预防闪电系统中的基础性元件之一。如此已知实际中的避雷针类型的装置，其例如布置在某些建筑物的顶部，其目的在于引受闪电，以使得闪电被疏导和引送到大地，并且如此不会击打其它任何地方。在基础版本的避雷针中，避雷针由桅杆或金属杆组成，桅杆或金属杆的端部可以完全是渐尖的(尖端的)或圆形的，并且布置在高处。这种杆体通过导电电缆与大地相连接。不同类型的改良型避雷针已经得到开发，避雷针的效力得到提高。这种避雷针更为细致地考虑如在下文中所阐述的由闪电构成的自然现象。在暴风雨时，云层带上电。由带电云层和地面组成的系统——带电云层和地面通过空气层隔开数百米到数千米——承担巨型电容器的角色，在该电容器中空气承担电介质的角色。与闪电相关联的物理事件与电容器的退降(d6gradati0n)方法完全类似。如此，参照图Ia和lb，在由理想表面10、11组成的电容器中，电场线12垂直地从带正电的表面10开始，并同样垂直地进到带负电的表面11 (见图la)。表面的不平整引起电场线12的集中效应(见图lb)。电场的这种局部强化以尖端效应的名称公知。电场在凸凹不平的表面(asp6rit6)13周围中的强烈梯度引起，从某个阈值开始，在电介质中存在的分子的电离。这种电离现象依次引起称为电晕效应或电晕光效应的发光。在本说明书的下文中，电晕效应因此意指本身接着尖端效应进行的电离现象之后的发光。在电离中释放的带电微粒通过电场沿着力线加速，并通过碰撞其它分子结束。这种碰撞引起新的电离，在新的电离时，释放出新的带电微粒，并且伴随有相同的加速和碰撞方式。最终结果被称为电子雪崩，电子雪崩表现为传导经过在电容器板极之间的空间的电流。这种雪崩通过在电场中容纳的能量进行供给。该现象组成介电材料的退降方法或断裂方法的开始，介电材料在电子雪崩发生处变为导体。如果如此建立的导电通路连接电容器的两板极，通过寻求等于两板级的带电状态，建立比电子雪崩的电流强烈很多的电流。通过类比，和参照图加到2c，在大气范围内，闪电是这样一种现象通过闪电电介质(空气层)被退降，建立将雷雨云15的放电带向地面的导电通路14(见图h、2b、2c)。最常见类型的闪电通过从云层向地面的下行放电Ha开始，通常称为下行示踪器 (traceur) 14a(见图 2a)。当接近碰撞区域时，这种示踪器1 使得电场突然增大。这种增大引起在地面的不平整上出现电晕效应。如此产生称为上行示踪器14b的不同的电子雪崩电流(图2b)。这些电流向下行示踪器1 传导。当下行示踪器1 和上行示踪器14b之一接触时，建立导电通路14，该导电通路允许云层15向地面放电(图2c)。一旦电场的电流强度下降，余下的上行示踪器 14b耗尽。避雷针因此基于尖端效应的原理。实际上，避雷针利于在下行示踪器接近时形成上行示踪器。此外，物体被布置在高处，以使得从避雷针离开的上行示踪器对来自较低的不平整的可能的其它上行示踪器具有优势。如此通过将避雷针放置在高处，寻求最大化从避雷针离开的上行示踪器与下行示踪器建立接触和建立导电通路的可能性。一旦建立导电通路，该导电通路允许经过避雷针和导电电缆将闪电的放电导引直至大地。不同类型的改良型避雷针，和尤其是这些称为触发装置避雷针(PDA)的避雷针， 寻求通过从避雷针的杆体(上端部)产生上行示踪器来对这种现象进行预测，所述上行示踪器具有比通过位于附近的其它物体产生的上行示踪器更大的优势，即放电的导电通路在该避雷针处建立而不是在位于附近的物体处建立的可能性更大。这种改良型避雷针的原理在于利于产生生成上行示踪器的电子雪崩(例如通过放电)的事实。为了能够使该上行示踪器对由周围环境的不平整自然产生的上行示踪器具有优势，PDA应包括允许对下行示踪器的到达进行预测的部件。已知允许对闪电的到达进行预测的装置。当这种装置探测到下行示踪器到达时， 这种装置在避雷针的上端部附近产生放电，以产生电子雪崩，因此产生将与下行示踪器形成闪电放电的导电通路的上行示踪器。这种装置例如在文献FR 2590737或文献FR 2750806中进行描述。然而，在这些装置中安装的自由电荷的生成系统并不能真正地控制电荷生成的时刻。不过，电荷围绕避雷针的蓄积会具有负面效应，这是因为电荷引起屏蔽效应，同时局部地减小电场的值。为了试图解决该问题，某些装置，如在文献FR 2590737中描述的装置，纳入测量系统，该测量系统允许对下行示踪器的接近进行预测，并允许仅仅当必要时激活产生自由电荷的系统。确切地说，对电场变化的测量允许探测下行示踪器的接近。如此，当探测到与存在下行示踪器相关联的强烈电场变化时，系统发起在电极系统和避雷针的杆体之间的高压放电。这种放电产生大量的自由电荷，自由电荷依次产生电子雪崩。在这种装置中，关键在于能够测定需要产生自由电荷的准确时刻，同时最大化如此产生的上行示踪器是将截取下行示踪器的上行示踪器的可能性。概念“准确时刻”因此与以下时刻相关联，在该时刻下行示踪器足够接近以产生以下环境条件，该环境条件借助于在该时刻存在的稳定电场，允许电荷向形成示踪器变化。所有过早产生的电荷将不产生预期效应。另一方面，过迟产生的自由电荷会引起相对于在周围自然产生的示踪器没有任何优势的示踪器。在该第二种情形中，放电的导电通路在下行示踪器和来自邻近地面的另一不平整的上行示踪器之间形成的风险较大。避雷针如此并不有效地承担其防护效应。问题在于对电场值的探测不允许测定在哪个时刻电场足够用于引起能够产生电子雪崩的自由电荷。此外，可以产生这种电离的电场值具有复杂的依赖性，依赖于多个参数，如湿度、空气成分、液化气体的存在、和风力的存在，等......另外，在另一应用领域中，期望防护的物理事件可以是在某些工业环境中的高压放电，如在如果出现意外运行故障的情况下，可以在高压线路和配电站或配电网的变压器之间的连接点中产生的放电。
技术实现思路
本专利技术的目的因此在于提供一种对许多问题中的前述问题的解决方案。特别地，本专利技术的目的在于提出一种对物理事件的效应如闪电的效应进行防护的装置，所述装置能够直接地、被动地和有效地探测物理事件的接近。在其对防护闪电的特别应用中，本专利技术的装置的目的在于准确地探测应在收集器处发起电子雪崩的时刻，以产生用于与下行示踪器形成闪电的放电通路的上行示踪器。本专利技术如此涉及一种对能够引起介质的电离的物理事件的电效应进行防护的装置，该物理事件在该介质中产生，这种物理事件可以例如是闪电。装置包括探测部件，所述探测部件探测物理事件的接近，至少一物理事件收集器，所述收集器用于收集该物理事件的电效应；和触发部件，所述触发部件触发由所述收集器收集物理事件，所述触发部件能够产生从所述收集器起的电离通路。触发部件由探测部件进行控制。探测部件与收集器电绝缘，并且包括一电晕效应探测器，电晕效应探测器能够直接地探测在收集器处产生的电晕效应。如此，通过关本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．对能够引起介质的电离的物理事件的电效应进行防护的装置，所述物理事件在所述介质中产生，该所谓物理事件例如是闪电，所述装置包括：探测部件（３，４，５），所述探测部件探测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电效应；和触发部件（７），所述触发部件触发由所述收集器（１，２）收集物理事件，所述触发部件能够产生从收集器起的电离通路并且由所述探测部件（３，４，５）进行控制，所述探测部件（３，４，５）与所述收集器（１，２）电绝缘，其特征在于，所述探测部件（３，４，５）包括电晕效应探测器（３，４），所述电晕效应探测器能够直接地探测在所述收集器（１，２）处产生的电晕效应。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·洛佩，J·兰戈，S·弗沃，LA·勒福尔，
申请(专利权)人：易敌雷公司，
类型：发明
国别省市：FR
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