(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変電界平衡装置であって、捕捉の導体要素を含み、捕捉の導体要素は、接地接続部（７）を有するマスト（６）に組み込まれる電気絶縁体によって分けられ、前記可変電界平衡装置は、中空アセンブリから形成され、中空アセンブリは、捕捉電極のように働く上部受動捕捉要素（２）と、受電電極のように働く下部受動捕捉要素（３）と、を備え、両方の要素（２，３）は、それらの外側部分に様々な幾何学形状を有することができ、絶縁体要素（４）は、前記上部要素（２）と前記下部要素（３）との間に配置され、それらを互いに可変距離（ｄ）で離れたままにし、この絶縁体要素（４）の幾何学形状は、内部で２つの要素を離すのに加え、外部で下部要素（３）をそれの下底までスカートのようにカバーし、前記可変電界平衡装置は、膨張および圧縮弁（５）も有し、膨張および圧縮弁（５）は、中空アセンブリの内側を外側と接続し、電流の通過および／または外部の誘導サージの吸収で膨張し、電界の補償の終わりに圧縮される、可変電界平衡装置。
【請求項２】
請求項１に記載の可変電界平衡装置であって、上部受動捕捉要素（２）と下部受動捕捉要素（３）とは、半球の外部形状を呈する、可変電界平衡装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の可変電界平衡装置であって、弁（５）は、さらに、安全弁でもあり、安全弁は、捕捉の上部要素（２）、受電の下部要素（３）、および絶縁体要素（４）によって形成される中空アセンブリの中に生成する過圧が作動限界を上回る場合に、その位置から飛び出す、可変電界平衡装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の可変電界平衡装置であって、弁（５）は、受電の下部受動捕捉要素（３）の下底部に組み込まれていることを特徴とする、可変電界平衡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、この特許明細書のタイトルに表されているように、変動電界平衡装置に関し、それは、以下で詳細に説明され、技術の現在の状況を改善する、利点および新たな特徴を呈する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の対象は、具体的には、直接の大気の放電から、人と、動物と、地面上のおよび海での設備と、を保護する目的の装置を中心とし、許容限度まで、保護される設備の近くの領域内の稲妻の衝撃から生じる外部誘導サージを最小にし、そのために、互いに絶縁した捕捉電極および受電電極、および膨張および圧縮弁によって、電界の補償を、その隣接した周囲で後者が変化を受けるたびに実現し、空気の誘電体の切断、従って装置の中で生成する潜在的な上昇リーダーと下降リーダーとの結合を導き得る限度の下に、前記の電界の飽和がある。
【０００３】
本発明の技術分野は、大気の放電に対する保護のための器具および装置の製造の工業部門の一部である。
【０００４】
科学的共同体によれば、現在の避雷針および様々な製造業者の基準は、現在、空中放電保護システムの中で、フランクリン型受動捕捉システムが一般に最も受け入れられ、それらは、よく知られているように、建物の上に突き出た捕捉ヘッドの付いた金属マストで本質的に構成されているシステムであることを覚えておかなければならない。捕捉ヘッドは、金属パイクによって構成される銅導体のケーブルを介して電気的接地接続に結合され、５００ＫＶ位生成する上昇リーダーと下降リーダーとの間でおおよそのポテンシャルの差があるときに、電界の補償をすぐに（すなわちマイクロ秒）実現する。キャプチャ上への稲妻の衝撃が現れるとき、キャプチャ自体への、およびそれらが保護する構造物への、様々な電気的および電磁気的影響が原因となり、稲妻（このことは決してあらかじめ知られることがない）によって伝えられる強度に従属して、保護設備の破壊および／または予測できない結果で人または動物に損害を生じさせる。
【０００５】
また、この分野の専門家は、初期ストリーマ放出避雷針の多くの場合を評価し、これらのシステムは、受動捕捉システムよりも少ない時間で稲妻を誘引する効果を証明することができていないという結論を出している。基本的に、初期ストリーマ放出装置が貯えることができるエネルギーによって、それらがキャプチャの先端に生成する追加負荷が、いわゆる影響距離に影響しないことによる。
【０００６】
同じく、彼らはいわゆるＣＴＳ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ）も評価し、それのために状況が与えられた場合、ＣＴＳによって、稲妻が構造物に衝撃を与えることを防ぐ可能性を支持する科学的議論または実験上の証拠はないという結論を出している。典型的なシステムによって放出される電荷は、嵐の状況では、ガイドまたは下降リーダーのそれと比べてわずかである。この種の設備での衝撃の記録は、良くても、それらが従来のキャプチャとして信頼できると示している。
【０００７】
これらの研究および科学的評価から、および雲の中に生成する電荷も地面に生成する電荷も無限であることを考慮して、構造物の周囲の電界を補償することができるのに十分に大きな空間電荷が生成されることができる場合はない。これらの電荷の生成は補償される空間電荷よりもとても大きいからであり、従ってはかり知れない。構造物への落雷を防ぐ唯一の方法は、捕捉システムが上昇リーダーを生成するのを防ぐことであることが明らかになり、この発明の目的の装置は、この効果に基づく。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によって提案される変動電界平衡装置は、従って、上記の回避、および、どんな場合にも、装置が実際の性質内である作動限界を有することを受け入れることに基づき、それは、それの作動環境内での連続的および／または断続的電界変化の出現で、リーク電流の生成の速度に応じ、起こり得る稲妻が生成する速度、言い換えれば、電界の増加の速度、およびそれがそれの飽和限界に達することに従属し、この装置は、電界の補償をそれの直接周囲で生成し、それによって、前記の場が、この環境で、それの飽和限界に達するのを防ぐことができる。
【０００９】
この電界補償は、いかなる場合も、環境に存在している電荷の量によらない。それらは無限であり、保護される構造物および／または捕捉システムの直接周囲に、重要な脱イオンを誘発することができないからである。また、荒天をもたらす系の中で稲妻の形成を抑えることも全く不可能である。しかし、同じものの飽和限界を下げる前記の環境の電界の補償を達成することができ、それが、上昇リーダーが現れ得るためのポテンシャルを十分に生成することができるために必要な時間を有することを防ぎ、稲妻が保護される構造物に衝撃を与えるのを防ぐ。従って、この発明の変動電界平衡装置は、それおよびそれが保護する構造物上で上昇リーダーの生成を防ぐように作動する。
【００１０】
具体的な方法で、それ故、本発明が提案するのは、直接周囲に存在する電界の補償をそれが変化するたびにどんなに小さくても行う装置であり、前記の領域の電界の飽和を、空気の誘電体への損傷、従って装置で生成する潜在的な上昇リーダーと生成する下降リーダーの結合を導き得る限度の下にする。
【００１１】
前記の補償は、この領域に存在する場の変化に応じて、一定、連続的および／または順次的になり、本発明の装置は、上昇リーダーを生成しないことを保証する。このようにして、保護地帯にある保護された構造物および／または人および／または動物への電気および電磁気の潜在的な影響は、かなり最小限に抑えられる。
【００１２】
このために、装置は、捕捉電極のように働く上部受動捕捉要素と、受電電極のように働く下部受動捕捉要素と、絶縁体要素と、から形成され、絶縁体要素は、２つの間に配置され、その幾何学形状は、保護絶縁を生成するために受電電極の下方部分までさらにカバーするようになっており、保護絶縁は、この受電電極が上昇リーダーの生成を導き得る場合に、前記の３つの要素のアセンブリを含むシステムから生じるリーク電流に適した速度で導くことができないために、前記の下部要素上への稲妻の衝撃を防ぐのに適している。
【００１３】
下部受動捕捉要素の下底部までカバーする、絶縁体要素のこの配置および形状が、装置が適切に機能するのに必須であることを指摘することは、重要である。
【００１４】
さらに、本発明の装置で、前記の下部受動捕捉要素の下底部に、電流の通過および／または外部の誘導サージの吸収を担う膨張および圧縮弁を組み込むことが考えられる。
【００１５】
このように、この弁は、リーク電流がある時に膨張するように構成され、その過程中に生成する過圧を放出する。そして、上部受動捕捉要素または捕捉電極、下部受動捕捉要素または受電電極、絶縁体要素、から成る捕捉アセンブリは、場の補償を一時的に終わらせ、弁は、圧縮されて作動を停止する。
【００１６】
従って、この弁は、装置の基本要素である。それがないと、捕捉アセンブリは、生じるどのような場の補償プロセスでも壊れ得るからである。
【００１７】
捕捉アセンブリの中に生成する過圧が、ほぼ２００ＫＡの程度になるその作動限界を上回るようになり得る、従って装置が破壊され得る場合、膨張および圧縮弁は、安全弁のようにも作動し、その位置を飛び出し、過圧が装置を破壊するのを防ぐ。明らかに、この状況が起きるとき、装置は弁が戻るまで作動を停止する。
【００１８】
さらに、捕捉アセンブリが固定マストの上に連結して配置されることは、言及する価値があり、固定マストは、接地用のコネクタを有し、保護されようとしている構造物で装置が適切に位置するために固定要素として働く。
【００１９】
部分として、前記の位置決めは、装置を、垂直に、および望ましくは構造物の最も高い点から少なくとも約８０ｃｍの距離で、配置することによって行われる。構造物個々にまたは領域で保護されることができ、そのために、それらのカバー半径に応じて、周辺保護として様々な装置が配置されなければならず、様々な装置は、共に接地システムに接続され、共通の接地コネクタに取り付けられ、接地コネクタは、別のリーク電流が行き着くことができる最終箇所として働く。
【００２０】
さらに、構造物および／または保護されようとしている領域のタイプ、またその危険の程度に応じて、装置は、異なる設計を呈することができ、また異なる種類の材料を利用することもできる。
【００２１】
このように、上部受動捕捉要素と下部受動捕捉要素とは、外部の部分に多様な幾何学形状を呈することができ、それは、構造物の保護の必要性による。
【００２２】
最後に、提案される平衡装置が正しい方法で機能するために、上部受動捕捉要素と下部受動捕捉要素との間の距離は、前記の要素の材料および中間絶縁体要素の伝導性係数と従属関係を有する必要があり、関係は、それの作動の効率の基礎になる。
【００２３】
従って、変動電界平衡装置は、そのために設計された今まで知られていない特徴を有する革新的構造から構成され、それの実際的有用性に結びついた理由は、申請される独占権を得るための十分な基礎をそれに与える。
【００２４】
なされる記述を補足するため、および本発明の特徴のより良い理解を補助するために、本明細書には、それの一部をなす部分として、図面が添付され、図面では、例証および非制限的なものとして次のものが表されている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の対象である変動電界平衡装置の例示的な実施形態の概略立面図を示し、それの全体的な外形およびそれが含む主要部分および要素で見られ、下部受動捕捉要素の外形も、破線によって表され、どのようにそれが覆われて絶縁体要素の下に隠れているかを示している。
【図２】図１に示されている本発明の装置の同じ例の、垂直断面による、断面図を示し、その内部部分の構造および配置が見られる。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
記載されている図に照らして、および使用されている数字に従って、例示的な望ましい実施形態を見ることができ、それは、本発明の変動電界平衡装置を制限するものと見なされるべきでなく、以下に詳しく示されて記述される部分および要素を備える。
【００２７】
このように、前記の図に見られるように、本装置（１）は、中空アセンブリから形成され、中空アセンブリは、捕捉電極のように働く上部受動捕捉要素（２）と、受電電極のように働く下部受動捕捉要素（３）と、を備え、両方の要素（２，３）は、それらの外側に様々な幾何学形状を有することができ、例えば例に示されているように半球形状であり、絶縁体要素（４）は、前記の上部要素（２）と下部要素（３）との間に配置され、それらを互いに距離（ｄ）で離し、距離（ｄ）は、前記の要素を構成する材料の伝導性係数により、この絶縁体要素（４）の幾何学形状は、内部で２つの要素を離すのに加え、外部で下部要素（３）をそれの下底と同じ高さまでスカートのようにカバーし、このようにして、前記の下部要素（３）上への稲妻の衝撃、および上昇リーダーの生成を導き得るのを防ぐ。
【００２８】
さらに、望ましくは下部受動捕捉要素（３）の下底に、装置は、膨張および圧縮弁（５）を組み込み、膨張および圧縮弁（５）は、中空アセンブリの内側を外側と接続し、電流の通過および／または外部の誘導サージの吸収で膨張し、場の補償の終わりに圧縮される。
【００２９】
この弁（５）は、さらに、安全弁でもあり、それは、捕捉の上部要素（２）、受電の下部要素（３）、および絶縁体要素（４）から成る中空アセンブリの中に生成する過圧が作動限界を上回る場合に、その位置から飛び出す。
【００３０】
さらに、このアセンブリは、保護されようとしている構造物につながれる固定マスト（６）の上に連結して配置され、それは、接地用の接続部（７）を有する。
【００３１】
上記の全てと共に、装置は、通常は稲妻によって引き起こされる、それの直接周囲に存在する電界が変化するたびに、電界の補償を行い、前記の電界の飽和を、空気の誘電体への損傷、従って装置で生成する潜在的な上昇リーダーと生成する下降リーダーの結合を導き得る限界の下に、位置づける。
【００３２】
この発明の性質が、実施の仕方と同様に十分に記述され、当業者がそれの範囲およびそれから生じる利点を理解するための説明について詳述する必要があるとは考えられず、それの本質内で、例で示されているのと異なる他の実施形態でも実施できることは明らかであり、それの基本原理を変更または修正しないならば、請求される保護によって同じくカバーされる。
【図１】
0006342869.tif 000002
【図２】
0006342869.tif 000003