СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ МОЛНИЙ НА ОСНОВЕ ГРОЗОЗАЩИТНОЙ ПЛЕНКИ
METHOD AND APPARATUS FOR PROTECTION FROM LIGHTNING BASED ON LIGHTNING-PROTECTION FILM

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к области грозозащитных пленок, в частности к способу защиты от молний на основе грозозащитной пленки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Технология защиты от молний известна на протяжении трех веков. В 1750 г. Франклин изобрел молниеотвод, который считается традиционным и который представляет собой проводящий стержень, соединенный с землей и превосходящий по высоте предохраняемую конструкцию. При ударе молнией интенсивность электрического поля в верхней точке молниеотвода возрастает до величины, при которой разряд молнии может пройти через воздух, таким образом, происходит поражение молниеотвода и защита конструкции от удара молнией.
В наши дни все большее количество микроэлектронной аппаратуры, используемой в зданиях, повреждается из-за электромагнитных излучений, производимых молниеотводом во время прохождения молнии в землю. Поэтому молниеотвод не может предохранить современное высокотехнологичное оборудование, и использование новых технологий защиты от молний является крайне необходимым. В 1995 г. (патент Китая CN 1049531 С) автором настоящего изобретения была описана совершенно новая технология защиты от молний, которая позволяет избежать прямого удара молнии в предохраняемый объект. Такая технология может быть применима не только к неподвижным объектам, находящимся на земле, но и к движущимся объектам, находящимся на земле, небе и в воздухе, для защиты их от поражения молнией. Для объекта, находящегося на земле, защита происходит следующим образом: предложен искусственный плазменный шар, вызывающий исчезновение наведенных зарядов на предохраняемом объекте, а также препятствующий наведенным зарядам на таком объекте, путем передачи зарядов противоположной полярности, по отношению к наведенным зарядам, на предохраняемый объект.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить простой способ защиты от поражения молнией и устройство на основе грозозащитной пленки для предотвращения повреждений молниями, вызванными наведенными зарядами на предохраняемом объекте, с тем чтобы таким образом защитить объект от повреждений.
Для решения поставленной задачи способ согласно изобретению включает в себя следующие шаги:
A. поверхность проводника предохраняемого объекта покрывают слоем проводящей пленки; причем
B. проводящую пленку и поверхность проводника предохраняемого объекта изолируют друг от друга с образованием, таким образом, двух электродов конденсатора; при этом,
C. если проводящая пленка находится с внешней стороны поверхности проводника предохраняемого объекта, заряды на ней имеют обратную полярность по отношению к наведенным зарядам от молнии, и заряды на поверхности проводника предохраняемого объекта суммируются на проводящую пленку;
D. если проводящая пленка находится с внутренней стороны поверхности проводника предохраняемого объекта, заряды на ней имеют одинаковую полярность по отношению к наведенным зарядам от молнии, и заряды на поверхности проводника предохраняемого объекта суммируются на проводящую пленку; так что [перемещение] зарядов одинаковой полярности с предшествующими зарядами от молний на проводящей пленке или проводник предохраняемого объекта по направлению от грозового облака к земле предотвращает разряд молнии на проводящей пленке или проводнике предохраняемого объекта.
Проводящая пленка и поверхность проводника предохраняемого объекта изолированы друг от друга слоем воздуха или твердой изолирующей пленкой.
Зарядное напряжение, добавленное на проводящую пленку, больше либо равно электрическому потенциалу, появляющемуся в результате электрического разряда вокруг прокладки проводящей пленки. Электрический потенциал на поверхности проводника предохраняемого объекта равен нулю.
Настоящее изобретение может быть реализовано в виде устройства для защиты от молний, которое включает грозозащитную пленку, состоящую из проводящей пленки, покрывающей поверхность проводника предохраняемого объекта; защитной пленки, покрывающей внешнюю часть проводящей пленки; неэлектропроводной (изолирующей) пленки, находящейся между проводящей пленкой и поверхностью проводника предохраняемого объекта; и центральный процессор (ЦПУ), находящийся в электрическом соединении с проводящей пленкой.
Вышеуказанный ЦПУ включает средства мониторинга опасности поражения молнией для обнаружения молний, измерения полярности молнии и анализа информации о молнии, источник питания высокого напряжения для передачи зарядов проводящей пленке и блок управления для контроля процесса передачи зарядов источником питания высокого напряжения.
Настоящее изобретение далее может быть реализовано в виде устройства для защиты от молний, включающее грозозащитную пленку, состоящую из проводящей пленки, покрывающей поверхность проводника предохраняемого объекта; защитной пленки, покрывающей внешнюю часть проводящей пленки; неэлектропроводной (изолирующей) пленки, находящейся между проводящей пленкой и поверхностью проводника предохраняемого объекта; проводящей пленки, нанесенной с внутренней стороны изолирующей пленки, а также центральный процессор (ЦПУ), находящийся в электрическом соединении с проводящей пленкой.
Вышеуказанный ЦПУ включает в себя средства мониторинга опасности поражения молнией для обнаружения молний, измерения полярности молнии и анализа информации о молнии, источник питания высокого напряжения для передачи зарядов проводящей пленке и блок управления для контроля процесса передачи зарядов источником питания высокого напряжения.
Настоящее изобретение также может быть реализовано в виде грозозащитного устройства, которое представляет собой пленку для защиты от молний, состоящую из проводящей пленки, покрывающей поверхность проводника предохраняемого объекта; воздушного слоя, находящегося между проводящей пленкой и поверхностью проводника предохраняемого объекта; и центрального процессора (ЦПУ), электрически соединенного с проводящей пленкой.
Вышеуказанный ЦПУ включает средства мониторинга опасности поражения молнией для обнаружения молний, измерения полярности молнии и анализа информации о молнии, источник питания высокого напряжения для передачи зарядов проводящей пленке и блок управления для контроля процесса передачи зарядов источником питания высокого напряжения.
Как вышеуказанные, так и другие характеристики и преимущества изобретения станут более понятны из нижеследующего подробного описания со ссылками на прилагаемые фигуры.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - схематичный вид первой модификации изобретенного устройства;
Фиг.2 - схематичный вид второй модификации изобретенного устройства;
Фиг.3 - схематичный вид третьей модификации изобретенного устройства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НОМЕРОВ ССЫЛОК
Проводник 11 предохраняемого объекта; проводящая пленка 21; защитная пленка 22; изолирующая пленка 23; ЦПУ 24; проводящая пленка 25; слой 26 воздуха.
НАИЛУЧШИЕ ВАРИАНТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение обеспечивает простой способ защиты от поражения молнией и устройство на основе грозозащитной пленки, при этом способ согласно изобретению включает в себя следующие шаги:
A. поверхность проводника предохраняемого объекта покрывают слоем проводящей пленки; причем
B. проводящую пленку и поверхность проводника предохраняемого объекта изолируют друг от друга с формированием, таким образом, двух электродов конденсатора; при этом,
C. если проводящая пленка находится с внешней стороны поверхности проводника предохраняемого объекта, заряды на ней имеют обратную полярность по отношению к наведенным зарядам от молнии, и заряды на поверхности проводника предохраняемого объекта суммируются на проводящую пленку;
D. если проводящая пленка находится с внутренней стороны поверхности проводника предохраняемого объекта, заряды на ней имеют одинаковую полярность по отношению к наведенным зарядам от молнии, и заряды на поверхности проводника предохраняемого объекта суммируются на проводящую пленку; так что [перемещение] зарядов одинаковой полярности с предшествующими зарядами от молний на проводящей пленке или поверхности проводника предохраняемого объекта по направлению от грозового облака к земле может защитить проводящую пленку или проводник предохраняемого объекта от поражения молнией.
Проводящая пленка и поверхность проводника предохраняемого объекта изолированы друг от друга слоем воздуха или твердой изолирующей пленкой.
6
Зарядное напряжение, добавленное на проводящую пленку, больше либо равно электрическому потенциалу, появляющемуся в результате электрического разряда вокруг прокладки проводящей пленки. Электрический потенциал на проводнике предохраняемого объекта равен нулю. Если интенсивность электрического поля, вызываемого молнией на поверхности объекта, равна Е, а толщина изолирующего слоя между проводящей пленкой и проводником предохраняемого объекта равна d, тогда указанный электрический потенциал V вокруг прокладки проводящей пленки будет равен V=Ed. Например, если d=0.1 мм, Е=3×10 В/м, тогда V=Ed=300 В.
Настоящее изобретение далее может быть реализовано в виде устройства для защиты от молний на основе проводящей пленки, как было описано выше. На Фиг.1 представлен схематичный вид первого примера реализации устройства согласно изобретению. Устройство для защиты от молний на основе проводящей пленки включает в себя: проводящую пленку 21, покрывающую поверхность проводника 11 предохраняемого объекта; защитную пленку 22, покрывающую внешнюю сторону проводящей пленки 21, изолирующую пленку 23, находящуюся между проводящей пленкой 21 и поверхностью проводника 11 предохраняемого объекта; и ЦПУ 24, который находится в электрическом соединении с проводящей пленкой 21.
Вышеуказанный ЦПУ 24 включает в себя средства 241 мониторинга опасности поражения молнией для обнаружения молний, измерения полярности молнии и анализа информации о молнии, источник питания 242 высокого напряжения для передачи зарядов проводящей пленке и блок 243 управления для контроля процесса передачи зарядов источником питания высокого напряжения. Все вышеупомянутые блоки описаны в заявке на патент Китая CN 1674179A на имя настоящего изобретателя.
Таким образом, при работе устройства защиты от молний, указанный ЦПУ 24 сначала определяет опасность поражения молнией с помощью средств 241 мониторинга опасности поражения молнией. Если удар молнией приближается, монитор 241 опасности поражения молнией измеряет полярность молнии и анализирует информацию о молнии. Затем блок управления 243 управляет источником питания высокого напряжения для передачи заряда с подходящей полярностью и напряжением (полярность и напряжение определяются с помощью вышеописанного способа) проводящей пленке, которая предохраняет объект от поражения молнией.
На Фиг.2 представлен схематичный вид второго примера реализации устройства согласно изобретению. Устройство для защиты от молний на основе проводящей пленки включает в себя: проводящую пленку 21, покрывающую поверхность проводника 11 предохраняемого объекта; защитную пленку 22, покрывающую внешнюю сторону проводящей пленки 21; изолирующую пленку 23, расположенную между проводящей пленкой 21 и поверхностью проводника 11 предохраняемого объекта; проводящую пленку 25, расположенную с внутренней стороны изолирующей пленки 23; и ЦПУ 24, соединенный с проводящими пленками 21 и 25.
Конфигурация и принцип действия вышеупомянутого ЦПУ 24 аналогична принципу действия ЦПУ в первом примере реализации.
На Фиг.3 представлен схематичный вид третьего примера реализации устройства согласно изобретению. Устройство для защиты от молний на основе проводящей пленки включает в себя: проводящую пленку 21, покрывающую поверхность проводника 11 предохраняемого объекта; слой воздуха 26, проходящий между проводящей пленкой 21 и поверхностью проводника 11 предохраняемого объекта; и ЦПУ 24, находящийся в электрическом соединении с проводящей пленкой 21.
Конфигурация и принцип действия вышеупомянутого ЦПУ 24 аналогична принципу действия ЦПУ в первой модификации.
Предохраняемый объект становится объектом, защищенным от поражения молнией, после покрытия вышеописанной пленкой для защиты от молний. Например, путем нанесения пленки для защиты от молний можно придать грозозащитные свойства различным объектам, так, антенна станет грозозащитной антенной, зонтик станет грозозащитным зонтиком, шляпа станет грозозащитной шляпой и одежда станет грозозащитной одеждой. Кроме того, пленка для защиты от молний, выполненная в виде холста, может быть использована с тем, чтобы закрывать объекты, предохраняя их таким образом от повреждения молнией.
Следует понимать, что вышеупомянутое описание изобретения с примерами его реализации является лишь поясняющим и не ограничено упомянутыми областями. При этом возможны различные модификации и дополнения без изменения объема и сущности изобретения, которые определены в прилагаемой формуле изобретения.