МОЛНИЕОТВОД

Полезная модель относится к устройствам защиты от повреждения объектов различного назначения при интенсивном воздействии атмосферного электричества, в частности к средствам молниезащиты промышленных зданий и сооружений, а так же электроэнергетического оборудования, находящегося на открытом воздухе.
Известен молниеотвод [Патент РФ 2101819, МПК H02G 13/00, НO2Н 9/06 опуб. 12 мая 1995 г.], содержащий генераторный электрод, боковые антенны-молниеприемники, разрядники, преобразователи энергии электрического поля, накопители энергии и центральные стержень заземления. Разрядник помещен в промежутке между центральным стержнем заземления и генераторным электродом. Аналогичные разрядники размещены в разрывах боковых антенн-молниеприемников. Первый вход преобразователя энергии подключен к генераторному электроду, второй вход - к центральному стержню заземления, а выходы соединены со входами накопителями соответствующих боковых антенн.
Недостатком известного молниеотвода является высокая сложность исполнения и, как следствие, недостаточная надежность при защите объектов от поражения молней.
Наиболее близким к заявленному устройству является молниеотвод [патент РФ №2208887 С1, МПК H02G 13/00, НO2Н 9/06 опуб. 24 июня 2002 г.] содержащий диэлектрический корпус с поперечной ребристостью, центральный стержень-молниеприемник, центральный стержень заземления, боковые стержни. Диэлектрический корпус снабжен крышкой, в которую вставлены центральный стержень-молниеприемник и боковые стержни, а центральный стержень заземления установлен в основание корпуса. В корпусе помещены обкладки конденсаторов в виде металлических пластин и две последовательные цепи резисторов. Первые выводы резисторов первой цепи подключены к верхним обкладкам конденсаторов, а первые выводы резисторов второй цепи подключены к их нижним обкладкам. Корпус заполнен диэлектриком, обладающим способностью к самовосстановлению исходных свойств после срабатывания устройства.
Недостатком молниеотвода является низкий генерируемый импульс напряжения служащий для создания встречного лидера молнии на стержне-молниеприемнике непосредственно перед ударом молнии.
Техническим результатом является создание более сильного импульса напряжения, который приводит к усилению встречного лидера молнии.
Поставленная задача для достижения технического результата решается тем, что в молниеотводе, содержащим заполненный диэлектриком корпус с боковыми стержнями, на котором установлен центральный стержень-молниеприемник, центральный стержень заземления, установленный в основании корпуса, при этом в корпусе размещены обкладки конденсаторов, соединенные с генераторными разрядниками, и резисторы, корпус выполнен металлическим, в котором установлены повышающий трансформатор напряжения, формирующий конденсатор, блоки питания, каждый из которых образован из последовательно установленного накопительного конденсатора и генераторного разрядника и параллельно подсоединенного к ним резистора, при этом первичная обмотка трансформатора соединена с верхней обкладкой формирующего конденсатора, нижняя обкладка которого соединена с верхним блоком питания, а вторичная обмотка трансформатора соединена одним концом с центральным стержнем-молниеприемником, а вторым концом - с центральным стержнем заземления, нижний блок питания соединен с центральным стержнем заземления.
На чертеже изображена схема молниеотвода.
Молниеотвод содержит заполненный диэлектриком корпус 1, выполненный заодно с боковыми стержнями, на котором установлен центральный стержень-молниеприемник 2, центральный стержень заземления 3, установленный в основании корпуса. Корпус 1 выполнен металлическим, в котором установлены повышающий трансформатор напряжения 4, формирующий конденсатор 5 и блоки питания 6, каждый из которых образован из последовательно установленного накопительного конденсатора 7 и генераторного разрядника 8 и параллельно подсоединенного к ним резистора 9. При этом первичная обмотка 10 трансформатора 4 соединена с верхней обкладкой формирующего конденсатора 5, нижняя обкладка которого соединена с верхним блоком питания 6, а вторичная обмотка 11 трансформатора 4 соединена одним концом с центральным стержнем-молниеприемником 2, а вторым концом - с центральным стержнем заземления 3. Нижний блок питания 6 соединен с центральным стержнем заземления 3. На центральном стержне-молниеприемнике 2 установлен металлический шар 12 с шипами.
Молниеотвод работает следующим образом.
На лидерной фазе развития молнии стержень-молниеприемник 2 и боковые стержни поляризуются до возникновения на них коронного разряда. Накопительные конденсаторы 7 заряжаются с помощью резистора 9 до величины пробоя генераторных разрядников 8. Величина пробоя генераторного разрядника 8 нижнего блока 6 подбирается таким образом, чтобы наведенное напряжение пробивало его первым. При пробое этого генераторного разрядника 8 пробиваются остальные генераторные разрядники, накопительные конденсаторы 7 соединяются последовательно, их напряжение складывается и суммарное напряжение оказывается приложенным к первичной обмотке 10 трансформатора напряжения 4.
Электромагнитные параметры молниеотвода подбираются таким образом, что он срабатывает при приближении лидера молнии к высоте ориентировки (150-200 м) в фазе с его воздействием. Импульс высокого напряжения, созданный накопительными блоками 6 и увеличенный с помощью трансформатора напряжения 4 инициирует встречный лидер. Параметры трансформатора напряжения подбирается таким образом, чтобы количество витков первичной обмотки 10 было много меньше количества витков вторичной обмотки 11, что дает нам увеличение коэффициента трансформации для увеличения импульса напряжения.
В результате того, что стержень - молниеприемник 2, из-за возможности использования накопительных блоков 6, а также изменением параметров трансформатора напряжения 4, можно подать значительно большой по величине импульс высокого напряжения, молниеотвод значительно уменьшает вероятность попадания молнии в зону защиты молниеотвода. Использование металлического корпуса 1 молниеотвода позволяет разряду молнии протекать по корпусу в землю, что практически исключает возможность разрушения электрических соединений и его элементов.
Таким образом, предлагаемый молниеотвод является более эффективным и надежным, обеспечивает большую безопасность в работе и может реализован при помощи широко доступных технических средств.