BRPI0619122A2 - dispositivo de proteção contra raio: inibidor de raio de luz baseado em intensidade úmida e seca - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE PROTEçãO CONTRA RAIO: INIBIDOR DE RAIO DE LUZ BASEADO EM INTENSIDADE úMIDA E SECA. Um dispositivo de proteção contra raloredução da exposição de um objeto a ser protegido de choque relâmpago convencional e para cima. O dispositivo inclui uma estrutura de apoio adaptados a ser aterrada e condutores produtores de carga espacial ferida ao redor da estrutura e apoio para a produção de bobinas formando espaço cargo de polaridade oposta a uma nuvem cargo, em uma proximidade do objeto a ser protegido. O espaço induz a cobrar uma taxa sobre o objeto a ser protegido de uma polaridade oposta a uma carga induzida sobre o objeto a ser protegido pela nuvem de carga e inibe uma formação de cordas a partir do objeto a ser protegido. Cada espaço cobrar produzindo condutor tem um diâmetro não superior a 0,1 mm, para reduzir uma corona início tensão da estrutura de suporte em que cada uma das produtoras espaço cobrar condutor é ferida, em ambas as condições seca e úmida.

Description

Relatório Descritivo da Invenção para: "DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO CONTRA RAIO: INIBIDOR DE RAIO DE LUZ BASEADO EM INTENSIDADE ÚMIDA E SECA".

Campo da Invenção

A presente invenção refere a um dispositivo de proteção contra raios.

Fundamentos da Invenção

É conhecido que as descargas de relâmpagos são predominantemente associadas com nuvens carregadas negativamente. Duas categorias principais de relâmpagos são encontrados: flashes para cima de estruturas muito alto e os ataques mais comuns associados com negativo descendente lideres pisou (ref. [1], [2]). O lider negativo descendente é cercado por uma bainha de carga espacial negativa que, como o lider negativo se aproxima do solo, induz a imagem (positiva) encargos de qualquer objeto aterrado na sua esfera de influência. A maior estrutura da terra e o mais próximo é o caminho do lider negativo descendente, a mais significativa a carga induzida sobre a estrutura aterrada. É conhecido que um relâmpago corrente é uma variável estatística que varia em uma escala larga de um kA até alguns kA cem anos, com uma média de 25-35 kA. O raio atraente de uma estrutura ou seja, a distância máxima radial em torno da estrutura em que um líder descendente seria capturado pelos aumentos estrutura com dois tempos actuais, que está associado com a jaqueta negativo espaço de carga e da altura da estrutura. Nos últimos anos, com base no progresso na pesquisa sobre a fisica de repartição das lacunas de ar muito tempo, nossa compreensão dos mecanismos pelos quais as estruturas de terra diferentes são atingidos por um raio, foram substancialmente melhorados. Em particular, o papel desempenhado pelo objeto aterrado no mecanismo de greve tenha sido esclarecido. Modeling (ref. [6]) mostrou que o raio atrativa composta por duas partes: a maior parte (dois terços ou mais) gerado pelo lider positiva que emana da estrutura e da menor parte que constitui o salto final entre o lider positivo e negativo dicas. Análise de campo eletrostático mostra que a valorização do campo elétrico na superfície e na proximidade de qualquer estrutura aterrada é predominantemente causada pela imagem (positiva) acusação de que foi induzida na estrutura aterrada pela carga da nuvem e / ou o líder negativo descendente e que este ultrapassa largamente o campo de fundo, devido à nuvem de carga e / ou o líder descendente em si. Dependendo das características estruturais do objeto aterrado um campo de criação causado pela carga induzida é atingido quando a ionização do ar ao redor ocorre causando descarga corona e formação de galhardetes positivo. Dependendo da geometria da estrutura da terra e da quantidade de carga positiva induzida o comprimento da serpentina positivo pode crescer na escala metros. Se a serpentina positivo atinge uma dimensão critica (ref. [3] [4]) um tronco altamente condução é formado na junção de galhardetes com a estrutura e um líder positivo é assim formado. Contrariamente à serpentina positiva, que tem uma inclinação média de cerca de 400-500 kV / m, o gradiente de líder é uma função tanto do atual líder e do tempo de duração da sua existência. Para uma corrente de 1 A, o líder do gradiente pode ser 30-50 kV / m ou seja, cerca de um décimo do gradiente de galhardetes positivo, mas para um atual líder da ordem de 100 A inclinação do líder poderia descer a tão baixo quanto 2-3 kV / m. Isso mostra que, contrariamente ao streamer positiva, um líder positivo é capaz de viajar distâncias na faixa de 100 metros sem a necessidade de irrealisticamente potencial elétrico elevado.

É importante notar que nem todos os líderes positiva que emana de uma estrutura baseada irá completar a trajetória de encontrar o líder negativo descendente em um salto final. Como líder positiva vai mais longe e mais longe da estrutura proposta será regida mais e mais por parâmetros como potencial espacial e do campo elétrico à frente da ponta do líder, que são determinadas cada vez mais pela carga líder descendente e cada vez menos pela estrutura de terra. Quando as condições não são apropriadas para a propagação continuada, as paradas líder positivo e da estrutura em causa aterrada, que começou a serpentina positiva / processo líder positivo não é atingido. Objetos que são atingidos por relâmpagos negativos para baixo são aqueles que, devido à sua carga induzida positiva "sucesso" na criação de longas serpentinas positiva, resultando na formação de um líder positivo, que progride em uma zona de crescente campo elétrico para atender a aproximação decrescente líder relâmpagos negativos no que é denominado o salto final. O salto final ocorre quando o gradiente de tensão média entre a ponta do líder ascendente positivo ea ponta do líder negativo descendente relâmpago atinge 500-600 kV / m.

Como visto do líder relâmpagos negativos descendentes, todos os objetos aterrados com as respectivas cargas positivas são induzidas em uma competição que determina: que entre eles produzirão atividade serpentina positiva significativa entre eles e que irá "sucesso" na produção de um líder positivo, que completará a trajetória para o salto final. Se não houver estrutura elevada "êxito" para completar a trajetória para o salto final, o líder negativo descendente irá proceder à terra por padrão. Portanto, se a intenção é reduzir o risco de uma tal greve relâmpago será de grande vantagem para qualquer estrutura de permanecer eletricamente silenciosa, ou seja, para ser inativos ou inibidos em The Game de produzir longas serpentinas positivo.

0 segundo tipo de relâmpago acima referida, é o flash para cima que ocorre na forma de uma serpentina de cima positiva / líder do processo sem a presença de um líder negativo descendente. A probabilidade de este tipo de cursos relâmpago torna-se importante em estruturas com alturas superiores a 100 metros em terreno plano. Eles também podem ocorrer em estruturas muito mais curtas nos cumes das montanhas. Aqui o campo na valorização e na proximidade da estrutura é causado pela carga induzida positiva sobre a estrutura diretamente causadas pela carga negativa da nuvem sozinho uma vez que nenhum líder descendente está presente.

Para um raio para cima do terreno (ambiente) de campo necessários para a criação líder positivo depende essencialmente da altura da estrutura. Para estruturas altas no campo crítico ambiente é, de fato relacionado à altura estrutura pela relação simples Eg = 1600 / h E9 onde é dada em kV / m e a altura da estrutura é dado em metros (ref. [1] [2] ) . Mesmo para as estruturas mais altas do campo critico ambiente deve ser superior a 3 kV / m (ref. [1], [2]). Assim sendo, e uma vez mais, se a intenção é reduzir o risco de um raio para cima greve, que será de grande vantagem para qualquer estrutura de permanecer eletricamente silenciosa, ou seja, para ser inativos ou inibidos ou para exigir a campos maiores que o normal para participar de The Game de produzir longas serpentinas positivo.

Antecedentes

Práticas de proteção contra raios podem ser divididos em duas grandes categorias. As variações primeiro estar na Rod Franklin ou fios à terra aéreo, cujo objectivo é dar um caminho preferencial para a corrente de um relâmpago e, assim, evitar danos potenciais. Estes sistemas não pretendem afetar a probabilidade de ocorrência de um relâmpago.

A outra categoria amplo de práticas de proteção contra raios pode ser chamado de "sistemas de dissipação", tais como patentes E.U. No. 5.043.527 (Carpenter), E.U. Patent No. 4.910.636 (Sadler et al.), E E.U. Patent No. 4.605.814 (Gillem). Estes sistemas usam pontos finais ou pontas de fios ou varas para produzir carga espacial. Existem várias declarações contraditórias, com pouco ou nenhum fundamento cientifico, sobre a forma como estes dispositivos devem funcionar. Alguns defensores do sistema de dissipação de afirmar que a produção do espaço de carga pode neutralizar a carga negativa da nuvem e, assim, eliminar um raio, que é uma tarefa irrealista. Outros sistemas de dissipação de defensores alegam que a dissipação de ions da estrutura protegida irá reduzir a carga acumulada, soprando a favor do vento e reduzir ou minimizar a diferença de potencial entre a nuvem carregada e a estrutura protegida. Estas alegações são, evidentemente, fisicamente inválido desde a imagem induzida () taxas sobre uma estrutura aterrada são encargos que permanecer no local enquanto a indução de cargas da nuvem ou descendente lider permanecem e não pode ser dissipado para o ar circundante. Além disso, é um fato cientifico bem estabelecido que os metais não emitem ions positivos. No espaço de carga contrária positiva é formada por processos de ionização, que resultam em elétrons sendo coletados pelo eletrodo (estrutura) e injetadas no chão deixando o espaço de carga positiva por trás de ions no ar circundante. Mudando também o potencial entre a nuvem e um objeto aterrado necessariamente significa que a tarefa irreal de mudar o potencial da nuvem, por definição, uma vez que a estrutura de terra, a não ser atingido por um raio, é e permanecerá sempre no potencial de terra.

Descrição do Objeto da Invenção

Um objetivo da presente invenção é controlar o inicio da serpentina positiva / lider de um terminal de estrutura, sob diferentes condições atmosféricas.

A primeira possibilidade de controlar o inicio lider positivo de um terminal estrutura aterrada é modificar a geometria do terminal. Deve-se notar, no entanto, que se o raio equivalente da estrutura do terminal, definido como o potencial do espaço dividido pelo campo elétrico na superfície do terminal, está abaixo de um valor crítico, o chamado raio crítico, a geometria da estrutura tem praticamente nenhum efeito no início líder positivo. Se por outro lado, a geometria do terminal é modificado por uma superfície de condução, com um grande raio de curvatura, o líder do potencial de criação de espaço pode efetivamente ser aumentada, mas apenas em condições secas. Sob chuva, no entanto, o nível de criação líder do eletrodo grande será o mesmo que com um terminal em que o raio equivalente é igual ou menor que o raio crítico (ref. [5]).

A segunda técnica para controlar a atividade de descarga de um terminal estrutura é responsável pelo espaço de blindagem. Para o dispositivo produzindo carga espacial positiva para ser bem sucedida em proteger um terminal estrutura, vários pré-requisitos são em ordem:

1. 0 custo do espaço de produção de dispositivo não deve apresentar corona no modo de galhardetes positivo. Produção de galhardetes tão positiva que derrota a finalidade de geração positiva de espaço de carga e podem, de fato, aumentar a probabilidade de o dispositivo que está sendo atingido por um raio conforme o mecanismo descrito acima. Esta exigência só poderia excluir muitos dispositivos com base no ponto de descarga desde pontos ou matrizes de ponto são geralmente conhecido por ser propenso a produção de galhardetes positivo.

2. 0 dispositivo deve ser capaz ue ser livre de galhardetes, não só em condições secas, mas também em condições molhadas. Esta exigência é evidente desde o relâmpago é geralmente associada com a chuva. Um dispositivo que funciona como exigido apenas em condições de seca, não será suficiente.

3. 0 dispositivo deve ser capaz de produzir suficientemente altas taxas de carga espacial, flâmula livre, para atingir o seu objetivo se mesmo sob condições de vento. Além disso, a embalagem de um grande número de pontos de descarga nas proximidades não vai resolver esse problema, já que pontos próximos irão interagir e limitar sua capacidade de produzir carga espacial.

4. O dispositivo deve oferecer alguns meios de controle da produção de carga espacial, de modo a ser aplicável em uma variedade de situações e condições.

5. A fim de inibir o desenvolvimento de flâmulas positivo de uma estrutura de terra quando o desejar, o dispositivo tem de produzir uma taxa suficientemente elevado de carga espacial, flâmula livre, no tempo relativamente curto, quando aumenta o campo magnético antes do relâmpago e no algumas dezenas de milissegundos à medida que a lider negativo para a terra produzir variações do potencial de espaço no intervalo superior a 1 kV /' ps. Em face do exposto, é mais um objeto da presente invenção proporcionar um brilho molhado / seco inibidor de galhardetes que satisfaz todos os critérios exigidos para o cargo listados espaço blindagem técnica para controlar a atividade de descarga de um terminal estrutura aterrada. Sumário da Invenção

De acordo com a presente invenção, é previsto um dispositivo de proteção contra raios para reduzir a exposição de um objeto a ser protegido de raios convencionais e para cima, o dispositivo compreendendo: uma estrutura de apoio adaptado para ser aterrada e produção de condutores de carga espacial em torno da ferida apoio estrutura e formação para a produção de bobinas de carga espacial de polaridade oposta a uma taxa de nuvem, em uma proximidade do objeto a ser protegido, a carga espacial induzindo uma taxa sobre o objeto a ser protegido de uma polaridade oposta a uma carga induzida sobre o objeto para ser protegido pela carga formação de nuvens e uma inibição de flâmulas do objeto a ser protegido, todos os encargos espaço produzindo condutor com um diâmetro inferior a 0,1 mm, para reduzir a tensão corona criação da estrutura de apoio em que cada carga espacial produzindo condutor é ferida , em condições de seco e molhado. Preferencialmente, a carga espacial produzindo condutores são selecionados do grupo, incluindo um fio condutor, um feixe de fios condutores, uma fibra de condução, um filamento condutor, um conjunto de condutores elétricos, um fio feito de fios condutores, um fio feito de um feixe de fios condutores, um fio feito de fibras condutoras, um fios de condutores elétricos, um fio feito de um conjunto de condutores elétricos, um tecido de malha feita de fios condutores, um tecido de malha feita por um feixe de fios condutores, um tecido de malha feito de fibras condutoras, um tecido de malha feita de condutores elétricos, um tecido de malha feita por um feixe de condutores elétricos, um tecido feito de fios condutores, um tecido feito de um feixe de fios condutores, um tecido feito de fibras condutoras , um tecido feito de condutores elétricos, um tecido feito de um conjunto de condutores elétricos, e onde cada um dos ditos fios, fibras e filamentos, tem um diâmetro inferior a 0,1 mm.

Preferencialmente, a estrutura de suporte está fundamentada e é selecionado do grupo, incluindo: um toróide continuo, um toróide sectionalized, um toróide metálica continua, um toróide sectionalized metálico, um pólo relâmpago, um fio terra sobrecarga de linhas de transmissão, um fio terra sobrecarga de uma subestação elétrica, fios e uma lâmina de turbina do vento. Preferencialmente, a carga espacial produzindo condutores são enrolados em torno da estrutura de apoio para formar uma única camada de condutores ou várias camadas de condutores.

Preferencialmente, a carga espacial produzindo condutores são enrolados em torno da estrutura de apoio no sentido longitudinal e / ou uma direção transversal. Em uso, quando o dispositivo está devidamente em forma e dimensões e expostas aos campos elétricos que antecedem uma greve relâmpago ele entra em modo de corona brilho e produz uma taxa elevada e previsível de carga espacial positiva em condições molhadas e secas. Esta taxa de produção de espaço de carga positiva é suficiente, mesmo em condições de vento, para induzir uma carga negativa sobre as estruturas ou condutores dentro de uma área definida e inibir o desenvolvimento de flâmulas positivos, reduzindo assim o risco de raios convencionais e para cima.

De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método de fazer um dispositivo de proteção contra raios para reduzir a exposição de um objeto a ser protegido de raios convencionais e para cima, o método compreendendo as etapas de: a) proporcionar uma estrutura de apoio adaptados às ser aterrada e b) carga espacial liquidação produzir condutores em torno ua estrutura ue apoio para formar para a produção de bobinas de carga espacial de polaridade oposta a uma taxa de nuvem, em uma proximidade do objeto a ser protegido, a carga espacial induzindo uma taxa sobre o objeto para ser protegidos de uma polaridade oposta a uma carga induzida sobre o objeto a ser protegido pela carga formação de nuvens e uma inibição de flâmulas do objeto a ser protegido, todos os encargos espaço produzindo condutor com um diâmetro inferior a 0,1 mm para redução de um inicio de corona tensão da estrutura de apoio em que cada carga espacial produzindo condutor está ferida, em condições de seco e molhado. Preferencialmente etapa, b) compreende as etapas de seleção de uma determinada altura do enrolamento das bobinas formado pela carga espacial produzindo condutores e selecionando um determinado comprimento de carga espacial produzindo condutores ferida em torno da estrutura de apoio para controlar uma taxa da carga espacial que é produzido na proximidade do objeto a ser protegido.

Preferencialmente, passo a) compreende uma etapa de seleção de uma determinada altura acima do solo da estrutura de apoio para controlar o valor de um campo elétrico para que a carga espacial produzindo condutores estão expostos para qualquer campo determinado ambiente. Preferencialmente, passo a) compreende as etapas de seleção de um determinado comprimento da estrutura de apoio e selecionando um determinado comprimento de carga espacial produzindo condutores para controlar o valor da taxa da carga espacial, que é produzida na proximidade do objeto a ser protegido para qualquer campo determinado ambiente e uma determinada altura acima do solo da estrutura de apoio. Preferencialmente, passo a) compreende as etapas de seleção de um determinado diâmetro da estrutura de apoio e selecionar um comprimento da carga espacial produzindo condutores para controlar o valor da taxa da carga espacial, que é produzida na proximidade do objeto a ser protegido por qualquer campo determinado ambiente e uma determinada altura acima do solo da estrutura de apoio. Preferencialmente, a estrutura de sustentação é uma estrutura de apoio e realização de uma etapa) compreende uma etapa de seleção de um diâmetro da estrutura de apoio para realização de controle de um campo elétrico para que a carga espacial produzindo condutores estão expostos para qualquer campo determinado ambiente e uma determinada altura acima fundamento da estrutura de apoio. Preferencialmente, passo a) compreende uma etapa de posicionamento da estrutura de apoio em cima ou em estreita proximidade com o objeto a ser protegido. Preferencialrfiente etapa, b) compreende uma etapa de implantação dos rolos para o objeto a ser protegido. De preferência, o próprio objeto atua como estrutura de apoio. De acordo com outro aspecto da presente invenção, existe desde dois ou mais dispositivos de proteção contra raios para reduzir a exposição de um objeto a ser protegido de raios convencionais e para cima, cada dispositivo compreendendo: uma estrutura de apoio adaptado para ser aterrada e carga espacial condutores produzindo feridas em torno da estrutura de apoio e formação para a produção de bobinas de carga espacial de polaridade oposta a uma taxa de nuvem, em uma proximidade do objeto a ser protegido, a carga espacial induzindo uma taxa sobre o objeto a ser protegido de uma polaridade oposta a um carga induzida sobre o objeto a ser protegido pela carga formação de nuvens e uma inibição de flâmulas do objeto a ser protegido, todos os encargos espaço produzindo condutor com um diâmetro inferior a 0,1 mm, para reduzir a tensão corona criação da estrutura de apoio em que cada uma carga espacial produzindo condutor é enrolado, tanto em condições secas e molhadas, onde cada dispositivo de proteção da iluminação é espaçadas entre si por uma determinada distância.

Preferencialmente, a invenção divulgada aqui dentro é ura dispositivo de proteção contra raios que se distingue de todos os sistemas anteriores em que:

• Ele usa bobinas composta de muito fina (diâmetro inferior a 0,1 mm) realização de fios ou fibras ou tecidos feitos de tais fibras ou fios para a produção de carga espacial.

É só produz corona no pulso menos modos de brilho (serpentina livre), mesmo em áreas extremamente elevado.

• Funciona em condições molhadas e secas.

• Ele fornece meios de controlo da taxa de produção de carga espacial.

Além disso, devido à pequena distância entre o dispositivo (inibidor) e da estrutura protegida, em comparação com a distância entre a ponta da estrutura e da nuvem ou o líder descendente, que realiza a tarefa realista de neutralizar os efeitos da nuvem ou descendente líder negativo sobre a estrutura protegida, induzindo uma carga significativa de polaridade adequada. E desta forma inibir o desenvolvimento de flâmulas de condutores protegidos ou adjacentes ou estrutura.

De preferência, o dispositivo inclui uma estrutura de apoio, que é pelo menos parcialmente, metálico ou de condução, como um toróide de várias formas e tamanhos ou um fio terra em cima, ou fio guyed. 0 dispositivo pode incluir uma alternativa, não-realização de uma estrutura de apoio, tais como uma lâmina de uma turbina eólica. Em ambos os casos, o eletrodo de apoio ou estrutura de apoio é envolto em uma fina (diâmetro não superior a 0,1 mm ou 0,00394 ", embora os melhores resultados podem ser alcançados com diâmetros na faixa de 10-50 microns) fio condutor, fibra, filamento ou feixes de filamentos, fios ou tecido ou de malha feita a partir de tais fibras finas ou fios em camadas simples ou múltiplas, na longitudinal e / ou o sentido transversal, para formar uma bobina contínua ou sectionalized elétrica. Preferencialmente os fios condutores ou fibras ou filamentos são feitos de um material resistente às intempéries, como uma de aço inoxidável. Os fios condutores ou fibras estão ligados ao solo e são tão finas que quando entrar em Corona que produzem um brilho de descarga tipo sem formar serpentinas em seco, bem como condições de piso molhado. Quando adequadamente formados e dimensionados para a exigida alturas acima do solo o dispositivo pode apresentar carga espacial no terreno (ambiente) campos tão baixos quanto 2 kV / m, bem como altos campos ambiente na faixa de centenas de kV / m serpentina livre. An acumulado positivo carga espacial nas dez mili-Coulomb intervalo na proximidade do wet / dry Glow Baseado Streamer inibidor pode, com a devida consideração a sua carga de imagem, induzir uma carga negativa suficiente para inibir o desenvolvimento positivo das serpentinas a distâncias em torno do dispositivo em a gama de dezenas de metros.

A qualidade convenientes da estrutura toroidal eletrodo de apoio é que ele pode ser facilmente adaptados para raios existente / hastes Franklin. Além disso, a aplicação da invenção para proteger linhas de transmissão e / ou subestações tem a vantagem que a bobina de inibidor pode ser facilmente montados em cabos de terra existente. A utilização de um eletrodo metálico toróide como a estrutura de suporte da bobina elétrica fornece meios para controlar e intensificação do campo elétrico para que a bobina é realmente expostos para qualquer valor prevalecente do campo ambiente devido à nuvem ou o lider descendente. Isto é feito através do ajuste de diâmetros menores e maiores do toróide, bem como a sua altura acima do solo.

Além de controle de campo pelas dimensões e altura acima da superfície do eletrodo, a altura do enrolamento da bobina irá determinar o comprimento da bobina e, portanto, a taxa de produção de carga positiva ao redor do dispositivo. Isto oferece possibilidades únicas para o controle de carga e determinação da sensibilidade do dispositivo (Inibidor) ao campo ambiente devido à nuvem ou o líder negativo descendente.

A invenção descrita prevê adicional formas simples de aumentar a produção responsável, sob as mesmas condições de outra forma através da utilização de múltiplos devidamente espaçados bobinas Inhibitor (múltiplos fios terra). Para o caso do toróides, o espaçamento entre toróides individuais em um arranjo duplo toróide eletrodo deve ser significativamente maior que o diâmetro menor e significativamente menor que o diâmetro maior do toróides individual. A necessidade e espaçamento entre as subsequentes toróides duplo em um multi-arranjo toróide será determinada pela altura da estrutura protegida e que o diâmetro maior do toróide individual.

É sabido que o espaço movimentar cargas em um campo elétrico e são levados pelo vento e gotas de chuva. O espaço de carga positiva gerada pela bobina Inibidor tem dois componentes. O primeiro é produzido, logo que o campo elétrico ambiente devido à nuvem leva a coroa inicio sob a acusação de espaço produzindo elemento inibidor da bobina. Este é um processo relativamente lento, mas de qualquer acusação removido pelo vento ou chuva imediatamente aumenta o campo elétrico perpendicular ao eletrodo (toróide, fio terra ou arame guyed) de superfície e aumenta a taxa de produção de carga até uma situação de equilíbrio é alcançado entre a taxa de remoção ea produção responsável.

O segundo componente do custo do espaço é produzido devido à intensificação do campo elétrico durante a propagação do líder negativo para baixo à terra. É bem sabido que a velocidade líder negativo descendente é da ordem 105m / s.

Isto significa que o líder negativo cobre uma distância de 1 km em aproximadamente IOms. Para uma velocidade do vento de algumas dezenas de metros /se uma velocidade de queda das gotas de chuva alguns metros / s, o espaço de carga gerada pelo inibidor de duração IOms vai estar praticamente estagnada e desempenhará o seu papel atribuído. Devido a esta propriedade única de produzir altas taxas de carga espacial positiva, sem cordas, tanto no seco e molhado condições, cargas negativas são induzidas em terrenos adjacentes (protegida) estruturas, mesmo em condições de vento. Essas cargas negativas induzidas em uma estrutura protegida neutralizar a carga positiva induzida sobre a estrutura, a carga negativa da nuvem ou o lider negativo descendente. Isto tem o efeito de inibir a formação de galhardetes positivo da estrutura protegidas ou em particular, inibindo as flâmulas de atingir a dimensão critica necessária para a transformação em uma descarga lider e, portanto, reduzir a estrutura de participação no processo de penhora relâmpago e, assim, reduzir sua vulnerabilidade a um relâmpago greve.

No caso do relâmpago para baixo convencional o inibidor tem o objetivo de reduzir ou eliminar completamente a parte do raio atraente de toda a estrutura que é potencialmente estendido pelo lider positivo. No caso de uma estrutura ou qualquer objeto com uma área projetada no solo, este acordo vai reduzir substancialmente o raio ra atraente e poderia reduzir a área de exposição (Tira2) em torno da estrutura por até um fator de dez. Exposição de linhas e subestações de energia elétrica aos cursos relâmpago é muito semelhante à exposição de estruturas como explicado acima. Uma diferença, porém, é que devido à altura limitada de condutores e estruturas de instalações de energia elétrica não estão propensos a flashes para cima e só pode ser atingido devido à decrescente lideres. Raio de proteção de condutores da linha de energia é principalmente efetuada por fios de terra em cima, apesar de pára-raios são por vezes usados em portais da subestação. Flashover Isolamento de linhas e subestações devido a relâmpagos ocorrem devido a dois mecanismos distintos. O primeiro a ser: "falha de blindagem", onde o condutor de energia é atingido, apesar da presença da proteção aérea de fio terra. O segundo mecanismo chamado: "backflashover", ocorre quando a ponta da torre ou fio terra sobrecarga é atingido, momentaneamente, elevando o seu potencial acima do solo e sobre a cadeia de isolador salientando entre o condutor e a estrutura da torre. Em ambos os casos cargas positivas induzidas no condutor de linha ou fio terra sobrecarga devido ao overstress lider negativo descendente do ar circundante, criando flâmulas positivo. Estas flâmulas, ao atingir uma dimensão critica, produzir um lider ascendente positivo que desempenha um papel importante no mecanismo de fixação e, portanto, na determinação da distância lateral atrativa do condutor ou fio terra em cima. A serpentina livre Wet / Dry Glow Baseado Streamer Inibidor da bobina enrolada no fio terra sobrecarga criaria uma nuvem de carga positiva espaço que por sua vez induziria cargas negativas em ambos os fios no chão e os condutores de proteção elétrica. Isso vai inibir as flâmulas positiva / processo de criação do líder e reduzir significativamente a sua lateral distâncias atraente. Para correntes derrame associado com shielding fracasso, normalmente na faixa de 5-15 kA, modelagem do mecanismo de fixação (ref. [6]) mostra que o líder positiva que emana dos condutores de cobre aproximadamente metade da distância lateral atraente. A Wet / Dry Glow Baseado Streamer bobina Inibidor poderia, portanto, reduzir a distância lateral atraente por até um fator de dois ou mais. As correntes de acidente vascular cerebral associados à backflashover são muito maiores, muitas vezes no intervalo de 100 kA. Aqui, o líder ascendente positivo do fio terra pode abranger tanto como dois terços da distância lateral atraente, de modo que a aplicação do wet / dry Glow Baseado Streamer Inibidor será ainda mais eficaz na redução do número de greves associadas backflashovers.

Para o caso de um raio para cima, a formação de galhardetes supressão positiva da estrutura teria o efeito de aumentar o campo de preenchimento obrigatório ambiente, causada pelas acusações de nuvens, para a formação do líder ascendente a partir da estrutura protegida. 0 campo de terra ambiente devido à nuvem de acusações é uma variável estatística que normalmente varia no intervalo 2kV/m-18kV/m (ref. [1], [2]). 0 campo de ambiente crítico para a ocorrência de relâmpagos para cima de uma estrutura é dada pela expressão simples Eg = 1600 / h. Assim, por exemplo, uma torre de 135m de comunicação terá um campo crítico ambiente de 12kV / m, enquanto que para uma estrutura como a CN Tower, com uma altura de 553m da crítica montantes campo ambiente para 3kV / m. Portanto, aumentando o campo das críticas ambiente e, dependendo da altura da estrutura e da quantidade de carga espacial produziu o inibidor terá o efeito de reduzir ou eliminar completamente relâmpago para cima de tais estruturas.

A invenção, bem como suas inúmeras vantagens serão melhor compreendidas pela leitura dos seguintes descrição restritiva de modalidades preferidas feita em referência ao desenho anexado. Breve Descrição dos Desenhos

Fig. 1 é uma seção, vista do lado de um pára-raios convencionais, que é envolto em uma carga espacial produzindo elemento, uma muito fina (diâmetro inferior a 0,1 milímetros) fio condutor, fibra, filamento, feixe de fios ou filamentos formando um inibidor da bobina elétrica, de acordo para uma modalidade preferida da presente invenção.

Figs. 2a e 2b são, respectivamente, uma secção lateral e vista superior de um toróide planície único eletrodo usado como uma estrutura de apoio, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Figs. 3a e 3b são, respectivamente, uma secção lateral e vista superior de um toróide segmentado eletrodo usado como uma estrutura de apoio, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Fig. 4a é uma visão transversal de uma única e contínua toróide e finos fios condutores ou fibras utilizadas como espaço de produção de condutores de carga que são enrolados em torno de um toróide no sentido transversal formando uma bobina de inibidor, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Fig. 4b é uma visão transversal de um toróide segmentado e finos fios condutores ou fibras utilizadas como espaço de produção de condutores de carga que são enrolados em torno do toróide no sentido transversal formando uma bobina de inibidor, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. Fig. 4C é uma visão transversal de um duplo toróide e finos fios condutores ou fibras utilizadas como carga espacial produzindo condutores que são enrolados à volta, no sentido transversal formando duas bobinas inibidor, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Fig. 4d é uma visão transversal de um duplo toróide e finos fios condutores ou fibras utilizadas como carga espacial produzindo condutores que são enrolados à volta, no sentido transversal formando um único inibidor da bobina, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Fig. 5a é uma visão transversal de um toróide continua e tecido ou de malha fina feita de fibras de condução ou fios usados como carga espacial produzindo condutores que são enrolados em torno do toróide, tanto no sentido longitudinal e transversal formando uma bobina de inibidores, de acordo com um preferido personificação da presente invenção.

Fig. 5b é uma visão transversal de uma continua toróide e finas fibras condutoras ou fio usado como carga produção de condutores que são enrolados em torno do toróide no sentido longitudinal, formando uma bobina de inibidor, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. Fig. 6 é uma vista lateral transversal de múltiplos duplo toróide Wet / Dry Glow Baseado Streamer Inibidores montado em um livre pólo proteção permanente relâmpago, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Fig. 7 é uma visão transversal do lado de uma torre com top montadas duplo toróide Wet / Dry Glow Baseado Streamer Inibidor fixo a uma haste convencional de pára- raios e sistema de aterramento, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Fig. 8 é uma vista lateral transversal de um duplo toróide Wet / Dry Glow Baseado Streamer Inibidor diretamente montados numa torre e aterrado com um sistema de aterramento convencionais, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Fig. 9 é uma vista lateral transversal de múltiplos toroidal Wet / Dry Glow Baseado Streamer Inibidores montado em uma torre, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Fig. 10 é uma visão transversal de uma lâmina isolante de turbinas eólicas e os embutidos Wet / Dry Glow Baseado bobinas Streamer Inibidor com fios de terra, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Fig. 11 é uma vista lateral de uma seção de topo toroidal montada Wet / Dry Glow Baseado Streamer Inibidor colocada em um barco com fio terra, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Fig. 12 é um diagrama esquemático de uma alta tensão DC desencadeada Transmissão (trigaron) com bobinas inibidor incorporado, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Fig. 13 é um diagrama esquemático do dispositivo de protecção da iluminação incorporada como um toroidal Wet / Dry Glow Baseado Streamer Inibidor montado em uma estrutura a ser protegida, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Fig. 14-A é uma seção, vista do lado dos fios à terra aéreo equipado com Wet /' Dry Glow Baseado bobinas Streamer Inhibitor, que estão suspensas entre as torres de uma linha de transmissão elétrica ou as estruturas de apoio de uma subestação, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Fig. 14b é uma vista lateral dos detalhes longitudinal do fio terra sobrecarga mostrado na FIG. 14a.

Fig. 15 é um plano de vista de dois portais de subestação com dois fios aéreos terreno equipados com Wet / Dry Glow Baseado Steamer Inibidor de bobinas, bem como dois pólos montados toroidal Wet / Dry Glow inibidores baseados Streamer, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Fig. 16-A é uma elevação transversal de uma torre de comunicações com fios guyed que são equipados com Wet / Dry Glow Baseado bobinas Streamer Inhibitor, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Fig. 16b é uma vista lateral dos detalhes longitudinal do fio guyed mostrado na figura. 16a.

Fig. 17 é uma vista lateral de um toroidal Wet / Dry Glow Baseado Streamer Inibidor montado em uma pilha de metal de fumaça, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Descrição das Modalidades Preferidas

Referindo-se à figura 1, é mostrado um pára-raios 10 que está envolto em uma carga espacial produzindo 12 condutores formando um inibidor da bobina elétrica. 0 custo do espaço de produção de maestro 12 podem ser muito finas (de diâmetro não superior a 0,1 milímetros) fio condutor, fibra, filamento, feixe de filamentos, fios ou tecido ou de malha feita a partir de tais fibras ou fios. Os fios condutores ou como pode ser encerrada em torno de 10 o pára-raios em uma determinada altura do enrolamento definição de um enrolamento de passo distância WP. Referindo-se às Figs. 2a, 2b, 3a, 3b, não são mostrados um toróide planície único eletrodo 14 e um toróide segmentado eletrodo 16, que pode ser usado como uma estrutura de apoio, de acordo com modalidades preferidas da presente invenção. Os eletrodos toróide 14, 16 são mostrados com o seu diâmetro menor d, maior diâmetro D, Di diâmetro interno maior, e maior diâmetro exterior Do. Estes estabelecem os parâmetros e dimensões que podem ser variados para os fins da invenção.

Referindo-se às figuras 4a, 4b, não são mostrados, respectivamente, um metálico contínuo único toróide 14 e um segmentado toróide 16 que estão cada envolvida com finos fios condutores ou fibras utilizadas como carga espacial produzindo 12 condutores no sentido transversal formando uma bobina de inibidor, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Referindo-se à figura 4C é mostrada duas toróides contínuo e fino 14 fios condutores ou fibras utilizadas como espaço de produção de condutores de carga 12, que são enrolados à volta, no sentido transversal formando duas bobinas inibidor, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Referindo-se à figura 4d é mostrada duas toróides contínuo e fino 14 fios condutores ou fibras utilizadas como espaço de produção de condutores de carga 12, que são enrolados à volta, no sentido transversal formando um único inibidor da bobina, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Referindo-se à figura 5a, é mostrada uma continua 14 toróide e tecido ou de 18 feito de finas fibras de condução ou fios usados como carga espacial produzindo 12 condutores que são enrolados em torno do 14 toróide, tanto no sentido longitudinal e transversal formando uma bobina de inibidor de multi-camadas , de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Referindo-se à figura. 5b, é mostrada uma continua toróide e finas fibras condutoras ou fio usado como carga espacial produzindo 12 condutores que são enrolados em torno do toróide no sentido longitudinal, formando uma bobina de inibidor, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

Referindo-se à figura 6, é mostrado um livre-proteção contra raios pé pólo 10 com vários inibidores de duplo toróide bobinas 20 semelhante à mostrada na figura. 4a nelas instalados, formando um dispositivo de proteção da iluminação 1, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. Desde o 14 toróides envolto em fina 12 condutores são montados em um UL aprovado pára-raios, o eletrodo ou toroidais toroidais Wet / Dry Glow-Based Streamer bobina de inibidor pode ser usado em qualquer local onde pára-raios convencionais são utilizados, formando, assim, facilmente o dispositivo de proteção contra raios 1. Os 10 pólos é mostrado apoiadas por fios guyed 22 e conectados a eletrodos aterrados 24.

Referindo-se à figura 7, é mostrado um dispositivo de proteção contra raios 1 de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, que é montado no topo de uma torre de 26. 0 dispositivo de protecção da iluminação 1 é feita de um duplo toróide Wet / Dry Glow Baseado Streamer Inibidor de 20 bobina fixa a uma haste convencional de protecção contra raios 10 e conectado a um sistema de aterramento ou elétrodos de terra 24.

Referindo-se à figura 8, é mostrado um dispositivo de proteção contra raios 1 de acordo com outra modalidade preferida da presente invenção, que está montada em torno de uma torre de 26. 0 dispositivo de proteção da iluminação 1 é feita de um duplo toróide Wet / Dry Glow Baseado Streamer bobina Inibidor de 20 eletrodos ligados à terra 24 .

Referindo-se à figura 9, onde, como a invenção é apresentada como uma única unidade, várias unidades podem ser usados em conjunto para tornar um objeto, como uma torre de comunicação de altura 26 eletricamente silenciosa. Neste exemplo, é mostrado um dispositivo de proteção montados diretamente relâmpago ou Inibidor 1 perto do topo e alguns dispositivos de proteção contra raios ou pólo montado Inibidores 1 mais perto do fundo da torre de 26 e conectado a um sistema de aterramento 24.

Referindo-se à figura 10, é mostrado um dispositivo de proteção da iluminação utilizada para proteger uma lâmina de 28 turbinas eólicas, de acordo com outra modalidade preferida da presente invenção. Neste exemplo, um inibidor da bobina de 30 pode ser feito como deve ser incorporado isolante na lâmina da turbina eólica lâmina 28, que atua como estrutura de apoio no presente caso. As bobinas incorporado 30 estão ligados à terra através de fios 32, que pode ser, por sua vez ligado ao fio terra convencional de 34 de convencionais ponta de metal de proteção contra raios 36.

Referindo-se à figura 11, é mostrado um dispositivo de proteção da iluminação utilizada para proteger a água navios ou de barco 38, de acordo com outra modalidade preferida da presente invenção. Neste exemplo, um inibidor da bobina 40 é montado no mastro do barco de 38 e está ligado a um fio terra 42. Referindo-se à figura 12, é mostrado um exemplo de uma alta tensão DC desencadeada Transmissão (trigaron) com bobinas inibidor incorporado 30, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. 0 entreferro ajustável 44 é definida entre um eletrodo de alta tensão negativa e 46 de tensão terreno positivo eletrodo 48, que está ligado ao desencadear um eletrodo via resistor isolante 50. Ao inibir flâmulas positivo o dispositivo de acordo com a presente invenção pode ser usada para aumentar a tensão de ruptura mínima de uma caixa de ar, como no caso de um Trigatron, e reduzir a dispersão da tensão de ruptura para evitar centelhamento errático do fosso antes desencadeando o impulso é aplicado. Uma solução alternativa do Trigatron seria ligar a realização inibidor eletrodo 30 para uma fonte potencialmente positivo, enquanto o contador de aterramento do eletrodo.

Referindo-se à figura 13, é mostrado um dispositivo de protecção da iluminação incorporada como um toroidal Wet / Dry Glow Baseado Streamer Inibidor 1 montado em uma estrutura de 54 para ser protegida, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. 0 inibidor 1 está ligada à terra através de elétrodos de 24 um fio terra 42. As cargas negativas da nuvem 60 induzem cargas positivas no terreno 62, 64 cargas positivas sobre a estrutura de 54 cargas positivas e 65 no molhado / seco Glow Baseado Streamer Inibidor 1. As cargas positivas 65 induzido no 1 Inhibitor levar a ionização do ar em torno do inibidor e a geração de carga espacial bastante positivo 66, flâmula livre, para induzir uma carga negativa em 68 a 54 estrutura a ser protegida, mesmo com chuva e vento 70 condições de 72, neutralizando a carga induzida pela nuvem e inibindo assim a formação de streamers positivo. A carga negativa 7 4 também é produzido no solo devido à carga positiva inibidor 66.

Referindo-se às Figuras 14a e 14b, produzindo uma carga espacial condutor é enrolado em torno de 12 fios terra sobrecarga de 7 6, que estão suspensas entre as torres de uma linha de transmissão elétrica ou as estruturas de apoio de uma subestação ou onde nunca fios terra overhead são utilizados, formando uma bobina elétrica. Referindo-se à figura. 15, não é mostrado dois portais subestação com dois fios aéreos terreno 76 equipado com Wet / Dry Glow Baseado Steamer Inibidor de bobinas, bem como dois pólos montados toroidal Wet / Dry Glow Baseado Streamer Inibidores 78. Os portais subestação incluem 80 cordas de isolamento, bar 82 ônibus, portais de aço, e de apoio em terra fio 86. Referindo-se às figuras 16A e 16B, produzindo uma carga espacial condutor é enrolado em torno de 12 a 88 guyed fios, que são utilizados para suportar uma estrutura de 90, formando uma bobina elétrica. A carga produção de condutor só precisa ser ferida em uma única parcela dos fios guyed 88. A top montadas inibidor toroidal 1 pode ser opcionalmente ser fornecido.

Referindo-se à figura 17, um toroidal Wet / Dry Glow Baseado Streamer Inibidor 1 pode ser montado em uma pilha de fumos metálicos 92. 0 inibidor está ligado à terra eletrodos 24.

Testes experimentais entre 31 e 23 de janeiro de 2006 os autores da presente patente encomendado e testemunhou duas séries de experimentos em alta tensão da Hydro Quebec Laboratory. 0 objetivo dos testes foi determinar o efeito que teria fios finos em:

A tensão de inicio de corona de um eletrodo; j

• A produção de correntes impulsivas (flâmulas) versus corrente DC (brilho-corona mode);

A tensão de ruptura de um 1,5 metro duplo toróide gap aéreo-plano onde os eletrodos de teste serviu como o ânodo.

Uma série de eletrodos de teste idênticos foram construídos em aço inoxidável, cada eletrodo consiste de duas toróides cujos diâmetros maiores são um metro e cujos diâmetros menores são 2,54 centímetros (uma polegada) e os toroidais são montados 30 cm (12 polegadas) distante, simetricamente sobre uma armação de aço inoxidável. Um teste duplo toróide eletrodo foi deixado nu e serviu como o "controle", enquanto os eletrodos outro teste foi ferida com diferentes quantidades de:

A Micron 50 (diâmetro) fio de aço inoxidável; Um pacote de 275 filamentos de 12 mícrons (diâmetro) com fibras de aço inoxidável;

Um tecido feito de um feixe de filamentos de 12 mícrons (diâmetro) da fibra de aço inoxidável.

Na primeira série de experimentos os eletrodos de teste foram montados 3,5 m acima do solo em um poste vertical de alumínio de 10 cm de diâmetro (4 polegadas) . Um prato de condução de aproximadamente 6 m de diâmetro, suspensa acima dos eletrodos de teste a uma altura de 5 metros acima do solo ou 1,5 metros acima do teste de eletrodo. Cada eletrodo foi testado separadamente sob tensão contínua (DC) em ambas as condições úmida e seca. A tensão da placa de condução foi aumentado para 600 kV negativo em aproximadamente 4 5 segundos e que tomou conhecimento da tensão de início de corona (através de medições de fluxo de corrente, bem como o controlo das descargas de ruído visível e audível) , a tensão foi realizada em 600 kV para um minuto e, em seguida, levantou até avaria. Notou-se que para o seco controle "nua" eletrodo de tensão corona inicio foi de cerca de 400 kV e tensão de ruptura de 1,5 metros a distância era de aproximadamente 650 kV. Além disso, foi produzindo a atividade de galhardetes significativo de 400 kV até avaria. Quando o eletrodo mesma estava molhada a tensão de inicio de corona foi de cerca de 250 kV com pouca mudança na tensão de ruptura e serpentina atividade significativa.

No entanto, quando as quantidades corretas de fios finos ou fibras finas ou um tecido feito de fibras, como foi colocado em torno dos eletrodos de teste e foram expostas às mesmas condições, não foram observadas diferenças significativas. A tensão de inicio de corona secos e molhados foi reduzido para o valor de 150 kV. A tensão de ruptura do fosso foi aumentada em cerca de 150 kV e o eletrodo produzido a s. corrente DC tão elevados como 1,7 mA ou produzidos carga espacial em uma taxa de aproximadamente 1.7mC / Além disso, os eletrodos não produziu em todas as cordas mesmo até avaria em condições molhadas e secas.

Na segunda série de testes, os eletrodos de teste estavam ligados diretamente a uma fonte DC positiva e suspenso de cabeça para baixo 3,5 metros acima de uma placa de aço de grandes dimensões aterrado através de uma derivação de medição atual. A tensão foi levantada em etapas até 800 kV e de medições e observações foram feitas durante cada platô. Observou-se que o eletrodo de ensaio nu tinha atividade vapor significativa secos e molhados, mas que mais uma vez a presença da configuração do direito de fios finos ou fibras finas eliminou qualquer atividade de galhardetes e produziu quantidades significativas de carga espacial. A segunda série de testes não foi projetado para atingir quebra do diferencial.

REFERÊNCIAS

1. Modeling of Lightning Incidence to Tall Structures Part I: Tneory, Farouk A.M. Rizk, IEEE Trans, on Power Delivery, Vol. 9, No.1 January 1994, pp.162-171

2. Modeling of Lightning Incidence to Tall Structures Part II: Application, Farouk A.M. Rizk, IEEE Trans, on Power Delivery, Vol. 9, No.l January 1994, pp. 172-193

3. A Model for Switching Impulse Leader Inception and Breakdown of Long Air- Gaps, Farouk A.M. Rizk, IEEE Trans, on Power Delivery, Vol. 4, No. 1 , January 1989, pp. 596-606

4. Switching Impulse Strength of Air Insulation: Leader Inception Criterion, Farouk A. M Rizk, IEEE Trans. On power Delivery, Vol. 4. No. 4, October 1989, pp. 2187-2195 5. Influence of Rain on Switching Impulse Sparkover Voltage of Large Electrode

Air-Gaps, Farouk Α.Μ. Rizk, IEEE Trans, on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-95, No. 4, July/August 1976, pp. 1394-1402

6. Modeling of Transmission Line Exposure to Direet Lightning Strokes, Farouk A.M. Rizk, IEEE Trans, on Power Delivery, Vol. 5, Oetober 1990, ppl983-1997

Claims (20)

1. Dispositivo de proteção contra raio para redução da exposição de um objeto a ser protegido de choques de relâmpagos convencionais e para cima, o dispositivo caracterizado pelo fato de que inclui: uma estrutura de apoio adaptada para ser aterrada; e condutores produtores de cargas espaciais enrolados ao redor da estrutura e formando bobinas para produção de cargas espaciais de polaridade oposta a uma carga de nuvem, em uma proximidade do objeto a ser protegido, a carga espacial induzindo uma carga sobre o objeto a ser protegido de uma polaridade oposta a uma carga induzida sobre o objeto a ser protegido pela carga da nuvem e inibindo uma formação de raios de luz a partir do objeto a ser protegido, cada condutor produtor de carga espacial tendo um diâmetro não superior a 0,1 mm, para reduzir uma tensão de início de corona da estrutura de suporte em que cada um dos condutores produtores de cargas espaciais estão enrolados, em ambas as condições seca e úmida.

2. Dispositivo de proteção contra raios, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os condutores produtores de carga espacial são selecionados a partir do grupo, incluindo um fio condutor, um feixe de fios condutores, uma fibra condutora, um filamento condutor, um feixe de filamentos condutores, um fio feito de um feixe de fios condutores, um fio feito de um feixe de fios condutores, um feio feito de fibras condutoras, um fio feito de filamentos condutores, um fio feito de um feixe de filamentos condutores, um tecido de malha feito de fios condutores, um tecido de malha feito de feixe de fios condutores, um tecido de malha feito de fibras condutoras, um tecido de malha feito de filamentos condutores, um tecido de malha feito de um feixe de filamentos condutores, um tecido trançado feito de fios condutores, um tecido trançado feito de um feixe de fios condutores, um tecido trançado feito de fibras condutoras, um tecido trançado feito de filamentos condutores, um tecido trançado feito de um feixe de filamentos condutores, e onde cada um dos referidos fios, fibras e filamentos tem um diâmetro não superior a 0,1 mm.

3. Dispositivo de proteção contra raios, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a estrutura de suporte está aterrada e é selecionada a partir do grupo, incluindo: um toróide contínuo, um toróide secionado, um toróide metálico contínuo, um toróide metálico secionado, um pólo de raio, um fio de terra sobrecarregado de linhas de transmissão, um fio terra de sobrecarga de uma subestação elétrica, fios de retenção e uma turbina de lâmina eólica.

4. Dispositivo de proteção contra raios, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os condutores produtores de carga espacial são enrolados em torno da estrutura de suporte para formar uma única camada de condutores.

5. Dispositivo de proteção contra raios, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os condutores produtores de carga espacial são enrolados em torno do estrutura de suporte para formar várias camadas de condutores.

6. Dispositivo de proteção contra raios, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os condutores produtores de carga espacial são enrolados em torno do apoio de uma estrutura de suporte em uma direção longitudinal.

7. Dispositivo de proteção contra raios, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os condutores produtores de carga espacial são ainda enrolados em torno da estrutura de suporte em uma direção transversal.

8. Dispositivo de proteção contra raios, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os condutores produtores de carga espacial são enrolados em torno da estrutura de suporte tanto em uma direção longitudinal quanto em uma direção transversal.

9. Método para fazer um dispositivo de proteção contra raio para redução da exposição de um objeto a ser protegido de choques de relâmpago convencionais e para cima, o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: a) fornecer uma estrutura de suporte adaptada para ser aterrada; e b) enrolar os condutores produtores de carga espacial ao redor da estrutura de suporte para formar bobinas para produzir cargas espaciais de polaridade oposta a uma carga de nuvem, em uma proximidade do objeto a ser protegido, a carga espacial induzindo uma carga sobre o objeto a ser protegido de uma polaridade oposta a uma carga induzida sobre o objeto a ser protegido pela carga da nuvem e inibindo uma formação de raios de luz a partir do objeto a ser protegido, cada condutor produtor de carga espacial tendo um diâmetro não superior a 0,1 mm, para reduzir uma tensão de início de corona da estrutura de suporte em que cada um dos condutores produtores de carga está enrolado, em ambas as condições seca e úmida.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que os condutores produtores de carga espacial são selecionados a partir do grupo, incluindo um fio condutor, um feixe de fios condutores, uma fibra condutora, um filamento condutor, um feixe de filamentos condutores, um fio feito de um feixe de fios condutores, um fio feito de um feixe de fios condutores, um feio feito de fibras condutoras, um fio feito de filamentos condutores, um fio feito de um feixe de filamentos condutores, um tecido de malha feito de fios condutores, um tecido de malha feito de feixe de fios condutores, um tecido de malha feito de fibras condutoras, um tecido de malha feito de filamentos condutores, um tecido de malha feito de um feixe de filamentos condutores, um tecido trançado feito de fios condutores, um tecido trançado feito de um feixe de fios condutores, um tecido trançado feito de fibras condutoras, um tecido trançado feito de filamentos condutores, um tecido trançado feito de um feixe de filamentos condutores, e onde cada um dos referidos fios, fibras e filamentos tem um diâmetro não superior a 0,1 mm.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a estrutura de suporte está aterrada e é selecionada a partir do grupo, incluindo: um toróide contínuo, um toróide secionado, um toróide metálico contínuo, um toróide metálico secionado, um pólo de raio, um fio de terra sobrecarregado de linhas de transmissão, um fio terra de sobrecarga de uma subestação elétrica, fios de retenção e uma turbina de lâmina eólica.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a etapa b) compreende etapas de selecionar um dado passo para enrolar as bobinas formadas pelos condutores produtores de carga espacial e selecionando um determinado comprimento dos condutores produtores de carga espacial enrolado em torno da estrutura de suporte para controlar a taxa de carga espacial que é produzida nas proximidades do objeto a ser protegido.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a etapa a) inclui uma etapa de seleção de uma dada altura acima do solo da estrutura de suporte para controlar um valor de um campo elétrico para o qual os condutores produtores de carga espacial estão expostos, para um dado campo ambiente.

14. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a etapa a) compreende etapas de seleção de um determinado comprimento da estrutura de suporte e escolha de um determinado comprimento dos condutores produtores de carga espacial para produzir um valor de taxa de controle de carga espacial que é produzido na proximidade do objeto a ser protegido por um determinado campo ambiente e uma dada altura acima do solo da estrutura de suporte.

15. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a etapa a) compreende etapas de seleção de um determinado diâmetro da estrutura de suporte e a seleção de um comprimento dos condutores produtores de carga espacial para produzir um valor de taxa de controle da carga espacial que é produzida nas proximidades do objeto a ser protegido por um determinado campo ambiental e uma dada altura acima do solo da estrutura de suporte.

16. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a estrutura de suporte é uma estrutura de suporte e a etapa a) inclui uma etapa de seleção de um diâmetro da estrutura de suporte condutora para controlar um campo elétrico para o qual os condutores produtores de carga espacial estão expostos em um determinado campo ambiente e uma dada altura acima do solo da estrutura de apoio.

17. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que uma etapa a) inclui uma etapa do posicionamento da estrutura de suporte no topo do objeto a ser protegido. 18.

18. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa a) inclui uma etapa de posicionamento da estrutura de suporte em proximidade com o objeto a ser protegido.

19. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa b) inclui uma etapa de implantação de bobinas ao objeto a ser protegido.

20. Dois ou mais dispositivos de proteção de raios para redução da exposição de um objeto a ser protegido de choque de raio convencional e para cima, cada um dispositivo caracterizado pelo fato de que compreende: uma estrutura de apoio adaptada para ser aterrada; e condutores produtores de cargas espaciais enrolados ao redor da estrutura e formando bobinas para produção de cargas espaciais de polaridade oposta a uma carga de nuvem, em uma proximidade do objeto a ser protegido, a carga espacial induzindo uma carga sobre o objeto a ser protegido de uma polaridade oposta a uma carga induzida sobre o objeto a ser protegido pela carga da nuvem e inibindo uma formação de raios de luz a partir do objeto à ser protegido, cada condutor produtor de carga espacial tendo um diâmetro não superior a 0,1 mm, para reduzir uma tensão de início de corona da estrutura de suporte em que cada um dos condutores produtores de cargas espaciais estão enrolados, em ambas as condições seca e úmida, em que cada dispositivo de proteção de raio é espaçado um do outro por uma dada distância.