技術領域

本發明涉及對于避雷的改進，特別涉及對于避雷針(或者說得更具體些，避雷針系統的空中端部分)的閃電俘獲效率的改進。

背量技術

本杰明·富蘭克林在1752年證實，電被吸引至削尖的金屬件。在1753年，他詳細地描述了包括尖頭桿的避雷針。在稍后的信中，以及在觀看了英國電學家的實踐之后，他觀察到尖端將產生電暈，通過將電流放入空氣，以緩慢的方式使空氣電離。然而，他還評論說，用鈍的桿俘獲雷擊可能更有效。

自富蘭克林時代以來，有很多發明用來改進原先的富蘭克林尖頭避雷針的俘獲能力。這些發明包括多點、放射性增強、以電池為動力的火花發生器；風力驅動的高壓發生器；以及最近的多點空中端，這些空中端在雷暴雨下發生的天然電場存在時產生火花。這種多點空中端的一個例子已在美國專利4,480,146中揭示。

在科學方面，越來越多的人承認，上述尖端電暈在其上方產生空間電荷。這種空間電荷介于雷云和接地點之間，其作用改變了在所述尖端觀察到的電場。在這一過程，作為主放電先導的漸近引下線必須更逼近接地點以觸發一上引攔阻放電。正是上、下放電空氣間隙的閉合最終完成了雷云至地地電氣通道。這一閉合造成了雷擊點。

近年來，從接地導體引起早期上引放電有兩個一般的概念。這兩個概念構成了稱之為早期流光放射(Early?Streamer?Emission，ESE)空中端的新技術的基礎。

一種ESE空中端采用脈沖布局以消除出現上引流光時觀察到的停頓。另一種，如在美國專利4,760,213(J.R.岡姆萊)中所揭示的，在存在靜電場時采用一種球面形狀以減小電暈。同樣的裝置在先導引下線引道的火花隙處產生觸發脈沖。觸發脈沖產生自由電子電離和光致電離以幫助引上線的形成。

另一種技術試圖藉在“閃絡點(flashover?point)”產生前中和雷云和特殊位置之間電荷差異以在該特殊位置防止雷擊。這樣一種“耗散系統”在美國專利5,043,527中有揭示(R.B.卡本特爾)。

在美國專利5,043,527的揭示中，有多個電暈產生點，并有一條能耗散在雷云中電荷的權利要求。該裝置設計成在時間上和在電流幅值上推遲上引放電或引上線的形成，或者靠在先導引線或引下線能形成之前耗散雷云來防止上引放電或引上線的形成。

第三種方法，稱為延遲流光放射(Delayed?Streamer?Emision，DSE)概念，假設先導引線將形成，但試圖延遲來自大地端的響應。

發明內容

本發明的一個目的是提供一改進的避雷系統和方法。

因此，本發明的一個主要形式是對于一建造物或場所提供一種避雷系統，該系統包括一位于所述建造物上或在所述場所的ESE空中端，其中至少有一個DSE部件放在所述建造物上或放在所述場所，離開所述ESE空中端適當的距離，由此來擴展所述ESE空中端的保護半徑。

本發明的另一個主要形式是提供一種避雷方法，其中，把一個或多個ESE空中端與多個DSE部件適當加以安排，以保護將雷擊引至所述一個或數個ESE空中端的建造物或場所。

本發明的又一主要形式是為一建造物或場所提供一種避雷系統，其中，相應于各自正或負的引上線時間優勢，把多個無源避雷終端裝置在所述建造物或所述場所作適當組合，以擴展一次收集器的吸引半徑。

本發明的又一形式是提供DSE部件，其中，DSE部件包括多個提供電暈形成點的向上散開的尖頂，而該部件的串聯阻抗防止假雷電引上線的出現及其造成的傳播。

附圖概述

下面將結合附圖詳細描述本發明，其中：

圖1是用以確定一建造物上的通常的富蘭克林避雷針的吸引半徑的略圖；

圖2是類似于圖1的略圖，以ESE空中端來代替富蘭克林避雷針；

圖3是類似于圖1和圖2的略圖，按照本發明，將ESE和DSE兩種空中端安裝就位；

圖4是按照本發明一個實施例的DSE陣列的側視圖；

圖5是適于安裝在建造物護墻上的一DSE部件的透視圖；

圖6是另一種圖5部件的透視圖。

本發明的最佳實施方式

圖1示出確定在建造物12上的通常的富蘭克林避雷針10的吸引半徑的一種布局。我們必須首先決定產生一個代表引發距離的半徑D(雷擊距離)的球面S₁所需的防護程度。這一距離由在引下線上的電荷來設置。它是在開始建立引上線時由引下線的頭部至地電勢點(earth?point)的距離。