用于保护风塔叶片或其它移动或静止结构的可变射频电磁补偿装置的制作方法

用于保护风塔叶片或其它移动或静止结构的可变射频电磁补偿装置
1.发明的目的
2.如本说明书的标题所述，本发明涉及一种用于保护风塔叶片或其它移动或静止结构的可变射频电磁补偿装置，该可变射频电磁补偿装置提供了其设计的功能，具有以下详细公开的优点和特征。
3.本发明的目的涉及一种目的在于提供一种手段的装置，该手段用于保护设置有用于收集其表面上的电荷的金属元件的风塔叶片和移动或静止结构免受直接大气放电，而且免受来自在其附近环境中的正或负的云之间的大气放电的、可能影响它们的电磁脉冲，并且免受来自塔或辐射天线发射、来自电信、任何类型的雷达或另一来源的那些电磁脉冲。
4.发明的应用领域
5.本发明的应用领域在致力于制造用于保护金属结构免受电荷收集的设备、系统和装置的工业领域内。
6.发明的

背景技术：

7.作为对现有技术的参考，必须指出，至少申请人不知道具有与本文中要求保护的装置所具有的技术和结构特征相同或类似的技术和结构特征的任何其它电磁补偿装置、或将应用于保护具有用于收集电荷或用于任何其它类似应用的金属元件的风塔叶片或其它移动或静止结构的任何其它发明的存在。
8.发明的解释
9.如前所述，本发明提出的用于保护风塔叶片或其它移动或静止结构的可变射频电磁补偿装置的目的是保护设置有用于收集其表面上的电荷的金属元件的风塔叶片和移动或静止结构免受直接大气放电，而且免受来自在其附近环境中的正或负的云之间的大气放电的、可能影响其的电磁脉冲，并且免受来自塔或辐射天线发射、电信、任何类型的雷达或另一来源的那些电磁脉冲。
10.本专利的目的的装置可根据每种情况放置在待保护结构的内部或外部，但优选地，该装置布置在内部，并且无论如何互连在待保护结构的外部收集元件与接地连接之间。对于保护风塔叶片的情况，装置放置在叶片内部，并且互连在叶片的移动或静止收集元件(取决于叶片是否移动)与其与大地的连接之间。
11.在出现足够的静电荷积聚时，保护装置激活，首先对高频电流的通过执行高电抗效应(对抗电动势的力)，将高频电流转换成热，并且使低电流通过，以便最终执行对存在于到外部移动或静止收集元件(例如叶片)的连接与大地连接之间的电荷的补偿，该静电荷或者是由于在装置附近环境中出现电场而产生的大气来源的静电荷，或者是由起电引起，该起电由于电荷收集元件的恒定移动(例如风塔叶片的恒定移动或起重机或移动望远镜的移动)以及大气来源的或来自外部源(例如辐射塔)或电信、雷达等的可变射频电磁脉冲而产生。补偿效应在装置内部存在的给定的电势差值下激活，并且补偿超过该电势值的所有电荷，防止在移动或静止外部收集元件中形成上升标记。
12.本发明的目的的可变射频电磁补偿装置是对大气现象中以及在大气现象中生成
的电磁脉冲和源自外部源(例如辐射塔、电信、雷达和am、fm信号)的那些电磁脉冲中存在的频谱的了解以及与不同结构中的可变射频的谐振模式分析有关的研究的结果。
13.本发明的目的的装置的设计还基于对射频电磁场的结果的研究，这些结果通过在0.4ghz至1.9ghz范围内的频谱中彼此可比较的不同时刻的电场e、磁场h和表面电流密度j的分布的仿真来获得，其中，推断电磁场的谐振结构的潜在设计，其具有在以ghz为单位的给定频率中的主谐振模式和在频谱的其余部分中的几乎连续的倾斜模式，实现了本发明的目的的装置的设计的结果，即，像促进主要在所述频谱(0.4至1.9ghz)中的电放电的电磁射频谐振器那样起作用。这些电放电由于可变射频电磁场的吸收和具有不同符号的电荷(主要是正电子和离子)的复合而发生。这由于静态电场和磁场以及不同频率的谐振电磁场的参与作用而发生。两种作用都促进了电荷的结合，因为它们通过射频电磁场的效应保持包含(暂时捕获)在附近限制区域中，其中，由于由静态场促进的迁移率的作用，激励了电荷的补偿。
14.因此，作为工作原理，本发明的装置一方面以高电抗作用于高频电流的通过，将高频电流转化为热，仅使低频电流通过，另一方面，从可变射频电荷的给定电势差(在10kv至20kv的范围内)补偿可变射频电磁场，充当恒定散热器。
15.这些过程发生在装置的限制环境，即气密防火箱，中，但是其永久且几乎连续的活动可在深远环境中(具体地在直接或通过电连续性连接在装置的两个端子中的所有导电结构中)感受到，因为均质化、材料之间的导电性和热化的补偿过程在不平衡的局部环境中激励导电装置之间的扩散。
16.基于所述研究，并且考虑到装置在其电磁补偿能力方面具有限制(该能力基本上取决于在待保护结构(例如风塔叶片)的移动或静止收集器中积聚的电荷朝向装置的传输速度以及取决于装置所连接到的大地电阻器的值(为了存在朝向装置的良好电荷传输，该值应当总是低于10欧姆)和所传输的电流的频谱的值)，通过安装该装置，实现了低强度电流朝向大地的可变吸收，避免了该装置所结合的待保护结构的移动或静止外部收集系统生成上升标记(源自其自身的移动或大气来源的电场的可能变化)、从外部辐射的可变频率电磁脉冲的耦合以及所述收集装置中的静电荷的可能饱和。
17.为此，具体地，装置基本上包括：两个连接导电适配器，其一方面负责该装置与待保护元件的外部收集器的连接，另一方面负责该装置与大地连接的连接；对高频电流的通过具有高电抗并吸收热形式的能量的两个元件，一个元件负责对初始高频电流的通过生成对抗电动势的力，降低频率并吸收最终到达另一个元件的以热形式生成的能量的一部分，在电流通过由位于两个导电元件之间的介电绝缘体形成并基本上形成频率谐振器的中央系统之后，该另一个高电抗元件吸收剩余能量并仅让低频电流通过。
18.另外，在优选实施例中，装置还包括两个绝缘材料的支撑件，以将所述元件固定在箱内部，并且支撑件又避免介电绝缘体的中央系统接触所述箱的壁，这是非常重要的概念，因为在系统的正常补偿和操作的过程中，可能在所述系统的导电元件之间形成电弧。
19.就其部分，由介电绝缘体和布置在其两侧的所述两个导电元件组成的所述中央系统形成适当的谐振器和电磁补偿器。
20.至于箱，优选地，该箱是防水气密绝缘材料的箱，具有为了电荷仅通过连接导电适配器进入而必要的机械和防火保护，该连接导电适配器在外部位于箱的两个相对侧上，并
且不存在带电空气或水的进入，该带电空气或水的进入可能改变谐振器的操作条件或引起其绝缘损失，并且箱承受内部生成的热条件，将必须最低承受高达200℃。
21.另外，装置包括结合到箱的一系列压力通气阀，其从内部到外部并且对于湿气和空气的进入进行气密，负责去除箱的内部过压，使得箱的内部和外部总是存在相同的压力，而且从箱的内部去除可能存在的湿气并且避免湿气进入箱中。
22.优选地，箱包括四个压力通气阀，但这种数量可以变化并且将取决于试图去除的空气的速度和量，以便在箱内不存在可能破坏箱的过量过压。正常地将是存在最少两个阀，且最多四个阀。
23.最后，应当提到的是，所公开的装置的元件可以具有若干几何形状，这将取决于保护要求和它们所设计成的结构的设计。
24.无论如何，一个前提是，为了使可变射频电磁补偿装置正确地工作，必须记住，位于介电绝缘体两侧的导电元件必须具有具体的间隔，这取决于所用材料的导电性和所述介电元件的绝缘程度。
附图说明
25.为了补充所进行的描述并且为了帮助最好地理解本发明的特征，作为本说明书的组成部分，在本说明书中附上了附图，其中，为了说明而不是限制的目的，表示了以下内容：
26.附图1且唯一。该图示出了本发明的目的的可变补偿装置的实施例的示例的侧向透视图的示意图，其中呈现了装置包括的主要零件和元件及其构造和布置。
27.发明的优选实施例
28.在所公开的图1的视野中，根据其中采用的附图标记，可以看到本发明的可变射频电磁补偿装置的实施例的非限制性示例，其包括下面详细描述的内容。
29.因此，如在所述图中可以看到的，本发明的装置可应用作为一种系统，该系统在风塔叶片或其它移动或静止结构和移动以及通常用于收集电荷的移动和静止元件中保护免受直接大气放电，并且保护免受来自在其附近环境中的正或负的云之间的大气放电的、可能影响它们的电磁脉冲，并且免受来自塔或辐射天线的发射、来自电信、任何类型的雷达或另一来源的那些电磁脉冲，装置至少包括以下基本元件：
[0030]-两个连接导电适配器(1、2)，一方面，第一适配器(1)负责装置与待保护元件的外部收集器的连接，另一方面，第二适配器(2)负责与大地的连接；
[0031]-对高频电流的通过具有高电抗并且吸收热形式的能量的两个元件(3、4)，其连接在频率谐振器(7、8、9)的两侧上并且分别连接到两个适配器(1、2)，连接到第一适配器(1)的第一元件(3)负责对高频初始电流的通过生成对抗电动势的力，降低频率并且吸收以热形式生成的能量的一部分，并且连接到第二适配器(2)的第二元件(4)负责在电流已通过频率谐振器(7、8、9)之后吸收剩余能量，仅使低频电流通过；以及
[0032]-构成适当的电磁补偿装置的频率谐振器，其由位于第一导电元件(7)与第二导电元件(8)之间的介电绝缘体(9)组成，第一导电元件和第二导电元件又分别与对高频电流的通过具有高电抗并且吸收热形式的能量的所述第一元件(3)和所述第二元件(4)连接。
[0033]
另外，优选地，所述元件(1、2、3、4、7、8、9)结合到气密箱(10)，使得除了保持在外部位于气密箱两侧上的适配器(1、2)之外，所有元件都保持容纳在气密箱内并在气密箱内
绝缘。
[0034]
在箱(10)内部设置了两个绝缘材料的支撑件(5)的存在，以固定箱的内部元件，并且防止频率谐振器(7、8、9)接触所述箱(10)的壁和在其操作期间可能形成电弧。
[0035]
优选地，箱(10)是绝缘防水气密材料，具有机械和防火保护，能够承受高达200℃的温度。
[0036]
另外，优选地，箱(10)结合有压力通气阀(6)，其从内部到外部并且对于湿气和空气的进入进行气密，负责去除箱的内部过压，使得箱的内部和外部总是存在相同的压力，而且从箱的内部去除可能存在的湿气并且避免湿气进入箱中。
[0037]
优选地，箱具有四个压力通气阀(6)，并且最少具有两个阀(6)。
[0038]
充分公开了本发明的本质以及实现它的方式，因此认为对于本领域技术人员理解其范围和由其产生的优点，不再需要扩展其解释。