[其他]熔化極脈沖氣體保護焊接自適應控制技術

無效

• 申請號: 85100064
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100064A
• 公開（公告）日: 1986-07-09
• 發明（設計）人: 潘際鑾;陳武柱
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02;B23K9/09
• 代理公司: 清華大學專利事務所
• 代理人: 章瑞溥

本發明涉及一種電暈放電避雷針

在歐洲公開的專利說明書EP-A-0,060,756描述了這種類型的避雷針，它包括一個與地絕緣的尖頭，其尖頭的底面通過放電裝置與地相連接。該尖頭還與直流正電壓發生器相連接，以產生一個足夠高的電壓，使在尖頭末端的周圍大氣電離(電暈放電)。

用這種方法在尖頭的末端處形成電離的空氣等離子區域，它具有比周圍空氣高得多的電導性，促使向避雷針進行快速放電，因此提高了它的效率和作用半徑。

但是，在避雷針尖頭附近的導電性的增加具有局部減低電場的作用，因此它抑止了已升高到正電位的尖頭的電暈放電的刷形放電特性的形成，而刷形放電可以構成一個改善避雷針的效率的合適的電極。

此外，上面描述的裝置只能在具有帶負電荷的(負型雷)的情況下工作，在歐洲國家90％是相應于這種情況的，假如不計及山區，還能更多些。

本發明的避雷針減輕了上述的缺點，因為在這種避雷針中電暈放電不是連續產生而是斷續產生的，因此，每次放電，在尖頭附近前次的放電的殘余電荷量可以忽略。根據需要，施加的電位可以是兩種極性中的任何一種。

更確切地說，本發明提供了一種電暈放電避雷針，它包括一個與地絕緣的尖頭，該尖頭的底面通過放電裝置與地面相連，該避雷針適用于電離該尖頭末端的周圍大氣。該避雷針還包括適于周期性地減小該尖頭的電位值，減至小于維持其電暈放電的電位值，因此就產生了周期性的和斷續的電暈放電脈沖。

于是，當在避雷針上施加一電波或一串電波時，就產生了電流脈沖，此電流脈沖很快就消滅了，因為，尖頭的電位返回到臨界值以下，不足以維持其放電。在如此短時期內的瞬變現象可以發出最大的瞬時電流，并且產生了其它的有利現象(“流光”(Streamers)，點火一電子(Seed-electtrons)，確保了避雷針的最大效率。

一個有利之處是，斷續放電的脈沖重復頻率不小于20HZ。

在這樣的情況下，已經觀測到由帶正電的尖頭產生的第n次刷形放電與第(n-1)次在通過空氣時的放電遵循同樣的路線。并且這種“信道記憶”現象隨著脈沖重復頻率的增加而增加。對這種瞬變現象已有人進行了研究，特別是，E·伯杰(E·Berger)的論文，名為“在正的點一面間隙中，放電對后續放電形成的影響”(第二屆關于氣體放電的國際會議，電子工程師學會出版，90期，倫敦，1972年)和“在大氣中，電暈放電對后續放電的影響”(第三屆關于氣體放電的國際會議，電子工程師學會出版，118期，倫敦·1974年)；以及G·哈特曼(G·Hartmann)和I·加利姆伯蒂(I·Gallimberti)的論文，名為“亞穩定分子對流光進程的影響”(物理放電雜志，1975年，第670頁至680頁)。

另一有利之處是，斷續放電的脈沖重復頻率不大于2000HZ。

已經觀測到，在頻率大于幾個KHZ時，避雷針效率的增加就降低了，并且愈來愈接近于產生連續電暈放電的避雷針的效率。

尖頭的電位比產生電暈效應的臨界電壓大的時間最好不小于1微秒(μs)，并且不大于100微秒(μs)。實際上，這個值的范圍可以確保電暈放電的產生和減輕參數的無規波動否則可能阻止電暈效應出現。

尖頭電位的峰值最好不小于產生電暈效應的臨界電壓的110％。

使用剛高于上述的臨界電壓，則在所有情況下，放電現象的暫態特性增加了，因此使瞬時電流變為最大。(在下面的敘述中，一般假設上述臨界值具有相同的絕對值，而不管其是正極性或負極性。但是，如果正或負的臨界值實質上其絕對值不同時，可以采取適當的措施來調整加到避雷針上的電壓，如上面說明的那樣可以把加到避雷針上的電壓看作為實際的臨界電壓的函數，而并沒有越出本發明所涉范圍)。

一種實施方案是把尖頭連接至能產生電流的重復波的電流發生裝置上，該重復波在尖頭的周圍大氣中進行放電，其方式是以相同的重復頻率產生間歇放電。

另一種實施方案是把尖頭連接到電位發生裝置上，從而由發生裝置加到尖頭上的電位是可變的，該電位的形式是重復波或重復波列，其波的峰值(或波列，其第一個半周期與周圍大氣的極性相反的峰值)的絕對值大于產生電暈效應的臨界值。只有在由雷暴產生的環境電場所造成的自然放大存在的情況下，需要絕對峰值超過電暈放電的臨界值。

換句話說，可以這樣來配置避雷針，使由波或波列中第一個半周期(它們具有與周圍大氣相反的極性)加到尖頭上的峰值振幅電位的絕對值，總是大于產生電暈效應的電壓臨界值。