BRPI1101445A2

BRPI1101445A2 - cobertura de proteção para um pára-raios com emissão prévia de lìder ascendente

Info

Publication number: BRPI1101445A2
Application number: BRPI1101445-8A
Authority: BR
Inventors: Malvina Claverie; Bruno Roland
Original assignee: Abb France
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-10-02
Also published as: EP2383853B1; US20110267733A1; EP2383853A1; RU2011117454A; FR2959617B1; MY155797A; RU2562061C2; US8749942B2; CN102299484B; CN102299484A; FR2959617A1

Abstract

COBERTURA DE PROTEçãO PARA UM PáRA-RAIOS COM EMISSãO PRéVIA DE LìDER ASCENDENTE. Uma cobertura de proteção dielétrica para um pára-raios com um dispositivo de emissão prévia de líder ascendente a qual compreende uma porção ativa conectada ao dispositivo de emissão prévia de líder ascendente a fim de facilitar o disparo de um líder ascendente a partir da porção ativa, um condutor de descida para ser aterrado, e uma porção dielétrica através da qual a porção ativa émontada sobre o condutor de descida. A porção ativa é separada do condutor de descida por um espaço ao ar para formar entre eles um espaço de cantelhamento, por meio do qual a corrente do raio passa da porção ativa para o condutor de descida. A cobertura de proteção é projetada para ser fixada ao pára-raios para proteger o espaço de centelhamento contra a degradação das suas propriedades dielétricas pelo ambiente, deixando a porção ativa do pára-raios exposta ao ambiente.

Description

Cobertura de proteção para um pára-raios com emissão prévia de líder ascendente.

A invenção se refere ao campo técnico da proteção contra os efeitos diretos dos relâmpagos e, mais particularmente para o campo dos pára-raios com um dispositivo de emissão prévia (ou antecipada) de líder ascendente [Early Streamer Emission device] (pára-raios ESE). O princípio de um pára-raios ESE consiste na aplicação de pulsos de tensão entre o pára-raios e a terra, a fim de criar um espaço ionizado ao redor da ponteira. Este espaço ionizado promove o avanço do disparo de um líder ascendente a partir da ponteira do pára-raios para aumentar a probabilidade de um raio atingir o pára-raios ESE. O líder ascendente, em conjunto com um líder de descida a partir das nuvens carregadas, garante que a corrente do relâmpago seja passada para o terra através do pára-raios ESE.

A estrutura de um pára-raios com um dispositivo ESE

normalmente inclui:

- uma porção ativa a qual é montada na ponteira e é conectada ao dispositivo ESE para a aplicação de pulsos de voltagem na porção ativa,

- um condutor de descida para ser aterrado, e

uma porção dielétrica, através da qual a porção ativa é montada sobre o condutor de descida, a porção ativa sendo separada do condutor de descida por um espaço de ar entre eles para formar um espaço de centelhamento com ar através do qual a corrente do raio passa da porção ativa para o condutor de descida.

Uma vez instalado no local a ser protegido, os pára-raios ESE são, obviamente, colocados no ambiente externo. Como resultado, as propriedades dielétricas do espaço de centelhamento com ar formado entre a porção ativa e o condutor de descida podem ser degradadas pelas condições ambientais.

Esse problema diz respeito principalmente à água da chuva a qual pode se depositar na porção dielétrica do pára-raios ESE ou até mesmo ficar em suspensão na forma de gotículas no espaço de centelhamento do pára-raios. Como resultado, o nível de isolação elétrica entre a porção ativa e o condutor de descida do pára-raios ESE é diminuído devido à condutividade da água da chuva, a qual tem o efeito de degradar o desempenho do pára-raios ESE. No caso limite, a porção ativa e o condutor de descida são curto circuitados, impedindo a aplicação dos pulsos de voltagem na porção ativa do pára-raios, caso em que o pára-raios ESE funcionará somente como uma simples haste de Franklin.

Esse problema também existe no que diz respeito à poluição atmosférica, especialmente se o pára-raios ESE for montado próximo às chaminés das fábricas, as chaminés das fábricas são freqüentemente utilizadas como um ponto alto das construções para a instalação dos pára-raios. As partículas de poluição podem permanecer suspensas no ar atmosférico e, portanto, no espaço de ar do espaço de centelhamento com ar do pára-raios ESE1 mas a maioria pode ser depositada na porção dielétrica do dispositivo ESE. Essas partículas de poluição podem também ter alguma condutividade elétrica provocando a deterioração do nível de isolação do espaço de centelhamento com ar do pára-raios ESE. Finalmente, também é possível que os insetos venham a se aninhar no espaço entre a porção ativa e o condutor de descida do pára- raios ESE o qual forma o espaço de centelhamento com ar.

Uma melhoria foi proposta no pedido de patente francesa FR-A-2799585 no qual a porção ativa do pára-raios ESE inclui um metal em forma de sino aberto na porção inferior. Dentro do metal em forma de sino é colocado o espaço de centelhamento a qual é formado entre ele e uma base conectada ao condutor de descida. Da mesma forma, a base do sino é isolada por um isolante, o qual também é também colocado no interior do sino. Assim, o espaço de centelhamento e o isolamento são, em certa medida, protegidos a partir do ambiente.

No entanto, esta proteção não é satisfatória, pois as gotículas de água podem chegar ao espaço de centelhamento" è áò isolãménto, apesar do sino, especialmente no caso de tempestades com redemoinhos de vento. A forma de sino não impede a penetração e a deposição de partículas, principalmente nos casos de grave poluição do ar ou de penetração de insetos.

Portanto, o objetivo da presente invenção é propor uma solução para melhorar a confiabilidade de um pára-raios ESE frente ao risco de degradação das características dielétricas de seu espaço de centelhamento pelo ambiente:

Para atingir este objetivo, a invenção fornece uma cobertura de proteção dielétrica para um pára-raios com um dispositivo de emissão prévia de líder ascendente compreendendo

- uma porção ativa conectada ao dispositivo de emissão prévia de líder ascendente para promover o disparo de um líder ascendente a partir da porção ativa,

- um condutor de descida para ser aterrado, e

- uma porção dielétrica, através da qual a porção ativa é montada sobre o condutor de descida, a porção ativa sendo separada do condutor de descida por um espaço de ar para formar entre eles um espaço de centelhamento com ar através do qual o corrente do raio passa a partir da porção ativa para o condutor de descida,

a dita cobertura de proteção sendo fornecida para ser fixada ao pára-raios para proteger o espaço de centelhamento com ar contra a degradação de suas propriedades dielétricas pelo ambiente, deixando a porção ativa do pára-raios exposta ao ambiente.

De acordo com uma forma de realização, a cobertura de proteção é fornecida para ser fixada de forma vedante em torno da periferia inferior da porção ativa do pára-raios. De acordo com uma forma de realização, a cobertura de proteção é fornecida para ser fixada e vedada na periferia do condutor de descida.

De acordo com uma forma de realização, a cobertura de proteção tem uma propriedade elástica para mantê-la no lugar sobre o pára-raios pelo travamento da cobertura elástica de proteção sobre a porção ativa do pára-raios e, opcionalmente, sobre o condutor de descida do pára-raios.

De acordo com uma forma de realização, a cobertura de proteção compreende uma projeção anular na face interna da cobertura de proteção destinada a ser disposta na porção ativa do pára-raios, a dita projeção anular sendo fornecida para ser alojada em um sulco correspondente da porção ativa do pára-raios para a fixação da cobertura de proteção no pára-raios.

De acordo com uma forma de realização, a cobertura de proteção é feita de EPDM e/ou silicone.

De acordo com uma forma de realização, a cobertura de proteção compreende ao menos ümá depressão na face interna da porção da cobertura de proteção fornecida para ser engatada com o condutor de descida do pára-raios para permitir que a condensação, formada no espaço de centelhamento com ar, drene para fora da cobertura de proteção.

De acordo com uma forma de realização, a cobertura de proteção é de dimensões tais que a distância de isolamento no ar entre a porção ativa e o condutor de descida do pára-raios do lado de fora da cobertura de proteção é maiorou igual a duas vezes á distância de isolamento do espaço de centelhamento com ar.

De acordo com uma forma de realização, a cobertura de proteção é formada como uma parte única, a cobertura de proteção sendo projetada para permitir a expansão do ar no espaço de centelhamento, desencadeada no mesmo, devido à corrente do relâmpago, a ser descarregada para o ambiente.

De acordo com uma forma de realização, a cobertura de proteção é fornecida para descarregar o ar expandido, pela passagem dele entre a cobertura de proteção e o condutor de descida.

De acordo com uma forma de realização, a cobertura de proteção tem uma propriedade elástica para garantir a deformação elástica da cobertura de proteção como resultado da expansão do ar no espaço de centelhamento com o ar, desencadeada nele pela corrente do relâmpago, para permitir ou promover a passagem do ar expandido entre a cobertura de proteção e o condutor de descida.

De acordo com uma forma de realização, a cobertura de proteção é feita em duas partes separadas, fornecidas para a fixação da primeira sobre a porção ativa do pára-raios e a segunda sobre o condutor de descida do pára-raios, enquanto unidas para, juntas, formarem a cobertura de proteção, as duas partes sendo fornecidas para serem separadas pela expansão do ar no espaço de centelhamento com o ar, desencadeada no mesmo, pela corrente do raio.

De acordo com uma forma de realização, a segunda parte é adaptada para mudar de posição sob o efeito da expansão do ar no espaço de centelhamento com o ar desencadeado pela corrente do raio, para indicar a ocorrência de um raio sobre o pára-raios, como resultado da mudança de sua posição.

De acordo com uma forma de realização, a segunda parte é adaptada para virar sobre o condutor de descida sob o efeito da expansão do ar no espaço de centelhamento com o ar, nele desencadeado pela corrente do raio, para indicar a ocorrência de um raio sobre o pára-raios.

De acordo com uma forma de realização, a primeira parte é prevista a fim de resultar com um formato de sino, dentro do qual a porção dielétrica e o espaço de centelhamento com o ar são dispostos, quando a primeira parte está fixada à porção ativa do pára-raios.

A invenção fornece ainda um kit, compreendendo: - um pára-raios com um dispositivo de emissão prévia de líder ascendente, compreendendo:

um condutor de descida para ser aterrado, e

- uma porção dielétrica através da qual a porção ativa é montada sobre o condutor de descida, a porção ativa sendo separada do condutor de descida por um espaço de ar entre eles para formar um espaço de centelhamento com o ar através do qual a corrente do raio passa a partir da porção ativa para o condutor de descida, e

a cobertura de proteção supra mencionada, fornecida para ser fixada ao pára-raios para proteger o espaço de centelhamento com o ar contra a degradação das suas propriedades dielétricas pelo ambiente, deixando a porção ativa do pára-raios exposta ao ambiente.

A invenção fornece ainda um conjunto compreendendo um pára-raios com um dispositivo de emissão prévia de líder ascendente, compreendendo:

um condutor para ser aterrado, e

uma porção dielétrica através da qual a porção ativa é montada sobre o condutor de descida, a porção ativa sendo separada do condutor de descida por um espaço de ar para formar entre eles um espaço de centelhamento com o ar através do qual a corrente do raio passa a partir da porção ativa para o condutor de descida, e a supra mencionada cobertura de proteção, sendo que a cobertura de proteção é fixada ao pára-raios para proteger o espaço de centelhamento com o ar contra a degradação das suas propriedades dielétricas pelo ambiente, a porção ativa do pára-raios sendo exposta ao ambiente.

5 Outras características e vantagens da invenção aparecerão

na leitura da seguinte descrição detalhada das formas de realização da invenção, dadas somente a título de exemplo e com referência aos desenhos, os quais ilustram:

- A figura 1 é uma vista transversal da cobertura de proteção fixada no pára-raios e de acordo com uma forma de realização;

10 - A figura 2 é um diagrama do pára-raios ESE no qual a cobertura de proteção da figura 1 pode ser fixada;

- A figura 3 é uma vista inferior da porção inferior da cobertura de proteção da figura 1;

- A figura 4 é uma vista transversal da cobertura de proteção de acordo com outra forma de realização;

15 - As figuras 5, 6 e 7 são vistas sucessivas da cobertura de proteção da figura 3, antes do disparo do espaço de centelhamento, durante a descarga do ar expandido a partir do disparo no espaço de centelhamento, e após o disparo no espaço de centelhamento.

A invenção, portanto, se refere a uma cobertura de proteção

20 dielétrica para ser anexada a um pára-raios com um dispositivo ESE. O pára-raios ESE pode ser um tipo conhecido, compreendendo:

- uma porção ativa conectada ao dispositivo de ESE para promover o disparo de um líder ascendente a partir da porção ativa,

- um condutor para ser aterrado, e

25 - uma porção dielétrica através da qual a porção ativa é montada sobre o condutor de descida, a porção ativa sendo separada do condutor de descida por um espaço de ar entre eles para formar um espaço de centelhamento com o ar através do qual a corrente do raio passa a partir da porção ativa para o condutor de descida.

A porção ativa e o condutor de descida são dois eletrodos

30 do espaço de centelhamento com ar.

A cobertura de proteção é adaptada ao pára-raios ESE, de modo a ser fixada ao pára-raios, deixando a porção ativa do pára-raios exposta ao ambiente. A fixação da cobertura de proteção do pára-raios ESE, portanto, não interfere com o funcionamento da porção ativa do pára-raios ESE o qual pode criar um espaço

35 ionizado no ambiente próximo da porção ativa.

Além disso, a cobertura de proteção é adaptada ao pára- raios ESE, de modo que a fixação da cobertura de proteção sobre o pára-raios ESE protege o espaço de centelhamento com o ar do pára-raios. Essa proteção do espaço de centelhamento com o ar do pára-raios ESE é garantida contra a degradação das propriedades dielétricas do espaço de centelhamento com o ar pelo ambiente.

Isto torna-se possível pela natureza da cobertura de proteção dielétrica. Graças às suas propriedades dielétricas, a cobertura de proteção 5 pode ser disposta próxima ou em contato com vários eletrodos do espaço de centelhamento com ar, sem curto-circuitar os eletrodos do espaço de centelhamento com ar formado entre a porção ativa e o condutor de descida, nem degradar as suas propriedades dielétricas. Essa capacidade de dispor a cobertura de proteção próxima à porção ativa e ao condutor de descida torna possível reduzir a área superficial de 10 comunicação fluida (a área da superfície para a troca) entre o ar no espaço de ar e do ar do lado de fora da cobertura de proteção. A cobertura de proteção é então adaptada para envolver o espaço de ar do espaço de centelhamento com o ar de forma a reduzir substancialmente a sua fluida comunicação com o ar do lado de fora da cobertura de proteção. Portanto, a penetração de gotículas de água, insetos ou partículas de poluição 15 ;no espaço de ar no interior da cobertura de proteção é reduzida ou totalmente evitada pela redução do intercâmbio entre o espaço de ar e o ar do lado de fora. Em última análise, devido à sua natureza dielétrica, a cobertura de proteção pode ser feita e disposta sobre o pára-raios ESE para obter uma proteção adequada do espaço de centelhamento com ar contra a degradação pelo meio ambiente através da redução da 20 comunicação fluida entre o espaço de ar do espaço de centelhamento com ar e do ar do lado de fora.

Em comparação com o pára-raios ESE descrito no FR-A- 2799585, a cobertura de proteção proposta melhora significativamente a proteção do pára-raios ESE contra a degradação pelo meio ambiente. De fato, no dispositivo do 25 estado da arte acima, o sino de proteção não pode ser disposto junto ao condutor de descida ou em contacto com ele uma vez que a distância entre eles é imposta pela distância de isolamento do espaço de centelhamento com ar formada entre eles. Além disso, a cobertura de proteção proposta pela invenção pode naturalmente ser usada em um pára-raios ESE, de acordo com o FR-A-2799585, para melhorar a sua confiabilidade. 30 A figura 1 ilustra uma vista transversal de uma primeira

forma de;realização da cobertura de proteção da invenção. A geometria da cobertura de proteção 20 e o pára-raios ESE 60 tem aqui a simetria de revolução em torno do eixo indicado pelo 'V na figura 1.

A figura 2 ilustra uma vista do pára-raios ESE no qual a 35 cobertura de proteção pode ser fixada. O condutor de descida para o aterramento 80 é disposto de baixo do pára-raios ESE 60, de modo a ser facilmente conectado ao terra. A 'porção ativa 62 é montada sobre o condutor de descida 80 através da porção dielétrica 72, ou seja, uma parte do material isolante ou um conjunto de partes as quais são eletricamente isolantes. A porção dielétrica 72 permite a separação da porção ativa 62 e do condutor de descida 80 pelo espaço de ar 70 formando o espaço de centelhamento do pára-raios ESE 60. A porção dielétrica 72 do pára-raios ESE e o espaço de ar 70 fornecem o isolamento elétrico da porção ativa 62 em relação ao condutor de descida 80. A porção ativa 62 do pára-raios ESE 60 pode incluir um pico 68 direcionado de forma

ascendente para melhorar o efeito de ponta do pára-raios ESE.

O pára-raios ESE compreende, como é conhecido e, não

ilustrado, um dispositivo de disparo dos meios para aplicar os picos de voltagem na porção ativa 62 para criar um espaço ionizado ao redor da ponteira 68.

A Figura 1 ilustra a cobertura de proteção 20 fixada ao pára- raios ESE 60 de modo a deixar a porção ativa 62 do pára-raios ESE exposta ao ambiente.

De acordo com a forma de realização ilustrada na figura 1, a cobertura de proteção 20 forma uma peça única, a qual tem a vantagem de fornecer uma única cobertura de proteção econômica para a fabricação e simples de implementar nos pára-raios ESE. A cobertura de proteção 20 tem aqui uma forma de manga. A cobertura de proteção 20 é fixada à periferia externa do pára-raios 60 formando um conjunto da cobertura de proteção 20 com o pára-raios ESE 60. As dimensões da cobertura de proteção 20 antes da montagem podem ser selecionadas para realizar a fixação sobre o pára-raios ESE 60, pela deformação elástica da cobertura de proteção 20.

A figura 1 ilustra que, uma porção superior da cobertura de proteção 20, é fixada à porção ativa 62 do pára-raios ESE 60. A porção superior 26 da cobertura de proteção 20 tem, antes da sua fixação com a porção ativa 62, um diâmetro interno menor que o diâmetro externo da porção ativa 62 do pára-raios ESE 60. A deformação elástica da cobertura de proteção 20 fornece um sistema eficaz de fixação da cobertura de proteção 20 na porção ativa 62. A deformação elástica da cobertura de proteção 20 sobre a porção ativa 62 também assegura a fixação vedante da cobertura de proteção 20 na periferia da porção ativa do pára-raios ESE. Como medida complementar ou alternativa, a cobertura de proteção 20 pode incluir uma projeção 24 na face interna (ou parede interna) da cobertura de proteção 20. A projeção 24 é alojada em um sulco 64 fornecido, por exemplo, na porção ativa 62 do pára-raios ESE 60, para a efetiva fixação da cobertura de proteção 20 sobre o pára-raios ESE. Dada a simetria da revolução, o sulco 64 e a projeção 24 podem ter um formato circular, enquanto que a projeção 24 é anular.

Do mesmo modo, uma porção inferior 48 da cobertura de proteção 20 pode ser fixada ao condutor de descida 80, como mostrado na figura 1. A porção inferior 48 da cobertura de proteção 20 pode ter, antes de sua fixação ao condutor de descida 80, um diâmetro interno o qual é menor que o diâmetro externo do condutor de descida 80 do pára-raios ESE 60, para permitir a fixação por deformação elástica. A deformação elástica da porção inferior 48 permite que a cobertura de proteção de 20 seja fixada de forma vedante em uma periferia do condutor de descida 80.

Como alternativa à forma de realização da figura 1, a cobertura de proteção 20 pode ser fixada na porção ativa 62 pela porção superior 26 sem estar fixada ao condutor de descida 80. A cobertura de proteção 20 neste caso é totalmente suportada pela porção ativa 62. A porção inferior 48 da cobertura de proteção se estende a partir do condutor de descida 80 sendo suficientemente próxima do condutor de descida 80 para limitar a comunicação fluida entre o espaço de ar 70 e o ar do lado de fora 90 da cobertura de proteção 20. A fim de reduzir ainda mais o intercâmbio entre o espaço de ar 70 e o ar do lado de fora 90, a porção inferior 48 pode ser disposta em torno do condutor de descida 80 com um pequeno grau de abertura, ou até mesmo

ser disposta em contato com ele.

No entanto, o nível desejado de vedação da fixação no

condutor de descida 80, vantajosamente, não impede o fornecimento de, ao menos, um canal de drenagem 52 para drenar a condensação do ar a partir do espaço de ar 70 para fora da cobertura de proteção. O espaço de ar 70, apesar de separado do ar do lado de fora 90, está sujeito às variações na temperatura atmosférica. É possível que a umidade do espaço de ar 70 condense, para formar água líquida. A presença de água líquida no interior da cobertura de proteção 20 pode impedir o funcionamento correto do espaço de centelhamento. O canal de drenagem 52 para a água condensada é disposto, de preferência, na porção inferior 48 da cobertura de proteção 20. Assim, pela vedação da fixação da porção inferior 48 sobre o condutor de descida 80, entendemos que é adequado fornecer um nível de vedação suficiente para impedir ou limitar substancialmente a intrusão de gotículas de água suspensas no ar no interior da cobertura de proteção 20, a qual não é incompatível com o disposto na cobertura de proteção 20 - ou, opcionalmente, no condutor de descida 80 - de ao menos um canal de drenagem 52 para drenar a condensação para a partir do ar, para fora da cobertura de proteção 20. Tal grau de vedação também é suficiente para prevenir ou reduzir substancialmente a penetração de partículas de poluição e, da mesma forma, a intrusão de insetos.

É vantajoso fornecer uma pluralidade de canais de drenagem 52 sob a forma de depressões ou sulcos. A figura 3 ilustra uma vista por baixo da porção inferior 48 da cobertura de proteção 20. Esta figura ilustra que as depressões 42 são formadas na superfície interna 44 da porção inferior 48 da cobertura de proteção 20. Os sulcos podem ser implementados simplesmente por recessos verticais na cobertura de proteção 20. Estas depressões se estendem ao longo da superfície interna da porção 48 da cobertura de proteção 20 em contato com o condutor de descida 80 a partir do interior da cobertura de proteção 20 para o lado de fora da cobertura de proteção. Desta forma, a drenagem da condensação a partir do espaço de ar 70 não é realizada por um orifício de passagem direta através da cobertura de proteção 20. Na ausência de um orifício passante na cobertura de proteção 20, fica melhorada a 5 capacidade da cobertura de proteção 20 de suportar o esforço mecânico.

A figura 4 ilustra a forma de realização da cobertura de proteção 20 feita em duas partes separadas, 30 e 40. A partes 30 e 40 têm aqui, cada uma, a forma de uma luva. Para esta forma de realização alternativa, as mesmas características descritas acima são identificadas pelos mesmos números de referência. A 10 primeira parte 30 compreende a porção superior 26 da cobertura de proteção 20 e a segunda parte 40 compreende a porção inferior 48 da cobertura de proteção 20. A primeira parte 30 é, portanto, fornecida para ser fixada à porção ativa 62 do pára-raios ESE 60, enquanto que a segunda parte 40 é fornecida para ser fixada ao condutor de descida 80.

15* A figura 5 ilustra uma vista da cobertura de proteção 20 em

duas partes 30 e 40, fixadas no pára-raios ESE 60. Como na figura 1, a cobertura de proteção 20 e o pára-raios ESE 60 da figura 5 ilustram a simetria da revolução em torno do eixo vèrtical, denotada pelo 'V.

Após a montagem da cobertura de proteção 20 e do pára- 20 raios ESE 60 pela fixação das partes 30 e 40, as partes 30 e 40 unem-se, para juntas proteger o espaço de ceritelhamento com ar a partir degradação pelo ambiente. O espaço de ar 70 é, assim, envolvido pela cobertura de proteção 20 de forma substancialmente vedada. A parte 30 é adaptada para ser fixada à porção ativa 62 do pára-raios ESE 60 de modo a deixar a porção ativa 62 do pára-raios ESE 60 exposta ao 25 ambiente. A parte 40 é adaptada para ser fixada ao condutor de descida 80. A fixação das partes 30 e 40 sobre, respectivamente, a porção ativa 62 e o condutor de descida 80 poderá ser feita de maneira elástica, como mencionado para a cobertura de proteção da figura i.

De acordo com as duas formas de realização anteriores, a 30 !cobertura de proteção 20, então se estende a partir da porção ativa de 62 até o condutor de descida 80. Desta forma, o espaço de ar 70 entre a porção ativa 62 e o condutor de descida 80 e a porção dielétrica 72 são separadas do ar atmosférico 90 localizado do lado de fora da cobertura de proteção 20.

As figuras 1 e 5 ilustram os pára-raios ESE 60 equipado 35 com a cobertura de proteção 20. No entanto, a montagem da cobertura de proteção 20 no pára-raios ESE 60 pode, vantajosamente, ser feita no local, a cobertura de proteção 20 e os pára-raios ESE 60 podem ser fornecidos como um pacote pronto para a montagem (ou kit). A fixação da cobertura de proteção 20 do pára-raios ESE leva o espaço de ar 70 a ser separado do ar 90 localizado do lado de fora da cobertura de proteção 20. As figuras 1 e 5 ilustram que a distância de isolamento entre a porção ativa 62 e o condutor de descida através do ar 90 do lado de fora da cobertura de 5 proteção 20 é maior ou igual a duas vezes a distância de isolamento do espaço de ar 70. O ar do lado de fora 90 tem propriedades dielétricas (ou seja, propriedades de isolamento elétrico) as quais podem ser alteradas pela chuva e pela poluição na atmosfera. No entanto, como a cobertura de proteção 20 é dielétrica, o comprimento do arco 92, capaz de ser formado no ar do lado de fora 90, é maior que a altura da cobertura de proteção 10 20, como ilustrado na figura 1. O ar do lado de fora 90 fornece então uma distância de isolamento igual à altura da cobertura de proteção 20. A escolha do comprimento da cobertura de proteção 20 após a montagem do pára-raios ESE 60 permite a manutenção de uma isolação elétrica suficiente entre a porção ativa 62 e o condutor de descida 80, !para acomodar as alterações nas características de isolamento do ar do lado de fora 90. 15 Para o mesmo propósito, o material da cobertura 20 é vantajosamente escolhido para apresentar a característica hidrofóbica, a fim de evitar o gotejamento ou a deposição de gotículas de água sobre a superfície externa da cobertura de proteção 20. Além disso, a cobertura de proteção 20 pode ter uma superfície lisa o suficiente para limitar a deposição de partículas de poluição sobre a superfície externa da cobertura de proteção 20 20.

Em última análise, todos os elementos compreendidos entre- a porção ativa 62 e o condutor de descida 80 são preservados de intempéries (este é o caso do ar no espaço de centelhamento com o ar e a porção dielétrica 72) ou apresentam uma isolação elétrica suficiente, apesar das intempéries (este é o caso da cobertura de 25 proteção 20).

No caso de um relâmpago, avaria greve ou de disparo do espaço de centelhamento do pára-raios ESE 60, é provocado um aquecimento muito rápido do espaço de ar 70. Este aquecimento do espaço de ar 70 separado a partir do ar do lado de fora 90, pela cobertura de proteção de 20, gera o estresse mecânico na 30 cobertura de proteção 20, decorrente da expansão do espaço de ar 70.

A cobertura de proteção 20 é, de preferência, feita de material elástico para deformar elasticamente a cobertura de proteção 20, quando submetida ao estresse mecânico a partir da expansão do ar do espaço de ar 70. A deformação da cobertura de proteção 20, a qual é puramente elástica, permite manter a 35 função da cobertura de proteção 20 após a ocorrência de um primeiro relâmpago.

A partir deste ponto de vista, o material elástico da cobertura de proteção 20 tem um alongamento produzido, de preferência, igual ou superior a 300%. O monômero etileno/propileno/dieno (EPDM) ou silicone são materiais elásticos especialmente adequados para fazer a cobertura da proteção 20. O silicone utilizado, de preferência, tem as seguintes propriedades: uma resistência à tração de 7,3 MPa1 alongamento até a ruptura de 500% nos termos da norma NFT 46-002 (respectivamente résistance á Ia rupture e allongement à Ia rutpure, em francês) e uma dureza Shore A de 5 60, como definido na norma NFT 46-052 (dureté en Shore A em francês). O EPDM usado, de preferência, tem as seguintes características: uma resistência à tração de 7,5 MPa e um alongamento até a ruptura de 680% nos termos da norma NFT 46-002 (respectivamente résistance á Ia rupture e allongement à Ia rutpure, em francês). O EPDM e o silicone têm, além de elasticidade, as propriedades vantajosas para o uso 10 como uma cobertura de proteção para um pára-raios ESE. Assim, eles possuem uma superfície lisa, boa isolação elétrica e boa resistência ao envelhecimento. Na forma de realização da cobertura de proteção 20 em duas partes separadas 30 e 40, as partes 30 e 40 podem ser feitas de um material diferente. A parte 30 é, de preferência, feita de EPDM, enquanto a parte 40 é, de preferência, de silicone, com dureza Shore A de 60. 15 Como discutido anteriormente, a elasticidade da cobertura

de proteção 20 garante a fixação da cobertura de proteção 20 no pára-raios ESE de uma forma flexível, proporcionando uma fixação vedada.

Além disso, ó formato da cobertura de proteção 20 pode ser adaptada para fornecer uma deformação elástica da cobertura de proteção 20 para 20 descarregar na atmosfera uma porção do ar expandido no espaço de ar 70.

...... A adaptação do formato pode consistir, de um lado, em

fazer a.cobertura de proteção em um material elástico e, por outro lado, em escolher uma geometria adaptada da cobertura de proteção 20.

A geometria e/ou elasticidade da cobertura de proteção 20 25 pode ser selecionada para garantir que o ar expandido seja descarregado como resultado da passagem entre a cobertura de proteção 20 e o condutor de descida 80. Para este fim, a fixação da cobertura de proteção 20 na porção ativa 26 pode apresentar, como resultado da expansão do ar, uma deformação elástica menor do que a deformação elástica da fixação da cobertura de proteção 20 no condutor de descida 80. O ar 30 expandido, a seguir descarrega-se pelo descolamento da porção inferior 48 em relação ao condutor de descida 80 com o qual a porção inferior 48 da cobertura de proteção 20 está normalmente em contato. O ar expandido é descarregado para baixo, ao longo do condutor de descida 80, para a atmosfera, apesar do ar de ter sido aquecido pelo disparo do espaço de centelhamento, tender a subir para o nível da porção superior do pára-raios 35 ESE 60 constituído pela porção ativa 62. Em geral, é preferível que a cobertura de proteção 20 tenha uma força de aperto, na porção ativa 62 do pára-raios ESE 60, suficiente para garantir que o conjunto da cobertura de proteção 20 permaneça fixo no pára-raios ESE 60, apesar de tensões mecânicas. Desta forma, a função de preservação contra a alteração do ambiente da cobertura de proteção 20 é garantida por um longo período de tempo, sem necessidade de intervenção na cobertura de proteção 20, para a re-fixação da cobertura de proteção no pára-raios ESE após cada relâmpago.

Na forma de realização da cobertura de proteção 20 na figura 1, a cobertura de proteção 20 é feita de material elástico, para permitir que o ar expandido descarregue, bem como para suportar o estresse mecânico no ponto de fixação da porção ativa 62. A cobertura de proteção 20, na forma de realização ilustrada na figura 5, tem uma geometria adaptada para permitir a descarga do ar expandido, em caso de disparo do espaço de centelhamento 62 com ar.

As figuras 5, 6 e 7 mostram vistas sucessivas da cobertura de proteção 20 em duas partes 30 e 40, durante a ocorrência do disparo do espaço de centelhamento. Antes do disparo, da porção 30 tem uma porção 32 sobrepondo-a, ao menos em parte, uma porção 34 da parte 40, como ilustrado na figura 5. Em outras palavras, a porção 32 envolve a porção 34, a qual impede o acúmulo de água na junção dessas duas partes e o risco da água escorrer no interior da cobertura de proteção 20. Por conseguinte, antes do disparo, o espaço de ar 70 está bem separado do ar do lado de fora 90 pela cobertura de proteção 20. Referindo-se à figura 6, sobre o disparo no espaço de centelhamento com o ar, o espaço de ar 70 se expande e impõe a deformação da parte 30 em uma direção da seta 73 e uma deformação da parte 40 em uma direção da seta 74. A deformação das duas partes 30 e 40, então, causam a separação das 'porções.'34 e 32 as quais estavam originalmente unidas. Esta separação permite a formação de uma abertura 36, para descarregar o ar expandido após o disparo no espaço de centelhamento com ar. Deve ser entendido que a posição das partes 30 e 40 na figura 6 é uma posição intermediária, a qual não corresponde a uma posição estável.

Após o disparo no espaço de centelhamento, as partes 30 e 40 podem, por deformação elástica, voltar para a configuração mostrada na figura 5. As 32 porções e 34 então são unidas uma à outra novamente, as quais novamente separam o espaço de ar 70 do ar do lado de fora 90. A função de preservar os pára-raios ESE da degradação do ambiente é então assegurada, apesar da ocorrência de um primeiro disparo no espaço de centelhamento com o ar do pára-raios ESE. No entanto, o ponto onde as duas partes de 30 e 40 se unem pode apresentar uma posição ligeiramente diferente da primeira posição ilustrada na figura 5. Assim, a sobreposição inicial da parte 40 pela parte 30 pode agora tornar-se, após um primeiro disparo, a sobreposição da parte 30 pela parte 40, correspondente à situação na qual a parte 40 passou sobre a iparte 30, caso contrário, a dita qual porção 34 a qual circunda a porção 32.

De acordo com uma forma de realização alternativa, as partes 30 e 40, depois de acionadas, não retornam à configuração inicial da figura 5, as partes 30 e 40 permanecem separadas. A figura 7 ilustra essa nova configuração na qual as partes 30 e 40 podem ficar, depois do disparo no espaço de centelhamento. A parte 30 é retornada para a posição inicial da figura 5, enquanto a parte 40 está em uma nova posição. A parte 40 tem então duas posições de fixação no condutor de descida 80. A 5 primeira posição de fixação da parte 40 corresponde à posição mostrada na figura 5 na qual a parte 40 e a parte 30 são unidas. A segunda posição de fixação da parte 40 corresponde a uma posição ilustrada na figura 7. Depois de um primeiro disparo, a parte 40 mantém a posição ilustrada na figura 7.

Para mudar a posição da posição ilustrada na figura 5 para 10 a posição mostrada na figura 7, a parte 40 foi, sob o efeito da expansão do ar, virada sobre e ao longo do condutor de descida 80. Na verdade, na primeira posição e com referência à figura 6, a parte 40 tem uma face interna 44 frontal ao condutor de descida 80 e uma face externa 46 frontal ao ar do lado de fora 90. Na segunda posição, e com referência à figura 7, é a face externa 46 a qual é frontal ao condutor de descida 80 15 enquanto a sua face interna 44 que está voltada para o ar do lado de fora 90.

Dependendo da potência do raio, a expansão do ar resulta em uma revolução completa da parte 40, como ilustrado na figura 7, ou virando parcialmente a parte 40, a condição não é mostrada. A revolução parcial sobre a parte 40 corresponde a porção 34 dobrada para baixo sobre a porção inferior 48, a porção menor 20 permanecendo fixada ao condutor de descida 80. A parte 40 é, portanto, dobrada em duas, ao longo do condutor de descida 80.

A posição de sobre-volta da parte 40 caracteriza a ocorrência de um relâmpago no pára-raios ESE. Basta olhar para a posição da parte 40, em seguida, determinar a ocorrência de um raio sobre o pára-raios ESE 60. A superfície 25 interna 44 pode ter um padrão visível ou uma cor, a fim de melhorar a visualização de longe, da ocorrência de um raio sobre o pára-raios ESE 60. Como medida complementar ou alternativa, um indicador, tal como uma fita de cores vivas, não mostrada, pode ser disposta dentro da cobertura de proteção 20, de modo a ser visívei do iado de fora, quando a parte 40 for virada sobre o condutor de descida 80. 30 Após a ocorrência de um relâmpago, a porção 34 da parte

30 é, de preferência, adaptada para ser suficientemente próxima do condutor de descida 80, de modo que após um primeiro disparo do espaço de centelhamento com ar, o espaço de ar 70 ainda esteja protegido contra a degradação causada pelo ambiente. Referindo-se à figura 7, a parte 30, dessa maneira, compõe um formato de sino no 35 interior do qual a porção dielétrica 72 e o espaço de centelhamento 70 são dispostos. A borda inferior do formato de sino é próxima do condutor de descida 80, de preferência, a uma distância menor que a distância de isolamento dielétrico do espaço de centelhamento com ar, o que garante uma proteção adequada do espaço de centelhamento com ar e sua porção dielétrica 72.

Claro, a presente invenção não se limita aos exemplos e formas de realização descritas e ilustradas, e pode ser objeto de numerosas variações acessíveis aos especialistas na arte.

Claims

Reivindicações

1. Cobertura de proteção dielétrica (20) para um pára-raios com um dispositivo de emissão prévia de líder ascendente, caracterizada pelo fato de compreender: uma porção ativa (62) conectada ao dispositivo de emissão prévia de líder ascendente para promover o disparo de um líder ascendente a partir da porção ativa (62), - um condutor de descida (80) para ser aterrado, e - uma porção dielétrica (72) através do qual a porção ativa (62) é montada sobre o condutor de descida (80), a porção ativa (62) sendo separada do condutor de descida (80)' por um espaço de ar (70) para formar entre eles um espaço de centelhamento com ar através do qual a corrente do relâmpago passa da porção ativa (62) para o condutor de descida (80), a dita cobertura de proteção (20) sendo fornecida para ser fixada ao pára-raios para proteger o espaço de centelhamento com ar contra a degradação de suas propriedades dielétricas pelo ambiente, deixando a porção ativa (62) do pára-raios exposta ao ambiente.

2. Cobertura de proteção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ser prevista para ser fixada de forma vedante em torno da periferia inferior da porção ativa do pára-raios.

3. Cobertura de proteção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ser prevista para ser fixada e vedada na periferia do condutor de descida.

4. Cobertura de proteção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ter uma propriedade elástica para mantê-la no lugar sobre o pára-raios, fixando a cobertura de proteção elástica na porção ativa (62) do pára-raios (60) e, opcionalmente, no condutor de descida do pára-raios.

5. Cobertura de proteção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender uma projeção anular (24) na face interna (44) da cobertura de proteção (20) destinada a ser disposta na porção ativa do pára-raios, a dita projeção anular sendo fornecida para ser alojada em um sulco correspondente da porção ativa do pára-raios para fixar a cobertura de proteção (20) sobre o pára-raios.

6. Cobertura de proteção, acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a cobertura de proteção (20) é feita de EPDM e/ou silicone.

7. Cobertura de proteção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender ao menos uma depressão na face interna (44) da porção da cobertura de proteção (20), para ser engatada com o condutor de descida do pára-raios, para permitir que a formação de condensação, no espaço de centelhámento com ar, drene para fora da cobertura de proteção.

8. Cobertura de proteção, de acordo com as reivindicações de 1 a 7, caracterizada pelo fato de ser dimensionada de tal forma que, a distância de isolamento no ar entre a porção ativa e o condutor de descida do pára-raios no lado de fora da cobertura de proteção é maior ou igual ao dobro do distância de isolamento do espaço de centelhámento com o ar.

9. Cobertura de proteção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ela é formada em uma peça única, a cobertura de proteção sendo projetada para permitir que o ar expandido a partir no espaço de centelhámento, desencadeado no mesmo, devido à corrente do relâmpago, seja descarregado para o ambiente.

10. Cobertura de proteção, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que é fornecida para o descarregar o ar expandido, pela passagem do mesmo, entre a cobertura de proteção e o condutor de descida.

11. Cobertura de proteção, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato que ela tem uma propriedade elástica para garantir a deformação elástica da cobertura de proteção (20), como resultado da expansão do ar no espaço de centelhámento com ar, nele mesmo desencadeado, pela corrente do raio, para permitir" ou promover a passagem do ar expandido entre a cobertura de proteção e o condutor de descida.

12. Cobertura de proteção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender duas partes distintas (30, 40) fornecidas para a fixação da primeira parte (30) na porção ativa do pára-raios e a segunda parte (40) sobre o condutor de descida do pára-raios, enquanto unidas, formam a cobertura de proteção, ias duas partes (30, 40) sendo fornecidas para serem separadas pela expansão do ar no espaço de centelhámento com ar, desencadeada no mesmo, pela corrente do raio.

13. Cobertura de proteção, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que a segunda parte (40) é adaptada para alterar a posição sob o efeito da expansão do ar no espaço de centelhámento com ar, nele ,desencadeado pela corrente do raio, para indicar a ocorrência de um relâmpago no pára- raios, como um resultado da mudança da sua posição.

14. Cobertura de proteção, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que a segunda parte (40) é adaptada para virar sobre o condutor de descida sob o efeito da expansão do ar no espaço de centelhámento com ar, nele desencadeado pela corrente do raio, para indicar a ocorrência de um raio sobre o pára-raios.

15. Cobertura de proteção, de acordo com a reivindicação .12, caracterizada pelo fato de que a primeira parte (30) é fornecida para resultar em um formato de sino no interior do qual a porção dielétrica e o espaço de centelhamento com ar são dispostos quando a primeira parte (30) é fixada na porção ativa do pára-raios.

16. Kit, caracterizado pelo fato de compreender: - um pára-raio com um dispositivo de emissão prévia de líder ascendente (60), compreendendo: - uma porção ativa (62) conectada ao dispositivo de emissão prévia de líder ascendente para promover o disparo de um líder ascendente a partir da porção ativa, - um condutor de descida (80) para ser aterrado, e - uma porção dielétrica (72) através da qual a porção ativa (62) é montada sobre o condutor de descida (80), a porção ativa (62) sendo separada do condutor de descida (80) por um espaço de ar (70) entre eles, para formar um espaço de centelhamento com ar, através do qual, a corrente do relâmpago passa a partir da porção ativa para o condutor de descida (80), e uma cobertura de proteção (20) de acordo com a reivindicação 1, fornecida para ser fixada ao pára-raios (60), para proteger o espaço de centelhamento com ar contra a degradação das suas propriedades dielétricas pelo ambiente, deixando a porção ativa (62) do pára-raios (60) exposta ao ambiente.

17. Conjunto, caracterizado pelo fato de compreender: - um pára-raio com um dispositivo de emissão prévia de líder ascendente (60), compreendendo: - uma porção ativa (62) conectada ao dispositivo de emissão prévia de líder ascendente para promover o disparo de um líder ascendente a partir da porção ativa, - um condutor de descida (80) para ser aterrado, e - uma porção dielétrica (72) através da qual a porção ativa (62) é montada sobre o condutor de descida (80), a porção ativa (62) sendo separada do condutor de descida (80) por um espaço de ar (70) entre eles, para formar um espaço de centelhamento com ár, através do qual, a corrente do relâmpago passa a partir da porção ativa para o condutor de descida (80), e uma cobertura de proteção (20) de acordo com a reivindicação 1, sendo que a cobertura de proteção (20) é fixada ao pára-raios (60), para proteger o espaço de centelhamento com ar contra a degradação das suas propriedades dielétricas pelo ambiente, deixando a porção ativa (62) do pára-raios (60) exposta ao ambiente.