Устройство для изменения объемного заряда в атмосфере

Устройство для изменения объемного заряда в атмосфере

Реферат

 

Изобретение относится к системам создания и разрушения объемного заряда в атмосфере и предназначено для использования в метеорологии и сельском хозяйстве для рассеивания облаков, тумана, а также для защиты сельскохозяйственных угодий, аэродромов, населенных пунктов от засухи, осадков, града и т. п. В состав устройства входят коронирующий электрод, проводник для передачи высокого электростатического напряжения из нижних слоев земной коры на ее поверхность, верхняя опора в виде блока из нескольких аэростатов, нижняя опора в виде блока подъема и спуска аэростатов, стабилизаторы положения коронирующего электрода в пространстве, разъединитель электрической цепи, силовая трансформаторная подстанция и командный пункт управления. В устройстве реализована возможность излучения большого количества электрических зарядов непосредственно в зону атмосферных образований на высоте 1,5-2,0 км с помощью коронирующего электрода, к которому подводится высокое электростатическое напряжение, наведенное в земной коре атмосферным электричеством. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к электростатике, а именно к устройствам для создания или разрушения объемного заряда в атмосфере.

Устройство найдет эффективное применение в метеорологии и сельском хозяйстве для воздействия на атмосферные образования, в частности для рассеяния облаков, тумана, для защиты сельскохозяйственных угодий, аэродромов, населенных пунктов от воздействия засухи, излишних осадков, гроз, града, циклонов и антициклонов.

Известно устройство для создания объемного заряда в атмосфере, содержащее один или несколько электродов, имеющих форму заострений, подключенных к источнику высокого постоянного или пульсирующего напряжения, и авиационный реактивный двигатель. При этом электроды установлены в сопле реактивного двигателя (см. авт. свид. N 446955, H 05 F 3/00, 1973 г.). При подаче на электроды потенциала, превышающего величину критического напряжения, вокруг поверхности заострений возникает коронный разряд, инициирующий появление в пространстве, окружающем заострения, объемного заряда. Реактивная струя двигателя способствует выносу объемного заряда из разрядного промежутка в атмосферу.

Однако для данного устройства характерны существенные недостатки, ограничивающие его использование в широкой практике. Перечислим некоторые из этих недостатков: - конструктивная сложность установки и ее дороговизна; - работа установки сопряжена с большим расходом авиационного топлива; - авиационные двигатели, как правило, имеют сравнительно небольшой ресурс работы; - для эксплуатации авиационного двигателя требуются специалисты высокой квалификации; - учитывая то, что высокое напряжение с коронирующих электродов через электропроводящую реактивную струю двигателя может легко попасть на корпус авиационного двигателя (что опасно), требуется разработать, изготовить и установить специальное оборудование для защиты двигателя от попадания на его корпус высокого напряжения; - невысокий коэффициент полезного действия установки обусловлен тем, что реактивная струя двигателя способна перемещать объемные заряды на сотни метров, а не на тысячи метров, как часто требуется в реальных условиях; - непрерывная работа авиационного реактивного двигателя на одном месте неизбежно будет сопряжена с экологически неприятными факторами (выброс большого количества выхлопных газов, рев двигателя и т. д.).

Известно также устройство для создания объемного заряда в атмосфере (см. патент РФ N 2034315, МПК: G 01 W 1/00, 1991 г.), содержащее коронирующий электрод в виде провода, закрепленного на опорах и подключенного к источнику высокого напряжения. Провод коронирующего электрода распределен на площади в пределах круга с радиусом R R₀, где R₀ - радиус экранирования электрического поля в атмосфере. Длина провода L выбрана из условия выполнения соотношения L 3R, а опоры выполнены разновысокими. Разность их высот составляет 1 - 400 м. С помощью данного устройства осуществляли воздействие на слоистые облака. Эффект рассеяния облаков наблюдался через 30 мин. после начала воздействия.

Из описания патента РФ N 2034315 следует, что данное устройство предназначено для воздействия на атмосферные образования, в частности для рассеяния облаков и тумана, может быть использовано для защиты сельскохозяйственных угодий, аэродромов, населенных пунктов от воздействия излишних осадков, гроз, града и т.п.

Вместе с тем, анализ конструктивного решения, описанного в патенте РФ N 2034315, показывает, что известное устройство для создания объемного заряда в атмосфере имеет существенные конструктивные и эксплуатационные недостатки. Так в частности: - известное устройство предусматривает наличие десятков высоковольтных и высотных опор для размещения на них коронирующего электрода, подключенного к высоковольтному источнику напряжения, что требует больших финансовых и материальных затрат; - в устройстве используется высоковольтный мощный источник напряжения, что требует обеспечения надежной электробезопасности обслуживающего персонала. Однако необходимо отметить пониженную электробезопастность устройства, несмотря на использование сложного, громоздкого и дорогостоящего оборудования: заземляющих проводов длиной до 30 км, защитного ограждения по всему периметру устройства. Объемный электрический заряд, генерируемый данным устройством, может быть снесен ветром за территорию ограждения и вызвать отрицательные последствия для населения, животных, оборудования; - устройство, реализованное по патенту РФ N 2034315 имеет значительные размеры и занимает большую площадь и при этом экранирующие провода имеют длину до 30 км; - также следует отметить высокую энергоемкость устройства, в силу чего эксплуатация данного устройства влечет большие расходы на его содержание.

Настоящее изобретение решает задачу создания простого, компактного, обладающего пониженной энергоемкостью устройства для эффективного воздействия на климатические условия региона за счет изменения объемного заряда в атмосфере региона, в частности для разрушения циклонов, антициклонов и т.п. При этом в качестве источника высоковольтного напряжения автор предлагает использовать высоковольтное электростатическое напряжение, наводимое в земной коре атмосферным электричеством.

Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство для изменения объемного заряда в атмосфере, содержащее коронирующий электрод, закрепленный на опорах, согласно настоящему изобретению снабжено проводником для сообщения коронирующему электроду из нижних слоев земной коры высоковольтного статического напряжения относительно объемного электростатического заряда, возникшего в атмосфере.

Электрический проводник для передачи электростатического напряжения из глубинных слоев земной коры на коронирующий электрод выполнен в виде пробуренной в земной коре скважины с установленными в ней металлическими обсадными трубами, которые электрически соединены с коронирующим электродом. Коронирующий электрод в предлагаемом устройстве выполнен в виде металлического троса, верхний конец которого соединен с металлическим кольцом. Верхняя опора выполнена в виде нескольких аэростатов, прикрепленных к металлическому кольцу коронирующего электрода и размещенных над поверхностью земли, а нижняя опора выполнена в виде блока подъема и спуска аэростатов. Нижний конец троса коронирующего электрода закреплен на нижней опоре и электрически соединен кабелем через разъединитель электрической цепи с металлическими обсадными трубами скважины.

Блок подъема и спуска аэростатов выполнен в виде последовательно соединенных лебедки с тросом коронирующего электрода, редуктора и электродвигателя.

Устройство дополнительно содержит стабилизаторы положения коронирующего электрода в пространстве, каждый из которых соединен диэлектрическим тросом с металлическим кольцом коронирующего электрода и выполнен в виде последовательно соединенных лебедки с диэлектрическим тросом, редуктора и электродвигателя.

Таким образом, сущность настоящего изобретения заключается в том, что в разработанном устройстве для изменения объемного заряда в атмосфере реализована возможность излучения большого количества электрических зарядов непосредственно в зону атмосферных образований на высоте до 1,5 - 2,0 км с помощью коронирующего электрода, к которому подключается высоковольтное электростатическое напряжение, наведенное в земной коре атмосферным электричеством. Это позволяет эффективно использовать разработанное устройство для воздействия на различные атмосферные образования, в частности для рассеяния тумана, облаков и защиты населенных пунктов, аэродромов, сельскохозяйственных угодий и т.п. от воздействия засух, гроз, града, циклонов, антициклонов и излишних осадков.

Изложенная сущность изобретения поясняется конкретным примером выполнения устройства для изменения объемного заряда в атмосфере и следующими чертежами: фиг. 1 - Пространственная блок-схема заявляемого устройства; фиг. 2 - Блок-схема 1 коронирующего электрода, где на фиг. 2а и 2б приведены схемы металлического кольца 13 коронирующего электрода (2а - вид сбоку, 2б - вид сверху); фиг. 3 - Схема нижней опоры коронирующего электрода в виде блока 4 подъема и спуска аэростатов; фиг. 4 - Два блока 5 стабилизации положения коронирующего электрода в пространстве; фиг. 5 - Блок 6 - разъединитель электрической цепи. (фиг.5,а - общая конструкция разъединителя, фиг.5,б - подвижное колесо); фиг. 6 - Командный пункт управления 8.

Устройство для изменения объемного заряда в атмосфере содержит (фиг. 1) коронирующий электрод 1, проводник 2 для передачи высоковольтного электростатического напряжения из нижних слоев земной коры на ее поверхность, верхнюю опору 3 в виде блока из нескольких аэростатов, нижнюю опору 4 в виде блока подъема и спуска аэростатов, стабилизаторы положения коронирующего электрода в пространстве 5, разъединитель электрической цепи 6, силовую трансформаторную подстанцию 7 и командный пункт управления 8.

Проводник 2 соединен с нижней опорой 4 коронирующего электрода через электрический разъединитель 6 электрическим кабелем 9.

Командный пункт управления 8 связан электрическим кабелем 10 с нижней опорой 4, со стабилизаторами положения 5 коронирующего электрода, с электрическим разъединителем 6, с силовой трансформаторной подстанцией 7 - кабелем 11.

Следует отметить, что в настоящей заявке описывается один из возможных вариантов конструктивного исполнения вышеперечисленных функциональных узлов и конкретных размеров отдельных деталей этих узлов.

Коронирующий электрод 1 (фиг. 2) состоит из металлического троса 12 и металлического кольца 13.

Металлический трос 12 представляет из себя стальной многожильный плетеный трос. Длина этого троса должна быть равна 1500 - 2000 метров. Учитывая то, что этот трос должен быть поднят над землей за один свой конец (назовем этот конец троса верхним) на высоту, равную длине троса (1500 - 2000 м), прочность на разрыв этого верхнего конца троса должна быть такой, чтобы могла уверенно выдерживать полный вес самого троса. Если исходить из того, что полный вес металлического троса 12 будет равен нескольким тоннам, то и сечение верхнего конца троса нужно рассчитывать исходя из этой погрузки.

С учетом работы металлического троса 12 в составе коронирующего электрода 1 желательно, чтобы наружная поверхность металлического троса была покрыта с помощью гальваники металлом, не поддающимся коррозии, т.е. поверхность металлического троса желательно оцинковать или омеднить.

Верхний конец металлического троса 12 должен быть свернут в прочное кольцо диаметром 15 - 20 см. Это необходимо для того, чтобы с помощью этой петли можно было бы надежно закрепить верхний конец троса 12 на конструкции металлического кольца 13 коронирующего электрода 1.

Конструкция металлического кольца 13 коронирующего электрода 1 состоит из наружного кольца 21, внутреннего узла и стальных труб 20 и 22, соединяющих между собой наружное кольцо и внутренний узел.

Основным элементом внутреннего узла является плоская круглая стальная плита 14, наружный диаметр которой равен 0,5 м, а толщина этой плиты равна 5 см. Назовем эту плиту несущей плитой. К несущей плите 14 снизу прочно крепится другая прямоугольная стальная плита 15, размеры которой 0,5 м 1,0 м, а толщина ее равна 6 см. Назовем эту плиту тросовой, т. к. именно к ней будет крепится металлический трос 12 коронирующего электрода 1. Тросовая плита устанавливается по центру несущей плиты перпендикулярно к ней той своей стороной, длина которой равна 0,5 м, и прочно приваривается к несущей плите.

К одной из сторон тросовой плиты (правая сторона плиты на фиг. 2) приварен стальной цилиндр 16, диаметр которого равен 14 - 19 см, а высота равна 10 см.

К обоим сторонам тросовой плиты могут прочно привинчиваться с помощью болтов, приваренных к тросовой плите, и гаек стальные крышки 17, толщина которых равна 2 см.

Снизу к тросовой плите приваривается прочный стальной конус 19, полый внутри и имеющий утолщение в своей нижней части. Высота этого конуса равняется 2 метрам. Верхний диаметр этого конуса равен 30 см и он сплющен так, чтобы его удобно было приварить к нижней стороне плиты 15. Нижний диаметр конуса 19 равен 1 метру. С двух сторон от тросовой плиты 15 в несущей плите 14 вырезаны сквозные отверстия 18, вплотную прилегающие к тросовой плите 15. Величина этих отверстий должна быть достаточной для того, чтобы через них можно было свободно протащить верхний конец металлического троса 12 коронирующего электрода, свернутого в петлю диаметром 15 - 20 см.

Сверху на несущей плите 14 наварена прочная стальная дуга 24 таким образом, чтобы через нее можно было бы легко и свободно протащить верхний конец свернутого в петлю металлического троса 12 коронирующего электрода.

Крепление металлического троса 12 коронирующего электрода 1 к внутреннему узлу металлического кольца 13 коронирующего электрода осуществляется нижеописанным способом.

Верхний конец троса 12 с петлей протягивается вверх через внутреннюю полость конуса 19, затем вверх вдоль плоскости тросовой плиты 15 и затем через левое отверстие 18 в несущей плите 14. Далее трос с петлей протягивается через петлю 24 и затем через правое отверстие 18 в несущей плите 14 трос 12 протягивается вниз под несущую плиту 14. Затем петля металлического троса одевается на цилиндр 16. После этого на плоские стороны тросовой плиты накладываются крышки 17 и прочно прикручиваются к поверхностям тросовой плиты 15 с помощью болтов и гаек и таким образом прочно крепится верхний конец металлического троса 12 на внутреннем узле металлического кольца 13 коронирующего электрода 1.

Наружное кольцо 21 металлического кольца 13 коронирующего электрода представляет из себя металлическое кольцо 21, собранное из стальных труб, диаметр каждой из которых равен 2,4 см или 4,8 см, т.е. сечение этих труб равно одному дюйму или двум дюймам. Диаметр наружного кольца 21 определяется размерами каждого из аэростатов и количеством аэростатов 27 (фиг. 1), которые требуется крепить исходя из общего веса коронирующего электрода к наружному кольцу 21 металлического кольца 13 коронирующего электрода 1, таким образом, чтобы эти аэростаты не касались друг друга в поднятом над землей состоянии. Для того, чтобы использовать для подъема над землей коронирующего электрода 1 от 4-х до 9-и аэростатов 27 достаточен диаметр наружного кольца, примерно равный 10 метрам. Итак будем считать, что наружное кольцо 21 металлического кольца 13 коронирующего электрода 1 имеет диаметр 10 метров. Это наружное кольцо 21 крепится с помощью приваренных к нему четырех стальных труб 20 диаметром 4,8 см к несущей плите 14 внутреннего узла металлического кольца 13 коронирующего электрода. К наружному кольцу 21 привариваются стальные дуги 23, к которым привязываются аэростаты 27 с помощью тросов 28 и тросы 39 (фиг. 1) из диэлектрического материала от двух блоков стабилизации 5 коронирующего электрода в пространстве. Стальная дуга 24 приварена сверху к несущей плите 14 внутреннего узла металлического кольца 13 коронирующего электрода. К этой дуге также может быть привязан аэростат 27 с помощью троса 28 для подъема коронирующего электрода 1 над землей. Для ужесточения конструкции наружного кольца 21, к которому непосредственно привязываются аэростаты 27 и тросы 39 между наружным кольцом 21 и нижней частью конуса 19 привариваются стальные трубы 22, диаметр которых равен 4,8 см. Желательно, чтобы все стальные трубы и металлические детали в конструкции металлического кольца 13 коронирующего электрода были бы оцинкованы, или омеднены, или покрыты каким-либо другим металлом, не поддающимся коррозии.

Проводник 2 (фиг. 1) для передачи высоковольтного электростатического напряжения из нижних слоев земной коры выполнен в виде пробуренной в земной коре скважины 25 с установленными в ней металлическими обсадными трубами 26. Стальные обсадные трубы 26 прочно механически и электрически соединены между собой и опущены в буровую скважину 25 на всю ее глубину. При этом, чем глубже буровая скважина и чем лучше и надежнее электрический контакт стальных обсадных труб с теми слоями земли, которые эта скважина пересекает, тем эффективнее и надежнее колонна из обсадных труб выполняет функцию проводника, электрически соединяющего нижние слои земной коры с земной поверхностью. В качестве обсадных труб 26, опускаемых в буровую скважину 25, могут быть использованы обычные серийно выпускаемые обсадные трубы, широко используемые буровиками при бурении скважин в земной коре.

Единственным отличием используемых в предлагаемом устройстве обсадных стальных труб является то, что наружная и внутренняя поверхность этих труб 26 желательно была бы или оцинкована, или омеднена, или покрыта другим каким-либо металлом, не поддающимся коррозии.

Кроме того, следует отметить, что на верхнем конце самой верхней обсадной трубы 26, помещенной в скважину 25, следует закрепить или приварить крепежный элемент, с помощью которого кабель 9 с наружной изоляцией и сечением 5 - 10 см механически и электрически закрепляется на обсадной трубе 26. Кабель 9 через электрический разъединитель 6 электрически соединяет колонну стальных обсадных труб со стальной станиной лебедки 32 блока 4, на которой прочно механически и электрически закреплен нижний конец металлического троса 12 коронирующего электрода 1. Благодаря этой электрической связи осуществляется передача высоковольтного электростатического напряжения из земной коры к металлическому тросу 12 коронирующего электрода 1.

Верхняя опора коронирующего электрода выполнена в виде блока аэростатов 3 (фиг. 1). Блок 3 нужен для того, чтобы с его помощью можно было бы в нужное время поднять над землей коронирующий электрод, состоящий из металлического кольца 13 и прикрепленного к нему металлического троса 12, на высоту от 300 метров до 2000 метров. Суммарная подъемная сила одного или нескольких аэростатов 27 должна быть достаточной для подъема на высоту до 2000 метров коронирующего электрода 1, вес которого может быть равен нескольким тоннам. В качестве вышеуказанных аэростатов 27 могут быть использованы, например, обычные серийные аэростаты, которые широко использовались во время войны для защиты наших городов от бомбардировочной авиации противника в ночное время. Исходя из конкретно подсчитанного суммарного веса коронирующего электрода 1 и двух тросов 39 из неметаллического материала от двух блоков 5 стабилизации в пространстве коронирующего электрода, определяется суммарная подъемная сила аэростатов, с помощью которой вычисляется то количество аэростатов 27, которое необходимо для создания такой подъемной силы.

Наполненные соответствующим газом эти аэростаты 27 надежно крепятся тросами 28 к соответствующим петлям 23 (фиг. 2), установленным на наружном кольце 21 металлического кольца 13 коронирующего электрода 1 и на несущей плите 14 внутреннего узла металлического кольца 13 коронирующего электрода 1. При этом, выбирая место крепления аэростатов 27 к металлическому кольцу 21 (фиг. 2) и подбирая различные длины тросов крепления 28 аэростатов 27 к кольцу 21, стремятся к тому, чтобы поднятые над землей аэростаты 27 вместе с коронирующим электродом 1 не терлись своими корпусами друг о друга.

Нижняя опора коронирующего электрода или блок 4 подъема и спуска аэростатов (фиг. 3) состоит из двигателя 29, ременной передачи 30, редуктора 31 и лебедки 32. На двигатель 29 мощностью 30 кВт электрическое питание подается с командного пункта управления 8 (фиг. 6) по кабелю 10. Лебедка 32 приводится в движение электрическим двигателем 29 через редуктор 31, который подключается к двигателю 29 с помощью ременной передачи 30. Редуктор 31 установлен в этом блоке 4 для того, чтобы с его помощью осуществлять регулировку скорости вращения вала лебедки 32. Лебедка 32 блока 4 с помощью двигателя 29 осуществляет разматывание со своего вала металлического троса 12 коронирующего электрода 1 при подъеме вверх над землей аэростатов и, наоборот, осуществляет накручивание этого же троса 12 на свой вал при опускании аэростатов к земле. Нижний конец металлического тросса 12 коронирующего электрода 1 прочно крепится механически и электрически к валу лебедки 32, а следовательно - и к станине этой лебедки. Станина лебедки 32 должна быть закреплена на месте своей установки настолько прочно, чтобы поднятые над землей аэростаты 27 (фиг. 1) ни в коем случае не смогли бы сдвинуть лебедку 32 с этого места с помощью прикрепленного к ней троса 12 коронирующего электрода 1, поднятого аэростатами над землей.

Следует отметить, что к станине лебедки 32 надежно электрически и механически крепится конец электрического кабеля 9. Другой конец этого кабеля 9 подсоединяется к электрическому разъединителю 6 (фиг. 1), через который станина лебедки 32 может электрически соединяться с колонной обсадных труб проводника 2 (фиг. 1).

Вся аппаратура блока 4 подъема и спуска аэростатов (электродвигатель 29, ременная передача 30, редуктор 31 и лебедка 32) должна быть надежно изолирована от земли с помощью электроизолирующей прокладки 33 (фиг. 3), на которой этот блок и устанавливают. Сверху над блоком 4 должен быть установлен механически прочный навес 34, способный защитить этот блок 4 от механического удара силой в несколько тонн при аварийном обрыве и падении вниз металлического троса 12 коронирующего электрода 1.

Стабилизаторы положения коронирующего электрода в пространстве выполнены в виде двух идентичных блоков 5 (фиг. 4). Каждый из этих блоков 5 содержит двигатель 35, ременную передачу 36, редуктор 37 и лебедку 38. На двигатель 35, мощностью 30 кВт каждый, электрическое питание подается с командного пункта управления 8 (фиг. 6) по кабелям 10. Каждая из этих лебедок 38 блоков 5 приводится в движение электрическим двигателем 35 через редуктор 37, который подключается к двигателю 35 с помощью ременной передачи 36. Редукторы 37 блоков 5 установлены для того, чтобы с их помощью осуществлять регулировку скорости вращения валов обоих лебедок 38 двух блоков 5. Каждая из лебедок 38 блоков 5 с помощью двигателя 35 осуществляет разматывание диэлектрического троса 39 при подъеме вверх над землей аэростатов 27 (фиг. 1) и, наоборот, осуществляет накручивание этого же троса 39 на свой вал при опускании аэростатов 27 к земле. Дело в том, что нижние концы каждого из диэлектрических тросов 39 механически прочно крепятся к валам своих лебедок 38, а верхние концы этих тросов 39 также надежно крепятся к скобам 23 (фиг. 2), приваренным к наружному кольцу 21 (фиг. 2) металлического кольца 13 коронирующего электрода 1, а длина каждого из этих диэлектрических тросов 39 равняется длине металлического троса 12 коронирующего электрода 1. Отсюда следует, что оба блока 5 узла стабилизации коронирующего электрода наравне с блоком 4 участвуют в операциях подъема и спуска аэростатов 27. Кроме того, с помощью двух блоков 5 узла стабилизации должен осуществляться аварийный спуск коронирующего электрода 1 с привязанными к нему аэростатами 27 в случае аварийного обрыва металлического троса 12 коронирующего электрода 1. Отсюда следует, что диэлектрические тросы 39 блоков 5 должны изготавливаться из легкого, но прочного диэлектрического материала, способного выдерживать ударные нагрузки в пределах нескольких тонн.

Два блока 5 узла стабилизации коронирующего электрода и блок 4 подъема и спуска аэростатов размещают на площадке, отведенной для предлагаемого автором устройства, таким образом, чтобы каждый из этих блоков располагался в одной из вершин равностороннего треугольника, длина каждой из сторон которого равна 200 - 300 метров. Такое расположение на поверхности земли трех вышеуказанных блоков делается специально для того, чтобы с помощью тросов 12 и 39, идущих от этих блоков, стабилизировать положение в воздухе поднятого над землей коронирующего электрода 1.

Станины лебедок 38 блоков 5 (фиг. 4) также должны быть надежно закреплены на месте своей установки, чтобы поднятые над землей аэростаты 27 вместе с коронирующим электродом 1 ни в коем случае не смогли бы их сдвинуть со своего места с помощью тросов 39 прикрепленных к этим лебедкам 38.

Вся аппаратура каждого из блоков 5 узла стабилизации коронирующего электрода должна быть надежно изолирована от земли с помощью электроизолирующих прослоек 40, на которые эти блоки 5 и устанавливают.

Сверху над блоками 5 должны быть установлены механически прочные навесы 41, способные защитить аппаратуру этих блоков 5 от механического удара силой в несколько тонн при аварийном обрыве и падении вниз металлического троса 12 коронирующего электрода 1.

Электрический разъединитель 6 (фиг. 5) предназначен для того, чтобы замыкать или размыкать мощную электрическую цепь 9, соединяющую изолированный от земли коронирующий электрод 1 с верхним концом металлической линии, состоящей из соединенных между собой стальных обсадных труб 26 (фиг. 1), опущенных в пробуренную в земле скважину 25.

Электрический разъединитель 6 (фиг. 5) состоит из подвижного колеса 46 ( фиг. 5,б), сделанного из прочного диэлектрического материала с вделанными в него двумя металлическими цилиндрическими контактами 47. Ось этого колеса 45 (фиг. 5, а) приводится во вращение (вместе с колесом 46) электрическим двигателем 42 мощностью 10 кВт через ременную передачу 43 и редуктор 44. Подвижное колесо 46 электрического разъединителя 6 вращается между двумя неподвижными опорами 48 из диэлектрического прочного материала, в каждой из которых также вделаны по два металлических цилиндрических контакта 49. К нижнему неподвижному электрическому контакту 49 правой неподвижной опоры подводится изолированный от земли мощный электрический кабель 9, соединяющий этот контакт 49 с нижним концом металлического троса 12 (фиг. 1) коронирующего электрода 1. К такому же нижнему электрическому контакту 49, расположенному на левой неподвижной стойке электрического разъединителя 6 напротив электрического контакта, к которому подведен кабель 9 от коронирующего электрода 1, подводится такой же мощный электрический кабель 9, соединяющий его с верхним концом металлической колонны 26 (фиг. 1), составленной из соединенных между собой стальных обсадных труб, опущенных в буровую скважину 25. К верхней паре электрических контактов 49, расположенных на неподвижных опорах 48, через электрическую сигнальную лампочку 50, установленную над электрическим разъединителем 6, подается двумя проводами 51 однофазное электрическое напряжение 220 вольт. При этом один из двух проводов 51 подключается к "нулевому" проводу кабеля 10, подающему электрическое питание на двигатель 42, а другой провод 51 подключается к любому "фазному" проводу этого же кабеля 10, т.е. к 220 вольтам. При подаче электрического питания на двигатель 42 по кабелю 10 подвижное колесо 46 электрического разъединителя 6 начинает поворачиваться вокруг своей оси 45. При определенном повороте подвижного колеса 46 электрического разъединителя 6 происходит замыкание нижней и верхней пар неподвижных электрических контактов 49, расположенных на неподвижных стойках 48 разъединителя 6, между собой с помощью подвижных электрических контактов 47, расположенных на подвижном колесе 46 электрического разъединителя 6. При этом, естественно, происходит замыкание электрического кабеля 9, соединяющего колонну из стальных обсадных труб 26 с коронирующим электродом 1, и одновременно происходит подача напряжения на сигнальную лампочку 50, которая при этом зажигается. Значит загорание сигнальной лампочки 50 сигнализирует оператору о замыкании электрической цепи 9, соединяющей колонну из стальных обсадных труб 26 с коронирующем электродом 1 и, следовательно, в этот момент оператор, управляющий устройством для изменения объемного заряда в атмосфере должен отключить питание двигателя 42, приводящего в движение колесо 46 электрического разъединителя 6. Если требуется разорвать электрическую цепь 9, соединяющую колонну из стальных обсадных труб 26 с коронирующим электродом 1, необходимо оператору снова подать электрическое питание по кабелю 10 на двигатель 42 и дождаться того момента, когда погаснет сигнальная лампочка 50, после чего отключить электрическое питание двигателя 42, приводящего в движение подвижное колесо 46 электрического разъединителя 6. Так функционирует электрический разъединитель 6.

Особенностью электрического разъединителя 6 является то, что он в замкнутом состоянии должен обеспечивать уверенный пропуск через свои контакты мощных электрических токов и при этом не выходить из строя. При прохождении больших электрических токов через разъединитель 6 подвижные и неподвижные контакты 47 и 49 могут размягчаться, оплавляться и свариваться между собой. Поэтому конструкция электрического разъединителя 6 должна быть достаточно жесткой и прочной, чтобы выдерживать пропуск мощных электрических токов и при этом не разрушаться при перемещении его подвижных частей после пропускания таких электрических токов. Поэтому электрический привод электрического разъединителя 6 должен быть достаточно мощным (10 кВт), чтобы отрывать подвижные контакты 47 от неподвижных 49 разъединителя при их слипании после пропуска через них мощных электрических токов. Чтобы это слипание контактов 47 и 49 разъединителя 6 было минимальным, необходимо изготавливать подвижные и неподвижные контакты 47 и 49 из таких металлов, которые в обычных условиях трудно свариваются друг с другом.

Следует отметить, что блок электрического разъединителя 6 также помещается на изолирующей от земли диэлектрической прокладке 52 (фиг. 5), а сверху над этим блоком устанавливается прочный навес 53 для защиты этого блока от разрушения при аварийном падении сверху металлического троса 12 коронирующего электрода 1.

Электрическое размыкание мощной электрической цепи 9 между коронирующим электродом 1 и колонной из металлических обсадных труб 26 (фиг. 1) должно осуществляться из соображений техники безопасности перед допуском обслуживающего персонала на площадку, занятую предлагаемым автором устройством.

Силовая трансформаторная подстанция 7 (фиг. 1) является обычной серийной силовой подстанцией, устанавливаемой везде для потребителей и состоящей из обычного понижающего силового трехфазного трансформатора 54 мощностью 100 кВт, со вторичных обмоток которого подается напряжение питания непосредственно потребителям. Единственным отличием силовой трансформаторной подстанции от серийно выпускаемых будет являться то, что нулевая шина вторичной обмотки силового трансформатора с этой подстанции из соображений техники безопасности при работе с предлагаемым устройством не заземляется как обычно, а, наоборот, изолируется от земли.

Силовая трансформаторная подстанция 7 должна быть надежно изолирована от земли с помощью электроизолирующей прослойки 55 (фиг. 1), на которую эту подстанцию устанавливают. Сверху над подстанцией 7 должен быть установлен механически прочный навес 56, способный защитить эту подстанцию от разрушения при аварийном обрыве и падении вниз металлического троса 12 коронирующего электрода 1.

Командный пункт управления 8 (фиг. 1) устанавливается отдельно на некотором удалении (100 - 200 метров) от всех блоков предлагаемого устройства, но таким образом, чтобы с этого пункта можно было визуально просматривать все эти блоки и в том числе и аэростаты вместе с коронирующем электродом, поднятые над землей.

Основной частью командного пункта управления 8 (фиг. 6) является щит управления 57, на котором расположены вся аппаратура управления и электрическое питание к ней, с помощью которой оператор может управлять работой устройства для изменения объемного заряда в атмосфере. Перечислим аппаратуру, установленную на щите управления 57. Электрическое питание с силовой трансформаторной подстанции 7 подается по кабелю 11 непосредственно на трехфазный рубильник 58, с которого это напряжение через плавкие вставки 59 поступает на вход четырех автоматов 60 и 61, осуществляющих защиту своих электрических цепей от токов короткого замыкания и перегрузок. Рабочий ток автомата 60 равен 50 амперам, а у каждого из трех автоматов 61 рабочий ток равен 150 амперам. С выхода автоматов 60,61 электрическое напряжение подается соответственно на вход четырех магнитных пускателей 64, 65. Рабочий ток магнитного пускателя 64 равен 50 амперам, а рабочий ток каждого из трех магнитных пускателей 65 равен 150 амперам. Управление магнитными пускателями 64, 65 осуществляется с помощью четырех кнопок управления "Пуск-стоп" 62, 63.

Электропитание с выхода четырех магнитных пускателей 64, 65 по кабелям 10 поступает непосредственно на четыре двигателя блоков 4, 5 и 6 (фиг. 1).

Из соображений техники безопасности и в целях оперативного управления работой всех блоков предлагаемого устройства только на командном пункте управления должен находится оператор, управляющий работой устройства для изменения объемного заряда в атмосфере при поднятом над землей коронирующем электроде, а также, естественно, во время подъема и спуска аэростатов и коронирующего электрода. Всему остальному обслуживающему персоналу при подъеме и спуске аэростатов и коронирующего электрода и при нахождении в рабочем состоянии предлагаемого устройства запрещается находиться на площадке, занятой этим устройством.

Командный пункт управления из соображений техники безопасности размещается на изолирующей от земли диэлектрической прокладке 66 (фиг. 6), а сверху над этим командным пунктом устанавливается прочный навес 67 для защиты аппаратуры командного пункта управления и оператора при аварийном падении сверху металлического троса 12 коронирующего электрода 1.

Автор изобретения считает необходимым для пояснения принципа работы заявляемого устройства для изменения объемного заряда в атмосфере и разъяснения экспертизе сущности предлагаемого технического решения привести научные и экспериментальные данные, опубликованные в научных и технических изданиях и отражающие связь и взаимозависимость между собой атмосферного электричества, различных метеорологических явлений, наблюдаемых в тропосфере и электрических процессов, протекающих в теле нашей планеты и связанных с этими атмосферными явлениями.

В частности, для раскрытия сущности заявляемого изобретения и физики атмосферных явлений, автор настоящего изобретения приводит высказывания по этим вопросам одного из ведущих в мире ученых по этой тематике Дж. Чалмерса, изложенные в его монографии "Атмосферное электричество" ("Гидрометеоиздат", 1974 г. под редакцией доктора физико-математических наук Имянитова И. М., перевод с английского).

В настоящее время общеизвестным фактом является то, что любое метеорологическое явление (любого типа облачность и полное отсутствие облаков, туманы, циклоны и антициклоны, ураганы и торнадо, большая или меньшая влажность воздуха, пылевые бури, морские ветры, фены и т.д.) имеют определенные четкие взаимосвязи с атмосферно-электрическими процессами, происходящими как внутри самих пространств, занятых этими метеорологическими явлениями, так и в пространстве, расположенном вокруг этих явл