由接闪器、引下线和接地体构成的防止直接雷击的防雷保护装置。接闪器由圆钢或钢管焊成,固定在较高的支架上,经引下线与接地体连接。当雷电先导由云中向下发展到一定高度时,与突出地面的避雷针之间的电场强度增大,雷电先导沿电场强度较强的方向发展,与由避雷针发出的迎面先导汇合,击中避雷针。避雷针将雷吸引到自身并导入地中
由接闪器、引下线和接地体构成的防止直接雷击的防雷保护装置。接闪器由圆钢或钢管焊成,固定在较高的支架上,经引下线与接地体连接。当雷电先导由云中向下发展到一定高度时,与突出地面的避雷针之间的电场强度增大,雷电先导沿电场强度较强的方向发展,与由避雷针发出的迎面先导汇合,击中避雷针。避雷针将雷吸引到自身并导入地中,保护其周围比它低矮的物体免受雷击。
避雷针周围其他物体免受雷击(雷击概率很小)的空间称为避雷针的保护范围,工程上采用模拟实验方法确定。①单支避雷针的保护范围是个圆锥体(图1)。在被保护物高度hx的水平面上,保护半径为:当hx≥h时,rx=(h-hx)p;当hx<
h时,rx=(1.5h-2hx)p。式中h为针的高度;p为保护半径不与针高成正比增大的系数,当h≤30米时户=1,当30米≤h≤120米时p=5.5/
。②两支等高避雷针的保护范围如图2所示。两针外侧的保护半径与单针时一样。在两针中间0-0′截面上最小保护高度为h0=h-
。式中D为两针间的距离(米);其余符号同前。在0-0′截面中,在高度为hx的水平面上保护范围一侧宽度为bx=1.5(h0-hx)。必须使两针间的距离D<7(h-hx)p,一般D/h不宜大于5。③三支避雷针的保护范围,可两针、两针分别验算,只要在被保护物高度上两针连线外侧的bx≥0,则三针组成的三角形内部就都在保护范围内。④四支避雷针及以上的保护范围,分别以三支避雷针的保护范围验算。
图1 单支避雷针的保护范围
图2 高度为h的两等高避雷针1及2的保护范围
当用避雷针保护电气设备时,还必须防止反击,即防止雷击避雷针后再由针对电气设备放电。避雷针的位置应避开道路及经常有人通过的地方。
避雷针是美国科学家富兰克林(B.Franklin1706~1790)于1749年发明的。随后在很长时间内,对避雷针的保护作用、保护范围及其影响因素进行了研究。20世纪30年代开始进行模拟试验研究。20世纪中叶,又对“闪击距离”(雷电先导头部与地面目标间的临界击穿距离)进行了研究。根据“闪击距离”可以确定雷击中避雷针(线)、地面或被保护物体的范围及各种雷击的概率。
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