之所以将避雷针改名为接闪杆,是因为以前的名称不科学,没有反映出接闪杆的原理。避雷针刚刚出现在中国时,人们以为它可以避免房屋遭受雷击,所以称其为避雷针。但事实上,避雷针保护建筑物的方式并不是避免房屋遭受雷击,而是引雷上身,然后通过其引下线和接地装置,将雷电流引入地下,从而起到保护建筑物的作用。正因为这个原因,也有人建议将避雷针改名为引雷针,但总的来说,还是接闪杆这个名称为贴切。
避雷针的工作原理
在雷雨天气,高楼上空出现带电云层时,迅雷针和高楼顶部都被感应上大量电荷,由于避雷针针头是尖的,而静电感应时,导体总是聚集了多的电荷。这样,避雷针就聚集了大部分电荷.避雷针又与这些带电云层形成了一个电容器,由于它较尖,即这个电容器的两板正对面积很小,电容也就很小,也就是说它所能容纳的电荷很少。
而它又聚集了大部分电荷,所以,当云层上电荷较多时,避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿,成为导体.这样,带电云层与避雷针形成通路,而避雷针又是接地的.避雷针就可以把云层上的电荷导人大地,使其不对高层建筑构成危险,保证了它的安全。
避雷针的防雷作用是它能把闪电从保护物上方引向自己并安全地通过自己泄入大地,因此,其引雷性能和泄流性能是至关重要的。避雷针的引雷性能已有实验和理论分析如下:
一个竖立在平地的避雷针其中简化包络线是一条抛物线,此线即为在正、负雷雨云下该避雷针的50%击针击地平均分界线。小圈为空中各点实验放电统计数据,表示模拟实验下行先导的针尖位置,黑圈表示击针,白圈表示击地,黑白各半表示50%击针及击地。
避雷针的作用
装置避雷针是避免雷击的有效方法。在房屋处竖一金属棒,棒下端连一条足够粗的铜线,铜线下端连一块金属板埋入地下深处潮湿处。金属棒的上端须是一个尖头或分叉为几个尖头。有了这样的装置,当空中有带电的云时。避雷针的因静电感应就集中了异种电荷,发生放电,与云内的电相中和,避免发生激烈的雷电、这就是避雷针能避雷的一方面。
但这种作用颇慢,如果云中积电很快,或一块带有大量电荷的云突然飞来,有时来不及按上述方式中和,于是有强烈的放电,加雷电仍会发生。但这时由于避雷针高过周围物体,它的又集中了与云中电异号的电荷,如果雷电是在云和地面物之间发生,放电电流主要通过避雷针流入大地,因此,不会打在房屋或附近人的身上,只会打在避雷针上了。
由此可见,避雷针的放电作用会减少地面物与云之间打雷的可能性;到了不可避免时,它自己就负担了雷的打击,房屋与人得到了安全。
由于避雷针的构造和作用,我们要特别注意保持避雷针的良好导电性。一旦有一处联接不好,或断了,断口以上的一段就成为一个隔离的导电系统。当云中有电荷时,这隔出的部分上部感应出与云中电异号的电荷,而下部感应出与云中电同号的电荷,如果上部和云中电起放电作用时,强大的放电电流只能通过建筑物放出大量热量,于是引起雷击。这样不但不能避雷,反而还招来雷祸。
避雷针设置
(1)避雷针与被保护物之间应有不小于5m距离,以免雷击避雷针时出现反击。避雷针宜设立的接地装置,与接地网间地中距离不小于3m。
(2)35kV及以下高压配电装置构架及房顶上不宜装设避雷针。装在构架上的避雷针应与接地网相连,并装设集中接地装置。
(3)变压器的门型构架上不应安装避雷针。
(4)避雷针及接地装置距道路及出口距离应大于3m,否则应铺碎石或沥青面5~8cm厚,以保人身不受跨步电压危害。
(5)严禁将架空照明线、电话线、广播线、天线等装在避雷针或构架上。
(6)如在立避雷针或构架上装设照明灯,其电源线必须使用铅皮电缆或穿入钢管,并直接埋入地中长度10m以上。
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