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避雷針,又名防雷針,是用來保護建筑物、高大樹木等避免雷擊的裝置。在被保護物頂端安裝一根接閃器,用符合規(guī)格導線與埋在地下的泄流地網(wǎng)連接起來。避雷針規(guī)格必須符合GB標準,每一個防雷類別需要的避雷針高度規(guī)格都不一樣。當雷云放電接近地面時它使地面電場發(fā)生畸變。在被保護物高度hx的水平面上,其保護半徑rx為當hx≥時,rx=(h-hx)P=h0P當hx<。在避雷針的頂端,形成局部電場集中的空間,以影響雷電先導放電的發(fā)展方向,引導雷電向避雷針放電,再通過接地引下線和接地裝置將雷電流引入大地,從而使被保護物體免遭雷擊。
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與其花購買這樣的所謂特殊避雷針來保護建筑物,還不如按照滾球法的科學原理,對現(xiàn)場仔細勘察,精心設(shè)計、計算和校驗,老老實實按照國家規(guī)范進行現(xiàn)場施工,用普通的避雷針、避雷帶等接閃器,把該防護的地方都做到位,這樣就能達到既又經(jīng)濟實惠的目的。
避雷針具有一定的保護作用。保護范圍的計算方法是由運行經(jīng)驗和實驗室模型試驗結(jié)果確定的。工程設(shè)計中常用的方法是認為保護半徑是避雷針高度的函數(shù)。據(jù)中國的規(guī)范規(guī)定,單支避雷針的保護范圍是一個錐體(見圖)。高度為h的避雷針,其在地面上的保護半徑r=1.5h;在被保護物高度hx的水平面上,其保護半徑rx為當hx≥時,rx=(h-hx)P=h0P當hx< 時, rx=(1.5h-2hx)P當h≤30m時,P=1當30≤h≤120m時,60年代以來,又提出了計算避雷針保護范圍的擊距法,認為保護范圍還受雷電流大小的影響。避雷針的上部有一段可能自身遭受側(cè)向雷擊的空間,稱為對針桿側(cè)擊區(qū)。但迄今為止,還沒有一種為各國科學家和工程師公認的、計算保護范圍的完善方法。
在雷雨天氣,高樓上空出現(xiàn)帶電云層時,避雷針和高樓頂部都被感應上大量電荷,由于避雷針針頭是尖的,所以靜電感應時,導體總是聚集了較多的電荷。這樣,避雷針就聚集了大部分電荷。避雷針又與這些帶電云層形成了一個電容器,由于它較尖,即這個電容器的兩極板正對面積很小,電容也就很小,也就是說它所能容納的電荷很少。而它又聚集了大部分電荷,所以,當云層上電荷較多時,避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿,成為導體。所以按照國家和國際標準進行設(shè)計的防雷裝置,其防雷安全度也并不是100%。這樣,帶電云層與避雷針形成通路,而避雷針又是接地的,避雷針就可以把云層上的電荷導入大地,使其不對高層建筑構(gòu)成危險,保證了它的安全。