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對于廣大的雷電防護行業(yè)的技術人員,按照GB50057給出的方法,可以用手工的方式對一些簡單的情況進行計算,但是在日常工作中,經常遇到遠比規(guī)范上列出的案例復雜得多的現場情況,比如:多支不等高的且不以規(guī)則方式布置的接閃桿、不等高的接閃線、接閃桿和接閃線的聯(lián)合的保護范圍,對這些復雜情況的計算,以手工方式是根本無法進行的,GB50057也沒有給出具體的計算方法。所謂滾球法,是假設以一定半徑(根據建筑物防護等級的不同,100米、60米、45米、30米不等)的球體,沿建筑物的外表面滾動,當球體只觸及接閃器和地面,而不觸及需要保護的部位時,該部位就得到接閃器的保護。這個問題是雷電防護行業(yè)中一個經常會遇到的技術難題。
按我國統(tǒng)計的雷電流幅值較大約為300 kA,其對應的雷擊高度為408 m。取雷擊定位高度為400m,可得出不同高度避雷針的保護區(qū)和散擊區(qū)的地表半徑見表1。我國舊式民房一般高度在10 m以下,避雷帶和避雷網的高度與房高相同,安裝的短針防雷其高度為1~2 m,它們引起的散擊現象不明顯;高聳建筑物和高架避雷針引雷招致雷擊率和存在散擊區(qū)。實際上,避雷針是引雷針,可將周圍的雷電引來并提前放電,將雷電電流通過自身的接地導體傳向地面,避免保護對象直接遭雷擊。我雷學者歷來不主張用高架避雷針保護建筑物,主張用屋頂短針和避雷帶防雷就是考慮了既能發(fā)揮它的引雷作用,又避免增加散雷區(qū)。
常規(guī)防雷電可分為防直擊雷電、防感應雷電和綜合性防雷電。防直擊雷電的避雷裝置一般由三部分組成,即接閃器、引下線和接地體;接閃器又分為避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網。以避雷針作為接閃器的防雷電原理是:避雷針通過導線接入地下,與地面形成等電位差,利用自身的高度,使電場強度增加到極限值的雷電云電場發(fā)生畸變,開始電離并下行先導放電;避雷針在強電場作用下產生放電,形成向上先導放電;兩者會合形成雷電通路,隨之瀉入大地,達到避雷效果。實際上,避雷針是引雷針,可將周圍的雷電引來并提前放電,將雷電電流通過自身的接地導體傳向地面,避免保護對象直接遭雷擊。避雷針傳入法國后,法國皇家科學院院長諾雷等人開始反對使用避雷針,后來又認為圓頭避雷針比富蘭克林的尖頭避雷針好。
選擇正規(guī)防雷廠商非常重要。避雷針其實是引雷針,所以防雷工程需要經過嚴謹的科學計算,稍有不慎可能反而“引雷入室”。由于避雷針已在費城等地初顯神威,它立即傳到北美各地,隨后又傳入歐洲后來才進入亞洲。所以選擇避雷針供應商時需要查看其是否具有防雷和防雷工程。國內避雷針市場魚龍混雜,一些代理國外品牌的經銷商大肆宣傳自己的產品符合國外標準,其中真假難辨,建議采購時按照和IEC的標準來考察產品。