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避雷针的防雷原理以及在防雷技术中的应用

来源: 时间:2021-11-23 11:54:02 浏览次数:

雷电是自然界中常见的放电现象,常伴有闪电雷鸣,雷电释放时,会因金属导引而改变方向,避雷针是利用金属导体尖端放电的原理,对雷电进行引导。防雷技术最初是防雷技术,防雷技术是从避雷针原理出发发展的。本文超越电气小编给大家讲讲避雷针的防雷原理以及在防雷技术中的应用,一起来看看吧。

雷电是自然界中常见的放电现象,常伴有闪电雷鸣,雷电释放时,会因金属导引而改变方向,避雷针是利用金属导体尖端放电的原理,对雷电进行引导。防雷技术最初是防雷技术,防雷技术是从避雷针原理出发发展的。本文超越电气小编给大家讲讲避雷针的防雷原理以及在防雷技术中的应用,一起来看看吧。

1、避雷针防雷原理

在防雷技术中,避雷针系统是一种结构简单的装置,其高度要高于被保护物体,通过针状接闪器将雷电的电能引向自身,然后通过引下线将强电流导入地面,避免建筑物等直接遭受雷击。雷云对地放电过程,是尖端放电的过程,在闪光器尖部产生静电感应,避雷针上出现与雷云中极性相反的电荷,在接闪器顶电场发生变化,形成高电场区域。雷电流释放过程是阶段性的,先导部分被接闪器顶电场吸引,直接轰击到接闪器上,保护了建筑物的安全,避雷针的作用是引雷,使其自身受到雷击,以保护下面的物体。

有三种常见的避雷针类型:富兰克林避雷针是传统的避雷针;优化避雷针、优化避雷针是对传统避雷针的改进,雷电电流强度有一定的抑制作用;避雷针提前放电,避雷针提前放电,在雷电场强到一定程度时自动放电增加保护半径。

2、避雷针在防雷技术中的应用

(1)通信发射塔中避雷针的应用

通信发射塔上避雷针的应用十分重要。普通铁塔和天线位置是站台地面建筑的最高点,通信发射塔本身可以作为防雷的避雷塔和引雷器。各国《建筑物防雷设计规范》对天线塔避雷针的设置有明确的规定。铁塔接地网形状和密度应根据地形、防雷等级和天线塔的类型来设计,通信塔的接地电阻应小于5欧姆,一般台站在10欧姆以下。本实用新型可安装 AR限流器,在条件较好的通信发射塔中,可有效地解决因雷击造成的二次伤害。

(2)高耸建筑中避雷针的应用

在雷电作用下,由于高层建筑高度较高,应采取防雷措施。房顶设避雷针、避雷带、避雷网,当建筑物屋面规整无设备的情况下,应采用避雷带网,在建筑物的顶脊屋檐等设置避雷带。在建筑物呈塔形时,可设置单独的避雷针进行保护,采用滚球法,计算避雷针长度,得出避雷针长度后,按防雷针的规定安装避雷针。在一般高层建筑中,防雷技术通常采用避雷针与避雷网相结合的方法,由于单独的防雷技术不能满足建筑物保护的要求,因此,屋顶上多有冷却塔、天线等各种设备,在安装避雷针时,要考虑以上问题,确保高层建筑的安全。

侧击雷是威胁高层建筑的一个方面。侧击雷相对于直击雷来说,由于侧击雷损较少,因此不需要设置专门的侧击雷接闪装置,利用建筑物本身的钢结构可以解决侧击雷问题。高楼大厦设计时,对侧击雷问题要及时解决,钢筋与钢筋的连接,采用焊接等方法,保证建筑钢结构的完整性,形成法拉第笼式避雷网,减少对建筑物的破坏。


(3)避雷针在机房中的应用

将避雷针安装在机房顶部,将接闪器、引下线和接地装置作为防雷技术的一部分。在安装避雷针时要注意,避雷针不能接触机房,避免再次感应生电而损坏机房,通过避雷来对雷电进行吸引,承受雷电流的大部分,在机房的北部也要安装相应的设备,防止雷电对机房的设施造成损坏。采用电位连接、屏蔽、闪避等技术,阻止雷波沿金属导线和空间磁场的破坏途径。利用电涌保护装置,雷击产生的过电压、电流由 SPD输入大地。

防雷装置也有一定的局限性,尽管现有的避雷针可以把电荷传到地面,但雷电的强大电流会产生脉冲磁场,从而在电子线路上产生较大的电压,从而破坏电子设备。当今,电子设备越来越多,避雷针的局限性也越来越突出,在避雷针的设计上要改进,通过屏蔽接地、等电位连接、避雷器安装等方法,减少避雷针对电子设备的伤害。