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机械时代雷电防护技术

2022-02-27 19:54:13

从18世纪开始到20世纪初,由于社会生产与生活方式变迁不大,以及大气电学的理论发展缓慢,这个时期的防雷技术以防直接雷击为主,防护手段就是富兰克林发明避雷针加接地线。这个时期防雷的主要目的是防止雷电直接击在建构物上而产生高电位的电效应、热效应和机械效应危害。

机械时代防雷的主要方法是用避雷针防雷,又称富兰克林法,这是17世纪50年代由美国物理学家富兰克林发明的,他通过风筝实验,知道了雷电实际是天空雷云电场对地放电。基于此点,富兰克林提出应用避雷针防雷,即利用避雷针高出被保护物的高度使雷云下的电场发生畸变,从而将雷电流吸引到避雷针上,通过引下线和接地装置导入大地,使被保护对象免遭雷电直击。

避雷针可提供一个雷电只能击在避雷针上,但不能破坏以它为中心的伞形保护区。同样的原理,接闪带提供的是一个屋脊形的保护区,这个保护伞或区所张开的角度受针或带的设置高度、雷电强度及其他参数的影响,有的采用30°,有的采用45°或60°,尽管关于保护角计算公式很多,但保护角如何确定一直是富兰克林防雷理论的困扰。这个困扰在于理论的不完善性、实践中的不完全性。避雷针实质是引雷针,它使雷电触击其上而使建筑物得以保护,当雷击避雷针或避雷带时,由于引下线的阻抗,强大的雷电流可能会造成避雷系统产生高电位,对地电压可达相当高的数值,以至于造成接闪器及引下线向周围设备跳火反击,从而造成火灾或人身伤亡事故。另外,强大的雷电流泄入大地,在接地极周围形成跨步电压的危险也是不容忽视的。


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