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接下来让我们了解下避雷针的原理。

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,导体尖端总是聚集了最多的电荷。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,即这个电容器的两极板正对面积很小,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。

避雷针的作用:

常规防雷电可分为防直击雷电、防感应雷电和综合性防雷电。防直击雷电的避雷装置一般由三部分组成,即接闪器、引下线和接地体;接闪器又分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网。以避雷针作为接闪器的防雷电原理是:避雷针通过导线接入地下,与地面形成等电位差,利用自身的高度,使电场强度增加到极限值的雷电云电场发生畸变,开始电离并下行先导放电;避雷针在强电场作用下产生尖端放电,形成向上先导放电;两者会合形成雷电通路,随之泻入大地,达到避雷效果。实际上,避雷针是引雷针,可将周围的雷电引来并提前放电,将雷电电流通过自身的接地导体传向地面,避免保护对象直接遭雷击。

避雷针的保护范围:

当避雷针的高度h≤hr时,距地面hr处作一条平行于地面的平行线,以避雷针的针尖为圆心,hr为半径画弧,交水平线于A、B两点,又分别以A、B两点为圆心,hr为半径,从针尖向地面画弧。曲线就是避雷针保护范围的边界,保护范围是一个对称的锥体。

在避雷针保护范围内的被保护物体是否绝对安全?

避雷针保护范围的计算方法是根据雷电冲击小电流下的模拟试验研究确定的,并以多年运行经验做了校验。保护范围是按保护概率99、9%(即屏蔽失效率或绕击0、1%)确定的。也就是说,保护范围不是绝对保险的,而是相对于某一保护概率而言。

(1)当避雷针高度h小于或等于hr时:

①距地面hr处作一平行于地面的平行线。

②以针尖为圆心,hr为半径,作弧线交于平行线的A、B两点。

③以A、B为圆心,hr为半径作弧线,该弧线与针尖相交并与地面相切。从此弧线起到地面止就是保护范围。保护范围是一个对称的锥体。

④避雷针在hx高度的xxˊ平面上和在地面上的保护半径,按下列计算式确定:

式中:rx——避雷针在 hx高度的xx′平面上的保护半径(m)。

hr——滚球半径,按本规范表5.2.1确定(m)。

hx——被保护物的高度(m)。

r0——避雷针在地面上的保护半径(m)。

(2)当避雷针高度h大于hr时,在避雷针上取高度hr的一点代替单支避雷针针尖作为圆心。其余的做法同本款第(1)项。

避雷针的配置原则:

所有被保护设备均应处于避雷针(线)的保护范围之内,以免遭受雷击。 当雷击避雷针时,避雷针对地面的电位可能很高,如它们与被保护电气设备之间的绝缘距离不够,就有可能在避雷针遭受雷击后,使避雷针与被保护设备之间发生放电现象,这种现象叫反击。此时避雷针仍能将雷电波的高电位加至被保护的电气设备上,造成事故。不发生反击事故的避雷针与电气设备之间的距离称为避雷针与电气设备之间防雷最小距离。

避雷针与电气设备之间防雷最小距离的确定

雷击避雷针时,雷电流流经避雷针及其接地装置,为了防止避雷针与被保护设备或构架之间的空气间隙被击穿而造成反击事故,空气间隙必须大于最小安全净距。 为了防止避雷针接地装置与被保护设备或构架之间在土壤中的间隙被击穿而造成反击事故,空气间隙必须大于最小安全净距。

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