一、避雷针(线)的原理
防雷设备的构造与运行-避雷针及避雷线,避雷针(线)是我们最熟悉的一种防止直接雷击的装置。早在十八世纪,就已有人提出采用金属针来保护建筑物的建设。避雷针(线)的保护作用,经过不断地实践已被正确地掌握。避雷针(线)可以把雷电放电引向自身,防止被保护物受到雷击。
从前有些学者说,避雷针的作用是由于它的尖端放电使雷云中的电荷中和。实质上,这种静电放电作用是尖端电晕放电,它对雷云中电荷的中和作用是极为微小的。所以,避雷针的名词对它本身来说是不正确的,应该叫做“引雷针”;但是,对被保护的对象而言,避雷针这个名词还是可以适用的。
避雷针(线)的保护作用,早在雷电先驱放电阶段就已经表现出来。雷电先驱闪电路的发展方向主要决定于最大电场强度,当先驱放电在较大的高度时,这一方向仅由先驱闪电路本身来决定(如图3—1a),实际上并不受到地面物体的影响。但是从某一高度开始,即在所谓雷电定位高度H处,先驱闪电路便开始向避雷针(线)定向发展(如图3—1b)。
这是由于避雷针(线)的高度较高并具有良好的接地,在避雷针(线)上因静电感应而聚集了相反极性的电荷,使其附近的电场强度显著增强;此时先驱放电电场却开始被避雷针(线)所歪曲,将先驱闪电路的途经由原来可能向被保护设备发展的方向转引到避雷针(线)本身,然后把雷电流按预定通路导入大地。随着定向放电的发展,避雷针(线)上的电场强度可能大大地增强而产生“迎面先驱”,这样就更加提高了避雷针(线)吸引雷电的作用。(未完待续)
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