避雷針的工作原理

避雷針，又名防雷針、接閃桿，是用來(lái)保護(hù)建筑物、高大樹(shù)木等避免雷擊的裝置。在被保護(hù)物*安裝一根接閃器，用符合規(guī)格導(dǎo)線與埋在地下的泄流地網(wǎng)連接起來(lái)。避雷針規(guī)格必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)防雷類(lèi)別需要的避雷針高度規(guī)格都不一樣。 [1]
當(dāng)雷云放電接近地面時(shí)它使地面電場(chǎng)發(fā)生畸變。在避雷針的*，形成局部電場(chǎng)集中的空間，以影響雷電先導(dǎo)放電的發(fā)展方向，引導(dǎo)雷電向避雷針?lè)烹姡偻ㄟ^(guò)接地引下線和接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護(hù)物體免遭雷擊。
直擊雷避雷針/特殊避雷針/提前預(yù)放電避雷針
直擊雷
適用于石化倉(cāng)庫(kù)、廣播電視、加油站、建筑大樓、信標(biāo)臺(tái)，通信基站、氣象臺(tái)、軍事基地、雷達(dá)機(jī)房、銀行大樓。
特殊
適用于較高的建筑大樓微波通訊站、雷達(dá)基站、信標(biāo)臺(tái)，通信基站、軍事基地、雷達(dá)機(jī)房、銀行大樓、天文氣象臺(tái)等重要場(chǎng)所。
預(yù)放電
當(dāng)避雷針截受雷擊時(shí)，由接閃體接閃，通過(guò)雷電波形處理裝置，利用外殼與中心接地桿之間有3mm間隙，構(gòu)成耦合電容，同時(shí)外殼通過(guò)一個(gè)電感線圈接地（中心接地桿）當(dāng)下行先導(dǎo)接近接閃器時(shí)，由于頻率較高，電感呈開(kāi)路狀態(tài)，電容對(duì)高頻呈現(xiàn)短路特性，因此耦合電容作用下，接閃器表面電場(chǎng)強(qiáng)度迅速增加，直至觸發(fā)雪崩過(guò)程，從而能在頃刻間將雷電流泄放入地，以至有效的達(dá)到防雷害保安全的目的。
在雷雨天氣，高樓上空出現(xiàn)帶電云層時(shí)，避雷針和高樓頂部都被感應(yīng)上大量電荷，由于避雷針針頭是尖的，所以靜電感應(yīng)時(shí)，導(dǎo)體**總是聚集了較多的電荷。這樣，避雷針就聚集了大部分電荷。避雷針又與這些帶電云層形成了一個(gè)電容器，由于它較尖，即這個(gè)電容器的兩較板正對(duì)面積很小，電容也就很小，也就是說(shuō)它所能容納的電荷很少。而它又聚集了大部分電荷，所以，當(dāng)云層上電荷較多時(shí)，避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿，成為導(dǎo)體。這樣，帶電云層與避雷針形成通路，而避雷針又是接地的，避雷針就可以把云層上的電荷導(dǎo)入大地，使其不對(duì)高層建筑構(gòu)成危險(xiǎn)，保證了它的安全。
避雷針的防雷作用是它能把閃電從保護(hù)物上方引向自己并安全地通過(guò)自己泄入大地，因此，其引雷性能和泄流性能是至關(guān)重要的。避雷針的引雷性能已有實(shí)驗(yàn)和理論分析如下：
一個(gè)豎立在平地的避雷針其中簡(jiǎn)化包絡(luò)線是一條拋物線，此線即為在正、負(fù)雷雨云下該避雷針的50%擊針擊地平均分界線。小圈為空中各點(diǎn)實(shí)驗(yàn)放電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，表示模擬實(shí)驗(yàn)下行先導(dǎo)的針尖位置，黑圈表示**擊針，白圈表示**擊地，黑白各半表示50%擊針及擊地。
雷擊避雷針和地的放電強(qiáng)度與雷電極的極性有關(guān)：當(dāng)雷的極性為正時(shí)，雷對(duì)避雷針的放電強(qiáng)度**雷對(duì)地；當(dāng)雷的極性為負(fù)時(shí)，雷對(duì)避雷針的放電強(qiáng)度略**雷對(duì)地。所以在同樣電壓下雷電極對(duì)針的放電距離r與雷電極對(duì)地的放電距離h是不同的。根據(jù)長(zhǎng)間隙放電的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)大致有：
雷電極為負(fù)、地為正時(shí)，k=r/h=1.1。
雷電極為正、地為負(fù)時(shí)，k=r/h=0.8～0.9。
一類(lèi)防雷建筑物為30米
二類(lèi)防雷建筑物為45米
三類(lèi)防雷建筑物為60米
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