機械時代雷電防護技術(shù)

  從18世紀開始到20世紀初，由于社會生產(chǎn)與生活方式變遷不大，以及大氣電學的理論發(fā)展緩慢，這個時期的防雷技術(shù)以防直接雷擊為主，防護手段就是富蘭克林發(fā)明避雷針加接地線。這個時期防雷的主要目的是防止雷電直接擊在建構(gòu)物上而產(chǎn)生高電位的電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機械效應(yīng)危害。

  機械時代防雷的主要方法是用避雷針防雷，又稱富蘭克林法，這是18世紀50年代由美國著名物理學家富蘭克林發(fā)明的方法，他通過著名的風箏試驗，知道了雷電實際是天空雷云電場對地放電的現(xiàn)象。基于此，富蘭克林提出應(yīng)用避雷針高出被保護物的高度使雷云下的電場發(fā)生畸變，從而將雷電流吸引到避雷針上，通過引下線導入大地，使被保護對象免遭雷電閃擊。

如圖所示為避雷針(接閃竿)防雷示意。避雷針可提供一個雷電只能擊在避雷針上，但不能破壞以它為中心的傘形保護區(qū)。同樣的原理，避雷帶(接閃帶)提供的是一個屋脊形的保護區(qū)。這個保護傘或區(qū)所張開的角度受針或帶的設(shè)置高度、雷電強度及其他參數(shù)的影響，有的采用30°，有的采用45°或60°，盡管關(guān)于保護角的計算公式很多，但保護角如何確定一直是富蘭克林防雷理論的最大困擾。這個困擾在于理論的不完善性、實踐中的不完全性。避雷針實質(zhì)是引雷針，它使雷電觸擊其上而使建筑物得以保護，當雷擊避雷針或避雷帶時，由于引下線的阻抗，強大的雷電流可能會造成避雷系統(tǒng)產(chǎn)生高電位，對地電壓可達相當高的數(shù)值，以至于造成接閃器及引下線向周圍設(shè)備跳火反擊，從而導致火災或人身傷亡事故。另外，強大的雷電流泄入大地，在接地極周圍形成跨步電壓的危險也是不容忽視的。

避雷針防雷示意

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