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避雷针的原理...

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大胡子88 发布于: 2007-6-27 08:57 2569 次浏览 9 位用户参与讨论
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避雷针的原理:
避雷针是一种防直击雷的避雷装置,其最大优点是结构简单,安装方便,成本低廉,便于维护。自富兰克林发明避雷针之后,在近两百多年的时间里,它几乎都没有什么重大的变化。尽管有些别的避雷装置试图取代它,但在该领域内它仍扮演着重要角色,显示出强大的生命力,其基本工作原理可以定性解释如下:随着天空中雷云的形成,大气电场强度升高至10kV/m。在这样强的电场作用下,一些地面物体,如建筑物、大树、山顶,便产生了电晕现象。雷云中逐渐接近地面的向下先导的形成,便是闪电的开始。由于向下先导趋向地面,于是使地面物体中的电晕放电所引起的电离加剧,从而在某些建筑物或地面物体中便产生一个向上先导。随着该向上先导往云层的传授,便形成了一个充分的电场,该电场足以改变云层发出的向下先导的走向,使向下先导迎着该向上先导发展。当向上先导与向下先导汇聚时,便产生了闪电。闪电过后,雷电流流入大地。
    装设在比其他物体高得多的避雷针,正是利用自身产生的向上先导来改变雷云的向下先导的走向,将落雷点吸引到自己身上来,以保护比它矮的物体不易遭受雷击。
    避雷针主要分为二类:传统富兰克林避雷针和新型功能避雷针,富兰克林避雷针也就是最常见的普通金属针,以避雷针的高度来保护周围的人员和建筑物,保护半径按滚球法计算;功能避雷针又细分为提前预放电型和限流限压型,这两种针的选型主要是根据所需保护的场所环境来选择。
(未完待续)
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沙发
zhangyagang 发表于 2007-6-27 13:38:00

路过,学习!

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板凳
novarg 发表于 2007-6-27 15:56:00
基础,学习中  亦感激中`~
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地板
huyong3002 发表于 2007-6-27 16:13:00

学习,期待中……

大胡子加油!

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5#
花弄影 发表于 2007-6-28 09:27:00
ding 后面的了?
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6#
大胡子88 发表于 2007-6-28 10:22:00

GB50057-2000

第四章第一节接闪器

 

4.1.1条 避雷针宜采用圆钢或焊接钢管制成,其直径不应小于下列数值:

针长1m以下:  圆钢为12mm;

钢管为20mm

针长12m. 圆钢为16mm;

钢管为25mm

烟囱顶上的针: 圆钢为20mm;

钢管为40mm

4.1.2条 避雷网和避雷带宜采用圆钢或扁钢,优先采用圆钢。圆钢直径不应小于8mm。扁钢截面不应小于48mm2其厚度不应小于4mm

当烟囱上采用避雷环时,其圆钢直径不应小于12mm。扁钢截面不应小于100mm2,其厚度不应小于4nm

4.1.3条 架空避雷线和避雷网宜采用截面不小于35 mm2的镀锌钢绞线。

4.1.4条 除第一类防雷建筑物外,金属屋面的建筑物宜利用其屋面作为接闪器,并应符合下列要求:

一、金属板之间采用搭接时,其搭接长度不应小于100mm;

二、金属板下面无易燃物品时,其厚度不应小于0.5mm;

三、金属板下面有易燃物品时,其厚度,铁板不应小于4mm,铜板不应小于5mm,铝板不应小于7mm;.

四、金属板无绝缘被覆层。

.薄的油漆保护层或0.5mm厚沥青层或1mm厚聚氯乙烯层均不属于绝缘被覆层。

4.1.5条 除第一类防雷建筑物和本规范第3.3.2条一款的规定外,屋顶上永久性金属物宜作为接闪器,但其各部件之间均应连成电气通路,并应符合下列规定:

一、旗杆、栏杆、装饰物等,其尺寸应符合本规范第4.1.1条和第4.1.2条的规定。

二、钢管、钢罐的璧厚不小于2.5mm,但钢管、钢罐一旦被雷击穿,其介质对周围环境造成危险时,其璧厚不得小于4mm

注:利用屋顶建筑构件内铜筋作接闪器应符合本规范第3.3.5条和第3.4.3条的规定。

4.1.6条 除利用混凝土构件内钢筋作接闪器外,接闪器应热镀锌或涂漆。在腐蚀性较强的扬所,尚应采取加大其截面或其它防腐措施。

4.1.7条 不得利用安装在接收无线电视广播的共用天线的杆顶上的接闪器保护建筑物。

 

第二节引下线

 

4.2.1条 引下线宜采用圆钢或扁钢,宜优先采用圆钢,圆钢直径不应小于8mm。扁,截面不应小于48mm2,其厚度不应小于4mm

当烟囱上的引下线采用圆钢时,其直径不应小于12mm;采用扁钢时,其截面不应小100 mm2,厚度不应小于4mm

防腐揩施应符合本规范第4.1.6条的要求。

注:利用建筑构件内钢筋作引下线应符合本规范第3.3.5条和第3.4.3条的规定.

4.2.2条 引下线应沿建筑物外墙明敷,并经最短路径接地;建筑艺术要求较高者可暗敷,但其圆钢直径不应小于10mm,扁钢截面不应小于80 mm2

4.2.3条 建筑物的消防梯、钢柱等金属构件宜作为引下线,但其各部件之间均应连电气通路。

4.2.3条 采用多根引下线时,宜在各引下线上于距地面0.3m1.8m之间装设断接卡。

当利用混凝土内钢筋、钢柱作为自然引下线并同时采用基础接地体时,可不设断接卡,利用钢筋作引下线时应在室内外的适当地点设若干连接板,该连接板可供测量、接人工接地和作等电位连接用。当仅利用钢筋作引下线并采用埋于土壤中的人工接地体时,应在每根引下线上于距地面不低于0.3m处设接地体连接板。采用埋于土壤中的人工接地体时应设断接卡,其上端应与连接板或钢柱焊接。连接板处宜有明显标志。

4.2.5条 在易受机械损坏和防人身接触的地方,地面上1.7m至地面下0.3m的一段接地线应采取暗敷或镀锌角钢、改性塑料管或橡胶管等保护设施。

第五章接闪器的选择和布置

 

第一节接闪器选择

 

5.1.1  接闪器应由下列的一种或多种组成:

一、独立避雷针;

二、架空避雷线或架空避雷网;

三、直接装设在建筑物上的避雷针、避雷带或避雷网。

 

第二节  接闪器布置

 

5.1.1  接闪器布置应符合表5.2.1的规定。

 

接闪器布置表                        5.2.1

建筑物防雷类别

滚球半径hr(m)

避雷网网格尺寸

第一类防雷建筑物

30

5×5或≤6×4

第二类防雷建筑物

45

10×10或≤12×8

第三类防雷建筑物

60

20×20或≤24×16

 

布置接闪器时,可单独或任意组合采用滚球法、避雷网。

 

注:滚球法是以hr为半径的一个球体,沿需要防直击雷的部位滚动,当球体只触及接闪器(包括被利用作为接闪器的金属物),或只触及接闪器和地面(包括与大地接触并能承受雷击的金属物),而不触及需耍保护的部位时,则该部分就 得到接闪器的保护。滚球法确定接闪器保护范围应符合本规范附录四的规定.

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7#
清洁工 发表于 2007-6-28 23:21:00

老凶何不将GB50057-94全部贴完!!!!!

 

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8#
粤涯 发表于 2007-6-29 08:34:00
感谢大胡子又为我们上了一课
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9#
大胡子88 发表于 2007-6-30 10:40:00
以下是引用清洁工在2007-6-28 23:21:00的发言:

老凶何不将GB50057-94全部贴完!!!!!

 

94已经过时了,是2000版的,转些针的就够多的了,其实装避雷针只是防雷迈出的第一小步.
[此贴子已经被作者于2007-7-25 9:40:53编辑过]
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10#
大胡子88 发表于 2007-6-30 10:43:00

再转个五年前俺看过的一篇文章:

“避雷针”名不副实

一、   问题的提出

避雷针被叫了两百多年,人们早已习以为常。但是,避雷针并不能避雷,它只是引雷落地而已,这却不是人人都知道。

“避雷针”的称呼其实是习惯成自然的结果。现在看来这种称谓有很大的误解,会导致不少的危险。

人们普遍认为,“避雷针”可以避雷、防雷,获得安全。其实,打雷时“避雷针”引下线周围恰恰是危险区,“避雷针”接闪引雷落地的瞬间,足以使*近的人、畜致命,在引下线四周的闭合线路也会因很强的电磁感应引起极高的过电压,导致附近电子设备受到损坏。很多人不知道避雷针的危险性,在雷暴发生时向“避雷针”*拢,在施工时把“避雷针”安装在欲保护的油罐近处,以求得到安全、可*的保护,结果适得其反!

防感应雷击方面,“避雷针”更是无能为力。另外,落雷点的高地电位反击亦是导致电子设备破坏的重要原因。

“避雷针”的作用是接闪雷电引雷入地,保护其附近的建筑物及设备免遭直接雷击的破坏。从这个意义上讲,对建筑物及某些设备的确起到了避雷的作用。这也是“避雷针”之大名一直响亮地沿用至今的根本原因。但认真分析一下,即使从这个角度讲,“避雷针”的称谓也不准确。从物理学角度,把它称为“接闪器”是很准确的、很科学的。从通俗语言的角度,把它称为“引雷针”或“导雷针”或“通雷针”则会合理一些。

避雷针的英文为Lightning Mast或Lightning Rod。

Lightning Mast,按中文的意思是“雷电杆”,毫无防避雷电之意。国际标准IEEE STD 998-1996 1.3.1(变电站直击雷防导则)对Lightning Mast作了解释,其中文译文为:

Lightning Mast:一个柱子或基础结构,由它的顶到地有一垂直导体或它本身就是一到地的导体,其 目的是栏截雷击使不落在其保护范围内的物体上。

我国新制定的国家标准“信息系统雷电防护术语”中对“避雷针”的解释完全是择用上述的译文内容。

二、 更名的必要

1、          科技在发展,人们的认识水平在进步,习惯称谓既然名不副实,更名则理所应当。更名是尊重科学的表现。

2、          避免误导。事实上“避雷针”不能避雷,而是引雷,所以“避雷针”引下线及其附近是不安全的区域,人、畜、电子设备不能太*近,而应该保持一定距离。正名之后,可以减少社会各界对“避雷针”的误解与依赖,更好地做好防雷工作。

3、          有利于促进新型接闪装置的研发和推广。目前,各类性能独特的“接闪器”层出不穷,却得不到广泛的认同。这当中有传统习惯和利益上的因素,与“避雷针”的称谓也有一定的关系。如果认真下番功夫,从科学的角度对“避雷针”予以正名,必然能更好地为先进接闪器的应用铺平道路。

4、          通过对“避雷针”的更名,借此在全国范围内开展一场现代防雷知识的大普及,这必然是一件利国利民的大好事。  

三、建议的名称

对一个习以为常的名称更名是一件大事情,需要慎重定夺。笔者认为,给“避雷针”正名是我国防雷界的一项重要使命,应该纳入“全国雷电防护标准化技术委员会”的工作中。期望防雷主管部门及各位专家从全局利益出发、集思广益、准确予以正名。

笔者建议把“避雷针”改为“导雷针”。其包含有引导及疏导雷电之义。通过引导与疏导,把接闪的雷电流释放到大地,保护建筑物免遭直接雷击的破坏。

至于导雷的过程中会引起感应雷击,这更强调了现代防雷体系的科学性、重要性。

张天松

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