中國最早的避雷針,可行度大嗎

時間 2021-06-07 20:49:33

1樓:萵苣貓貓範範

方家光(清華大學物理系 北京 100084)

最近一些防雷雜誌上出現了對絕緣避雷的討論[1-3]。本人想從幾個方面談談對此問題的看法。

一、法拉第籠與絕緣避雷

從物理學上**拉第籠原是指一個密封的金屬腔體,它最早是由美國物理學家法拉第(michael farady)根據靜電平衡原理利用金屬空腔隔離靜電場影響所採用的一種結構。由物理學知,當有空腔的導體放入電場中時,導體中的電子要在外電場作用下發生移動,最後達到靜電平衡,電子不再定向移動,此時電場分佈不再隨時間變化,金屬腔體的內表面上處處沒有電荷,電荷只能分佈在腔體的外表面。由電場唯一性定理,腔內沒有電場,電位處處相等,整個腔體是個等位體,它隔離了外電場的作用,使外電場不能進入空腔內部,因此,孤立的金屬腔體保護了它所圍的區域,實現了靜電遮蔽(圖1),2023年法拉第的學生j.

c. maxwell把由金屬網格構成的腔體(俗稱「法拉第籠」)替代密封的金屬腔體,並提倡將其用到防雷中以替代傳統的富蘭克林避雷針。單從防止外電場干擾而言,法拉第籠並不需要接地,可與地絕緣。

但這種法拉第籠若要應用於防雷保護,必須有一項極為重要的限制[4]:即要有良好的洩放雷電流的裝置——接地裝置。否則,如果有人正好在雷打到法拉第籠時(此時法拉第籠電位驟升)跨進或走出不接地的籠的話,他的部分身體可能會遭到由電位差引起的致命的傷害(圖2),因此對法拉第籠來說,「絕緣」是有危險的。

我國防雷資深專家王時煦教授在2023年的人民大會堂工程中將「法拉第籠」用於建築物結構,使整幢建築物實現了等電位連線,成為一個等位體,在此結構中,有良好的接地系統,達到了防雷的目的。

2樓:匿名使用者

塔吊的防雷一定要設定避雷針嗎?可以直接從塔吊塔身上連線到接地體做防雷嗎?有沒有具體的理論依據或規範。? 當然需要,這樣做是可行的! 避雷針的

避雷針的保護範圍是多少?

3樓:慷大少

避雷針的工作原理就其本質而言,避雷針不是避雷,而是利用其高聳空中的有利地位,把雷電引向自身,承受雷擊。同時把雷電流洩入大地,起著保護其附近比它矮的建築物或裝置免受雷擊的作用。 簡單一點說,一級保護是以30米為半徑、二級保護是45米為半徑、**保護是60米為半徑做弧的保護範圍。

計算方法

避雷針的保護半徑與高度(h)有關,以及與所現的滾球半徑有關,d為滾球半徑(閃擊距離)

第一類建築物為d=30米

第二類建築物為d=45米

第三類建築物為d=60米

保護範圍採用規範之計算公式:

rx=½-½

其中rx為避雷針在距離地面hx米處的保護半徑(米);

hr為滾球半徑,根據建築物類別取值30、45、60;

hx為被保護物的高度

一般來說,避雷針越高,保護範圍就越大,保護效果也越好,但考慮到避雷針建設的安全性和經濟性,避雷針大多建設在35米-45米之間。

4樓:武漢斑馬

一根避雷針,能保護多大的範圍?今天算是長見識了

5樓:

其實你有個誤區,即為何要裝避雷針,避雷針保護建築的位置;為何完善避雷帶,避雷帶的保護位置?你更加清楚避雷針又是引雷針的矛盾嗎?

還有,你著重了避雷針,但接地狀態如何?共用地極的連線如何,這些對於民建更加重要,但你恰恰疏忽了。

民用建築的著雷點一般在角位,例如飄的屋簷,你的防雷帶注意連到那些地方就穩妥。假如天台沒有高出的建築物,例如太陽能熱水器,你完全不要立避雷針。

要測地阻,將立柱和混凝土的地下圈樑鋼筋連起來到地極,做好等電位板,將進屋的電力,弱電地連線起來才是最穩妥的安全系統。

別以為避雷針能解決一切問題。那是很早以前的事了。

6樓:匿名使用者

眾所周知,雷是一種常見的自然現象。雷電擊中物體會產生強烈的破壞作用。防雷是人類同自然鬥爭的一個重要課題。

安裝避雷針是人們行之有效的防雷措施之一。避雷針由接受器、接地引下線和接地體(接地極)三部分串聯組成。避雷針的接受器是指避雷針頂端部分的金屬針頭。

接受器的位置都高於被保護的物體。接地引下線是避雷針的中間部分,是用來連線雷電接受器和接地體的。接地引下線的截面積不但應根據雷電流通過時的發熱情況計算,使其不會因過熱而熔化,而且還要有足夠的機械強度。

接地體是整個避雷針的最底下部分。它的作用不僅是安全地把雷電流由此匯入地中,而且還要進一步使雷電流在流入大地時均勻地分散開去。避雷針的工作原理就其本質而言,避雷針不是避雷,而是利用其高聳空中的有利地位,把雷電引向自身,承受雷擊。

同時把雷電流洩入大地,起著保護其附近比它矮的建築物或裝置免受雷擊的作用。避雷針保護其附近比它矮的建築物或裝置免受雷擊是有一定範圍的。這範圍像一頂以避雷針為中心的圓錐形的帳篷,罩在帳篷裡面空間的物體,可以免遭雷擊,這就是避雷針的保護範圍。

單支避雷針的保護範圍如圖1所示,它的具體計算通常採取下列方法(這種方法是從實驗室用衝擊電壓發生器作模擬試驗獲得的)。避雷針在地面上的保護半徑為r=1.5h。

式中r——保護半徑(米);h——避雷針高度(米)。在被保護物高度hx水平面上的保護半徑為rx=(h-hx)p=hap;rx=(1.5h-2hx)p。

式中rx—避雷針在hx水平面上的保護半徑(米);hx—被保護物的高度(米);ha—避雷針的有效高度(米);p——高度影響係數(考慮避雷針太高時,保護半徑不按正比例增大的係數)。h≤30米時,p=1。圖1中頂角α稱為避雷針的保護角.對於平原地區α取45°;對於山區,保護角縮小,α取37°。

我們通過一個具體例子來計算單支避雷針的保護範圍。一座煙囪高hx=29m,避雷針尖端高出煙囪1m。那麼避雷針高度=30m,避雷針在地面上的保護半徑r=1.

5h=1.5×30=45(m),避雷針對煙囪頂部水平面的保護半徑rx=(h-hx)p=(30-29)×1=1(m)。隨著所要求保護的範圍增大。

單支避雷針的高度要升高,但如果所要求保護的範圍比較狹長(如長方形),就不宜用太高的單支避雷針,這時可以採用兩支較矮的避雷針。兩支等高避雷針的保護範圍如圖2所示。每支避雷針外側的保護範圍和單支避雷針的保護範圍相同;兩支避雷針中間的保護範圍由通過兩避雷針的頂點以及保護範圍上部邊緣的一最低點o作一圓弧來確定。

這個最低點o離地面的高度為式中h0——兩避雷針之間保護範圍上部邊緣最低點的高度(m);h——避雷針的高度(m);d——兩避雷針之間的距離(m);p——高度影響係數。兩避雷針之間高度為hx水平面上保護範圍的一側的最小寬度bx=1.5(h0—hx).當兩避雷針間距離d=7hp時,h0=0,這意味著此時兩避雷針之間不再構成聯合保護範圍。

當單支或雙支避雷針不足以保護全部裝置或建築物時,可裝三支或更多支形成更大範圍的聯合保護,其保護範圍在此不再贅述。需要注意的是,雷電時期內,在避雷針接地裝置附近,由於跨步電壓甚高,人員接近時有觸電的危險,一般在避雷針接地裝置附近約10米的範圍內是比較危險的。

7樓:匿名使用者

一般來說,避雷針越高,保護範圍就越大,保護效果也越好,但考慮到避雷針建設的安全性和經濟性,避雷針大多建設在35米-45米之間。

用幾根避雷針,要看需要保護多大的範圍,如果需要保護的範圍較大,則需要的避雷針數量就多,需要保護的範圍較小,則需要的避雷針數烤蛻伲

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