避雷針的工作原理
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避雷針的工作原理,避雷針,又名引雷針、接閃杆,是用來保護建築物、高大樹木等避免雷擊的裝置。
避雷針作用:
避雷針是用來保護髮電廠、變電所的室外配電裝置、輸電線路個別區段以及工業與民用高層建築的。
避雷針一般是安裝在建築物頂部用來避雷的,它利用的是尖端放電原理(帶電體表面曲率越大的地方電場強度越大),在避雷針尖端電場強度遠大於建築物其它地方。
因而在有雷電時,避雷針尖端空氣被強電場擊穿,使該處空氣電阻率急劇降低,從而放電(避雷針由導線與大地相連),使電荷順着導線傳至大地,使建築物免受雷電破壞。
“避雷針”工作的原理是什麼?
避雷針,顧名思義就是用來避雷的,它一般放置在建築物的頂端,然後與地面連接起來,作用是爲了避免建築物被雷擊。避雷針的規格必須符合國家標準,每一種避雷針的規格都不一樣。
一、避雷針的作用
當天空電閃雷鳴的時候,比較高的建築物離這些雷電特別近,所以很容易被雷擊,嚴重的情況下可能會起火,造成一些經濟損失和人身安全損失。所以這時候避雷針就派上了用場,避雷針一般會安置在建築物的頂端,它可以形成局部電場,影響雷電的放電方向,從而引導雷電向避雷針放電,避免保護物被雷擊。
二、避雷針的原理
在電閃雷鳴的時候,高層上空出現了帶電雲層。由於避雷針的針頭很尖,此時避雷針會被感應上大量電荷。而避雷針又與這些帶電雲層形成了電容器,電容很小,容納的電荷很少。所以避雷針與雲層之間的空氣就很容易被擊穿,成爲導體。這時,帶電雲層就與避雷針形成通路進行放電,而避雷針又是與大地相連的,所以避雷針就可以把雲層中的電荷導向大地,讓建築物不被擊中。
三、避雷針並不是萬無一失的
雖說避雷針的原理是通過引導放電的方向將電荷導向大地,避免建築未被擊中,但是這並不代表避雷針就是萬無一失的。事實上,沒有避雷設備是萬無一失的,在保護範圍內,並不是不出現雷擊,而是減少雷擊的能量。所以大家要知道這一點,避雷針的防雷安全度並不是100%,在電閃雷鳴的時候,高層建築同樣會受到雷擊,只不過影響比較小而已。
如今,基本上所有高層建築物頂端都會安置避雷針,這也是必須的。親愛的讀者朋友們,你們明白了嗎?
避雷針的原理是什麼?
避雷針是用來保護建築物、高大樹木等避免雷擊的裝置。在被保護物頂端安裝一根接閃器,用符合規格導線與埋在地下的泄流地網連接起來。避雷針規格必須符合GB標準,每一個防雷類別需要的避雷針高度規格都不一樣。下面我們來看看避雷針的原理吧。
一、避雷針的原理
在雷雨天氣,高樓上空出現帶電雲層時,迅雷針和高樓頂部都被感應上大量電荷,由於避雷針針頭是尖的,而靜電感應時,導體尖端總是聚集了最多的電荷,這樣,避雷針就聚集了大部分電荷,避雷針又與這些帶電雲層形成了一個電容器,由於它較尖,即這個電容器的兩極板正對面積很小,電容也就很小,也就是說它所能容納的電荷很少,而它又聚集了大部分電荷。
所以,當雲層上電荷較多時,避雷針與雲層之間的`空氣就很容易被擊穿,成爲導體,這樣,帶電雲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雲層上的電荷導人大地,使其不對高層建築構成危險,保證了它的安全。
二、避雷針定義
避雷針是以前的叫法,在中華人民共和國國家標準GB50057-2010《建築物防雷設計規範》中,已經放棄了這一稱呼,而代之以‘接閃杆’。
接閃杆與接閃帶、接閃線、接閃網、用以接閃的金屬屋面、金屬構件等,統稱爲接閃器;接閃器和引下線、接地裝置共同組成了建築物或構築物的外部防雷裝置,用以避免或減少閃電擊中建築物(構築物)上或其附近造成的物理損害和人身傷亡。
之所以將避雷針改名爲接閃杆,是因爲以前的名稱不科學,沒有反映出接閃杆的原理。避雷針剛剛出現在中國時,人們以爲它可以避免房屋遭受雷擊,所以稱其爲避雷針。
事實上,避雷針保護建築物的方式並不是避免房屋遭受雷擊,而是引雷上身,然後通過其引下線和接地裝置,將雷電流引入地下,從而起到保護建築物的作用。正因爲這個原因,也有人建議將避雷針改名爲引雷針,但總的來說,還是接閃杆這個名稱最爲貼切。
三、避雷針的作用
常規防雷電可分爲防直擊雷電、防感應雷電和綜合性防雷電。防直擊雷電的避雷裝置一般由三部分組成,即接閃器、引下線和接地體;
接閃器又分爲避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網。以避雷針作爲接閃器的防雷電原理是:避雷針通過導線接入地下,與地面形成等電位差,利用自身的高度,使電場強度增加到極限值的雷電雲電場發生畸變,開始電離並下行先導放電;
避雷針在強電場作用下產生尖端放電,形成向上先導放電;兩者會合形成雷電通路,隨之瀉入大地,達到避雷效果。實際上,避雷針是引雷針,可將周圍的雷電引來並提前放電,將雷電電流通過自身的接地導體傳向地面,避免保護對象直接遭雷擊。
尖端放電爲電暈放電的一種,專指尖端附近空氣電離而產生氣體放電的現象。故尖端放電的現象,除了要有足夠高的電壓外,還必須有尖銳的形狀配合,才容易做到。
1、在導體的帶電量及其周圍環境相同情況下,導體尖端越尖,尖端效應越明顯。這是因爲尖端越尖,曲率越大,面電荷密度越高,其附近場強也就越強。在同一導體上,與曲率小的部位相比,曲率大的部位就是尖端。因此,設備的邊、棱、角相對於平滑表面,管道的噴嘴相對於管線,細導線相對於粗導線,人的手指相對於背部等等,前者都可認爲是尖端,都容易產生尖端效應。
而且,即使帶電體沒有尖端,而與之相鄰近的接地導體具有尖端,它們之間也會產生尖端效應。此時,由於靜電感應,在接地體的尖端處會感應出異性電荷,並容易與帶電體之間發生放電。
2、尖端放電的形式主要有電暈放電和火花放電兩種。在導體帶電量較小而尖端又較尖時,尖端放電多爲電暈型放電。這種放電只在尖端附近局部區域內進行,使這部分區域的空氣電離,並伴有微弱的熒光和嘶嘶聲。
在導體帶電量較大電位較高時,尖端放電多爲火花型放電。這種放電伴有強烈的發光和破壞聲響,其電離區域由尖端擴展至接地體(或放電體),在兩者之間形成放電通道。由於這種放電的能量較大,所以其引燃引爆及引起人體電擊的危險性較大。
3、火花型尖端放電隨兩極間距的減小而更易發生。這可由擊穿電壓隨極間距離的減小而下降來說明。
4、尖端放電的發生還與周圍環境情況有關。
環境溫度越高越容易放電。因爲溫度越高,電子和離子的動能越大,就更容易發生電離。
環境溼度越低越容易放電。圍爲溼度高時空氣中水分子增多,電子與水分子碰撞機會增多,碰後形成活動能力很差的負離子,使碰撞能量減弱。
氣壓越低越容易放電。因爲氣壓越低氣體分子間距越大,電子或離子的平均自由程越大,加速時間越長,動能越大,更容易發生碰撞電離。
當空間的負電荷積累了足夠的強度時,避雷針的放電特性使到空間的絕緣強度更容易擊穿達到預想渠道放電的方式,這就是防雷的作用。是疏的'作用,導流的作用。
避雷針的歷史。
唐代《炙轂子》記載:漢朝時柏樑殿遭到火災,一位巫師建議,將一塊魚尾形狀的銅瓦放在層頂上,就可以防止雷電所引起的天火。
法國旅行家卡勃里歐別·戴馬甘蘭1688年所著的《中國新事》一書中記有:中國屋脊兩頭,都有一個仰起的龍頭,龍口吐出曲折的金屬舌頭,伸向天空,舌根連結一根細的鐵絲,直通地下。
1752年7月的一個雷雨天,美國科學家富蘭克林用一個繫着長長金屬導線的風箏放飛進雷雨雲中,捕捉到電流。他由此設想,若能在建築物上安置一種尖端裝置,就有可能把雷電引入地下。於是避雷針就誕生了。
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