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避雷針具有一定的保護(hù)作用。保護(hù)范圍的計(jì)算方法是由運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室模型試驗(yàn)結(jié)果確定的。保證避雷針的泄流能力很重要各種防雷規(guī)范均要求避雷針擁有獨(dú)立的下引接地,如此能可保證閃電電流迅速泄入大地。工程設(shè)計(jì)中常用的方法是認(rèn)為保護(hù)半徑是避雷針高度的函數(shù)。據(jù)中國(guó)的規(guī)范規(guī)定,單支避雷針的保護(hù)范圍是一個(gè)錐體(見(jiàn)圖)。高度為h的避雷針,其在地面上的保護(hù)半徑r=1.5h;在被保護(hù)物高度hx的水平面上,其保護(hù)半徑rx為當(dāng)hx≥時(shí),rx=(h-hx)P=h0P當(dāng)hx< 時(shí), rx=(1.5h-2hx)P當(dāng)h≤30m時(shí),P=1當(dāng)30≤h≤120m時(shí),60年代以來(lái),又提出了計(jì)算避雷針保護(hù)范圍的擊距法,認(rèn)為保護(hù)范圍還受雷電流大小的影響。但迄今為止,還沒(méi)有一種為各國(guó)科學(xué)家和工程師公認(rèn)的、計(jì)算保護(hù)范圍的完善方法。
避雷針在較初發(fā)明與推廣應(yīng)用時(shí),教會(huì)曾把它視為不祥之物,說(shuō)是裝上了富蘭克林的這種東西,不但不能避雷,反而會(huì)引起上帝的震怒而遭到雷擊,但是,在費(fèi)城等地,拒絕安置避雷針的一些高大教堂在大雷雨中相繼遭受雷擊。單支避雷針的保護(hù)范圍在DL/T620-997《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》標(biāo)準(zhǔn)中有所規(guī)定。而比教堂更高的建筑物由于已裝上避雷針,在大雷雨中卻安然無(wú)恙。由于避雷針已在費(fèi)城等地初顯神威,它立即傳到北美各地,隨后又傳入歐洲后來(lái)才進(jìn)入亞洲。
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),由于頻率極高,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。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。