機(jī)械時(shí)代雷電防護(hù)技術(shù)

  從18世紀(jì)開(kāi)始到20世紀(jì)初，由于社會(huì)生產(chǎn)與生活方式變遷不大，以及大氣電學(xué)的理論發(fā)展緩慢，這個(gè)時(shí)期的防雷技術(shù)以防直接雷擊為主，防護(hù)手段就是富蘭克林發(fā)明避雷針加接地線(xiàn)。這個(gè)時(shí)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(jī)械效應(yīng)危害。

  機(jī)械時(shí)代防雷的主要方法是用避雷針?lè)览?，又稱(chēng)富蘭克林法，這是18世紀(jì)50年代由美國(guó)著名物理學(xué)家富蘭克林發(fā)明的方法，他通過(guò)著名的風(fēng)箏試驗(yàn)，知道了雷電實(shí)際是天空雷云電場(chǎng)對(duì)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(hù)物的高度使雷云下的電場(chǎng)發(fā)生畸變，從而將雷電流吸引到避雷針上，通過(guò)引下線(xiàn)導(dǎo)入大地，使被保護(hù)對(duì)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(gè)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(hù)區(qū)。同樣的原理，避雷帶(接閃帶)提供的是一個(gè)屋脊形的保護(hù)區(qū)。這個(gè)保護(hù)傘或區(qū)所張開(kāi)的角度受針或帶的設(shè)置高度、雷電強(qiáng)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(hù)角的計(jì)算公式很多，但保護(hù)角如何確定一直是富蘭克林防雷理論的最大困擾。這個(gè)困擾在于理論的不完善性、實(shí)踐中的不完全性。避雷針實(shí)質(zhì)是引雷針，它使雷電觸擊其上而使建筑物得以保護(hù)，當(dāng)雷擊避雷針或避雷帶時(shí)，由于引下線(xiàn)的阻抗，強(qiáng)大的雷電流可能會(huì)造成避雷系統(tǒng)產(chǎn)生高電位，對(duì)地電壓可達(dá)相當(dāng)高的數(shù)值，以至于造成接閃器及引下線(xiàn)向周?chē)O(shè)備跳火反擊，從而導(dǎo)致火災(zāi)或人身傷亡事故。另外，強(qiáng)大的雷電流泄入大地，在接地極周?chē)纬煽绮诫妷旱奈ｋU(xiǎn)也是不容忽視的。

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