雷電是自然界中常見的放電現象,常伴有閃電雷鳴,雷電釋放時,會因金屬導引而改變方向,避雷針是利用金屬導體尖端放電的原理,對雷電進行引導。防雷技術最初是防雷技術,防雷技術是從避雷針原理出發發展的。本文超越電氣小編給大家講講避雷針的防雷原理以及在防雷技術中的應用,一起來看看吧。
1、避雷針防雷原理
在防雷技術中,避雷針系統是一種結構簡單的裝置,其高度要高于被保護物體,通過針狀接閃器將雷電的電能引向自身,然后通過引下線將強電流導入地面,避免建筑物等直接遭受雷擊。雷云對地放電過程,是尖端放電的過程,在閃光器尖部產生靜電感應,避雷針上出現與雷云中極性相反的電荷,在接閃器頂電場發生變化,形成高電場區域。雷電流釋放過程是階段性的,先導部分被接閃器頂電場吸引,直接轟擊到接閃器上,保護了建筑物的安全,避雷針的作用是引雷,使其自身受到雷擊,以保護下面的物體。
有三種常見的避雷針類型:富蘭克林避雷針是傳統的避雷針;優化避雷針、優化避雷針是對傳統避雷針的改進,雷電電流強度有一定的抑制作用;避雷針提前放電,避雷針提前放電,在雷電場強到一定程度時自動放電增加保護半徑。
2、避雷針在防雷技術中的應用
(1)通信發射塔中避雷針的應用
通信發射塔上避雷針的應用十分重要。普通鐵塔和天線位置是站臺地面建筑的最高點,通信發射塔本身可以作為防雷的避雷塔和引雷器。各國《建筑物防雷設計規范》對天線塔避雷針的設置有明確的規定。鐵塔接地網形狀和密度應根據地形、防雷等級和天線塔的類型來設計,通信塔的接地電阻應小于5歐姆,一般臺站在10歐姆以下。本實用新型可安裝 AR限流器,在條件較好的通信發射塔中,可有效地解決因雷擊造成的二次傷害。
(2)高聳建筑中避雷針的應用
在雷電作用下,由于高層建筑高度較高,應采取防雷措施。房頂設避雷針、避雷帶、避雷網,當建筑物屋面規整無設備的情況下,應采用避雷帶網,在建筑物的頂脊屋檐等設置避雷帶。在建筑物呈塔形時,可設置單獨的避雷針進行保護,采用滾球法,計算避雷針長度,得出避雷針長度后,按防雷針的規定安裝避雷針。在一般高層建筑中,防雷技術通常采用避雷針與避雷網相結合的方法,由于單獨的防雷技術不能滿足建筑物保護的要求,因此,屋頂上多有冷卻塔、天線等各種設備,在安裝避雷針時,要考慮以上問題,確保高層建筑的安全。
側擊雷是威脅高層建筑的一個方面。側擊雷相對于直擊雷來說,由于側擊雷損較少,因此不需要設置專門的側擊雷接閃裝置,利用建筑物本身的鋼結構可以解決側擊雷問題。高樓大廈設計時,對側擊雷問題要及時解決,鋼筋與鋼筋的連接,采用焊接等方法,保證建筑鋼結構的完整性,形成法拉第籠式避雷網,減少對建筑物的破壞。
(3)避雷針在機房中的應用
將避雷針安裝在機房頂部,將接閃器、引下線和接地裝置作為防雷技術的一部分。在安裝避雷針時要注意,避雷針不能接觸機房,避免再次感應生電而損壞機房,通過避雷來對雷電進行吸引,承受雷電流的大部分,在機房的北部也要安裝相應的設備,防止雷電對機房的設施造成損壞。采用電位連接、屏蔽、閃避等技術,阻止雷波沿金屬導線和空間磁場的破壞途徑。利用電涌保護裝置,雷擊產生的過電壓、電流由 SPD輸入大地。
防雷裝置也有一定的局限性,盡管現有的避雷針可以把電荷傳到地面,但雷電的強大電流會產生脈沖磁場,從而在電子線路上產生較大的電壓,從而破壞電子設備。當今,電子設備越來越多,避雷針的局限性也越來越突出,在避雷針的設計上要改進,通過屏蔽接地、等電位連接、避雷器安裝等方法,減少避雷針對電子設備的傷害。