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你知道直击雷的防范措施吗?安装了避雷装置未必就百分百安全!

时间:2020-09-08 阅读量:

雷云对大地的电压低则几百万V,高则数千万V甚至更高。

雷云对大地一次闪击放电的峰值电流平均30多kA,

它的瞬时功率为10^9 ~10^12W以上,

由于瞬时功率很大,所以它的破坏力是相当大的。


直至现在

我们防雷大多数都是采用

避雷针、避雷线、避雷网、避雷带等作为接闪器

图:避雷装置示意图


把雷电接收下来,然后通过接地装置把它送回大地


01.

我们必须要承认的一个事实

就是所有的避雷装置都只是把雷击的几率和强度降低,百分百可靠的防雷装置就算做出来,那也是造价昂贵的。


图:建筑最高顶

我们常用的避雷针、避雷线、避雷网、避雷带等,其组成都是金属,一般安装在建筑物最高点,比如屋脊或屋角等容易受雷击的地方。

02.

直击雷的产生及避雷器的作用:


当高空出现雷云时,大地由于静电感应作用,必然带上与雷云相反的电荷

图:雷云和地面产生雷电示意图

然而接闪器处于建筑物最高点,因此与雷云的距离最近,比较容易吸引雷电


所以建筑物其他地方,受雷击的几率就会大大减少

图片来源网络

就接闪器而言,其不但不能避免雷击,反而大大吸引雷电,所以安装避雷装置的作用就是让其多受雷击而使周围免受雷击。


03.

接闪器与地面因为有了良好的电气连接,使地面的电荷能量迅速与雷云的电荷中和。

这样由雷击造成的过电压的时间就会大大缩短,使雷击危害降低。


图:雷击时的等效电路图

当雷电通过接闪器向地面放电时,这个过程近似RC放电方程,解方程得:


从方程中可以看出

t=0时A=Uc为最大值

所以A就是闪击时瞬间接闪器对大地的电压

R越小Uc衰减越快

所以雷击时散流越快

可以得出一个结论

理论上避雷装置接地电阻越小越好,但实际考虑到造价问题。因此,只要做到足够安全的范围即可。

04.

图片来源网络

天气的变化是复杂多变的,雷云的移动有很多可变的因素,因此并不是说安装了防雷装置就一定安全了,防雷装置只能做到让建筑物减少雷击。




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