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避雷针是以前的叫法,在中华共和国国家标准G057-2010《建筑物防雷设计规范》中,已经放弃了这一称呼,而代之以‘接闪杆’。接闪杆与接闪带、接闪线、接闪网、用以接闪的金属屋面、金属构件等,统称为接闪器;接闪器和引下线、接地装置共同组成了建筑物或构筑物的外部防雷装置,用以避免或减少闪电击中建筑物(构筑物)上或其附近造成的物理损害和人身伤亡。
之所以将避雷针改名为接闪杆,是因为以前的名称不科学,没有反映出接闪杆的原理。避雷针刚刚出现在中国时,人们以为它可以避免房屋遭受雷击,所以称其为避雷针。但事实上,避雷针保护建筑物的方式并不是避免房屋遭受雷击,而是引雷上身,然后通过其引下线和接地装置,将雷电流引入地下,从而起到保护建筑物的作用。正因为这个原因,也有人建议将避雷针改名为引雷针,但总的来说,还是接闪杆这个名称为贴切。
避雷针的作用
通过以上简单的介绍,我们就可以知道避雷针真正的作用不是避雷,而是引雷。而建筑物安装避雷针和相关防雷设施主要有以下两个作用。
是防护直击雷:它主要是避免雷电直接击中建筑物。比如一些高层建筑物,安装避雷针或者其他防雷设施,以减弱雷击时产生的电流沿建筑物泄入大地的过程,减少对建筑物内部空间造成的伤害。
其次是防护感应雷:感应雷击是雷击产生的电磁感应作用于建筑物的金属物线,而发生破坏电子元器件的现象,避雷针主要是保护家用电器及弱电设备。此外,安装漏电保护器,也可起到保护家电作用,同时务必做好防雷接地。
假如雷击发生在楼层的混凝土立柱上,电流有可能会沿着建筑物内部金属一直向大地传导。
如果居住楼层没有采取必要的防雷接地措施,雷击电流产生的能量就不能得到有效的释放,那么它通过的楼层都会存在一定的危险性,直接或间接对建筑物或楼层的电气系统造成一定程度的损害。
因此,遇到雷雨天气,室内家用电器一定要注意及时断电,这样可以有效保护人们的生命财产安全。
避雷针的作用机理
接闪作用:利用放电效应,吸引雷电,将电流引入接地系统;
泄流作用:通过低阻抗导体将雷电流安全导入大地,避免热效应和机械破坏;
电磁屏蔽:减少雷击引起的感应过电压对内部设备的干扰。
避雷针的工作原理
现在人们对避雷针作用原理有了清晰的认识,
避雷针通常由接地体、接地引下线以及接闪器3部分组成
。通常,接闪器采用长度为1-2米和直径为15-20毫米的圆钢或钢管,将其固定于支柱上端,经接地引下线与接地体进行连接。
当遇到雨雪天气时,一些高层建筑可以感应上带电云层中的大量正电荷。当雷云放电接近地面时,它就会使地面电场发生畸变。在被雷电击中的这一短暂的放电过程中, 的电能瞬间转化为光、热等能量,从而导致建筑物被破坏。
避雷针设计原理就是人为将雷云中的电荷引发到地面,从而避免雷云中的大规模放电对人身、建筑物以及家电造成伤害与损失。了解到避雷针的发明历史、工作原理以及其防护作用后,我们在生活中要做好必要的预防举措,从而避免雷击损失。
闪电避雷针可以吸收雷电,把电流通过装置把雷电引到地下,减少电流对建筑物、树木造成的迫害,人类也可以在雷雨天气时,放心躲藏在安装了避雷针的建筑物中。因此,全国都在大范围地使用避雷针。
防雷系统包括外部防雷和内部防雷两部分。
01外部防雷
外部防雷主要防护的是直接雷击,它由避雷针、避雷带、引下线、接地装置等组成,主要为了保护建筑物免受直接雷击或引起火灾及人身安全事故。
02内部防雷
内部防雷系统主要防护的是间接雷击,它是通过屏蔽、等电位连接、安装电涌保护器、合理布线来防止雷电感应和雷电波侵入,是保护设备和人身安全。
雷电形成机制
雷暴云中冰晶碰撞产生电荷分离,云层底部积累大量负电荷,地面感应正电荷。当电场强度超过空气击穿阈值(约3×10^6 V/m)时,引发先导放电通道,形成雷击。
雷雨天气闪电是很强大的,也是很可怕的,其产生的温度可高达几万度,使得空气受热,膨胀,发出“咔咔”的声音。但是人类是有智慧的,因而人类总是能想到办法来以防被闪电击中,避雷针就是智慧的结晶之一。