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各种避雷针的结构及其防雷性能

各种避雷针的结构及其防雷性能

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(1)几何击距是放电击中点的决定性因素之一;
  (2)目的物几何形状的影响:负雷电压下,当棒头曲率半径比较小时,对棒头引雷能力没有影响;当棒头的曲率半径大于试验条件下棒头临界电晕半径时,由于表面电场强度降低,上行迎面放电的起始时间推后,其引雷能力降低。正雷电压下,棒头曲率半径对雷击点概率分布的影响不明显。负雷电压下,多针棒形物模型的引雷能力小于尖棒的引雷能力,大于具有与多针棒形物针长相同半径的球头棒的引雷能力。随着间隙尺寸的增加,多针棒形物模型与球头棒的引雷能力差异有缩小的趋势。
  (3)接地电阻的影响:负雷电压下,接地电阻超过一定临界值后将抑制上行迎面先导发展的速度和强度,使电阻棒的引雷能力降低;当阻值小于这一临界值时,接地电阻对击中点概率无影响;随接地电阻的增大其击中率下降,当棒浮地时,放电不再击中它;随着接地电阻的增大,出现双通道的机会增大,即散击率增大。正雷电压下,接地电阻对雷击点概率的影响不明显。
  试验表明,放电击中点的概率分布与上电极对各目的物的击穿电压、击穿时间和迎面放电通道的发展存在以下几个层次的关系:当对不同目的物的空间击穿电压存在差异时,空气击穿电压低者被击中的概率较大;当各击穿电压差异不明显时,击穿时间小者被击中的概率较大;当对不同目的物的击穿电压和击穿时间均无明显差异时,迎面放电发展速度快,通道电流强度大者被击中的概率较大。
3 对异型避雷针的看法
  普通避雷针有针、带(线)、网3种形式,国际上统称为常规避雷针或富兰克林避雷针;其它各种避雷针均为异型避雷针,异型避雷针大致有以下几种:
(1)球头避雷针
  球头避雷针当其球头半径大于雷击距离下其临界电晕半径时,雷电对避雷针的放电强度高于雷对地,有k=R/H=0.8~0.9,其引雷分界线为一椭圆。这种球头避雷针(包括同等曲率半径的多针避雷针)的高度如与被保护目的物相等或相近,可能使目的物附近空间电场分布趋于均匀,从而减少目的物的引雷概率。但这不能认为是“排雷效应”,而是一种控制接闪点的技术行为。因为下行雷电先导仍要发展,直到对地物放电。若要可靠保护目的物并不增加相邻建筑物的雷击率,还必须在其两侧安装避雷针或避雷线,以保证雷电流的安全泻放。建筑物屋顶为平面和球面的就相当于改善局部电场结构,我们进行过大型平顶房屋的模型雷击试验,负雷击下绝大部分放电都击于四周的檐部,屋面上很少雷击;正雷击下屋面上的雷击次数也很少,但略多于负雷击的情况。
(2)限流避雷针
  模拟试验表明,限流电阻可以减小主放电电流,但也减小了迎面放电的发展速度vzh,所以限流避雷针的引雷能力降低,在高电阻的条件下将有(vzh+vxia)/(vd+vxia)<1的情况,其中vd为地面迎面放电的发展速度。高电阻限流避雷针的引雷空域为一椭圆(见图7的定性物理图象),其具体数值须由试验求得。所以限流避雷针的保护范围将小于常规避雷针,模拟试验表明其散击被保护物的概率增大,即雷击避雷针后仍然会向建筑物放电,发生多点雷击的现象。高阻抗限流避雷针也必须研究其保护范围的变化,有几种限流避雷针至今没有明确的原理说明,因此是不可信的。

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