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避雷针的工作原理是什么?

来源:N       更新时间:2010-6-5
 
避雷针的工作原理是什么?

 

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避雷针是通过尖端放电中和云层中的负电荷从而避免建筑物别雷电击中
很简短 不是cope的

 

常规防雷电可分为防直击雷电、防感应雷电和综合性防雷电。防直击雷电的避雷装置一般由三部分组成,即接闪器、引下线和接地体;接闪器又分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网。以避雷针作为接闪器的防雷电原理是:避雷针通过导线接入地下,与地面形成等电位差,利用自身的高度,使电场强度增加到极限值的雷电云电场发生畸变,开始电离并下行先导放电;避雷针在强电场作用下产生尖端放电,形成向上先导放电;两者会合形成雷电通路,随之泻入大地,达到避雷效果。实际上,避雷针是引雷针,可将周围的雷电引来并提前放电,将雷电电流通过自身的接地导体传向地面,避免保护对象直接遭雷击。通俗的解释就是:避雷针的作用像雨伞为人们遮雨一样,覆盖着它一定范围内的建筑设施,一旦有雷电进入到了这个伞状的范围,雷电就会被避雷针吸引过来,再通过本体泄人大地,从而使伞状以下的建筑不被雷击。避雷针之外还有避雷线,它是通过防护对象的制高点向另外制高点或地面接引金属线的防雷电,它的防护作用等同于在弧垂上每一点都是一根等高的避雷针。后来发展了避雷带,就是在屋顶四周的女儿墙或屋脊、屋檐上安装金属带做接闪器来防雷电,即如你所说的那种。避雷带的防护原理与避雷线一样,由于它的接闪面积大,接闪设备附近空间电场强度相对比较强,更容易吸引雷电先导,使附近尤其比它低的物体受雷击的几率大大减少。再后来又发展了避雷网,分明网和暗网。明网是在避雷带的中间加敷金属线制成的网,然后通过截面积足够大的金属物与大地连接的防雷电,用以保护建筑物的中间部位。暗网则是利用建筑物钢筋混凝土结构中的钢筋网进行雷电防护,只要每层楼的楼板内的钢筋与梁、柱、墙内的钢筋有可靠的电气连接,并与层台和地桩有良好的电气连接,形成可靠的暗网,则这种方法要比其他防护设施更为有效。





法国易敌雷拥有超过40年丰富防雷器生产和防雷工程经验和一支强大的由法国最著名大学和研究机构组成的工程师队伍,使indelec("易敌雷")防雷器成为雷电保护装置的专家。不论在法国以至世界各地,prevectron防雷器经过数十年势不可挡的成功,indelec(易敌雷)目前正全力推出其最新研究成果:prevectron(第二代)避雷针。(以下称prevectron2)



indelec避雷针是如何动作的

当雷暴来临时,所产生的能量是相当巨大的(每米达到几千伏),prevectron2早期预放电防雷器的空气终端从自然界的电场中吸收能量,下端能量收集电极把电能量贮存在防雷器触发装置内。每当闪电发生前,场强度会迅速增强,当防雷器贮存的能量达到某一水平,空气终端便会把信息输送往防雷器电触发装置,在空气终端的尖端便会产生火花,并使尖端周围的空气离子化,形成尖端放电现象。



indelec早期预放电避雷针原理



在空气终端的尖端的离子化可被表征为:控制离子的释放:prevectron2早期预放电防雷器的触发装置容许离子在极短的时间内放电,防雷器触发系统极度的准确性意味着离子可在极准确的时间被释放,换句话说,在主闪电发生前的刹那间。corona效应的触发:大量初始电子的存在,连同迅速增强的电场令自然的corona效应触发时间减少。预期上引放电通道:prevetron2早期预放电避雷针被设计成从其尖端产生一预期上引放电通道,并早于那些邻近高点产生,这就表示着prevectron2早期预放电避雷针成为了在其保护范围内最有影响力的一点。在实验室测量时,这个触发时间的提前时间被定义为△t,代表了与单一棒比较起来,prevectron2早期预放电避雷针空气终端的有效性测量更理想。

易敌雷提前放电避雷针产品系列



prevecron2早期预放电避雷针共有五种型号。其中每种型号由不锈钢中央收集杆、电极和盒组成,适合于腐蚀性环境,对应于不同的防雷保护半径,每种型号分别具有其不同性能的特征。



indelec提前放电避雷针优点



具有种类繁多的防雷保护半径供不同型号选择

更有效性

完全主动式避雷系统

仅当有闪电预兆时,才自我激活防雷器

永久与大地连接,能提高防雷系统的安全性

完全可靠,经过由c.n.r.s(法国国家科学研究中心)进行的高压实验室测试和由c.e.a(法国原子能委员会)进行的在真正闪电条件下测试,符合法国国家防雷标准。



indelec主动式避雷针产品结构简介



prevectron2早期预放电防雷器的空气终端由以下几个部分组成:







indelec避雷针型号:ts2.10,ts2.25,ts3.40,s2.25,s3.40,s4.50,s6.60主动式避雷针,易敌雷避雷针,易敌雷防雷器,早期预放电避雷针,提前放电避雷针。



indelec避雷针保护区域的计算方法



prevectron2主动式防富器的保护半径rp由法国国家防雷标准nfc17-1o2所给定的公式计算出来:



rp=(h<=5)





上述公式适用于避雷针安装高度h>5m;当h<5m时,由表1.1查出每种防雷器型号相应的避雷保护半径。

其中:

①h为防雷器顶部到被保护平面的实际高度。

②d为电击距离或滚球半径,它取决于被保护物的保护级别。对于1类、ⅱ类、ⅲ类防雷保护级别,d的取值分别为20米、45米、60米。被保护物的防雷保护级别判定见法国防雷标准nfcl7-102标准附录。

③△l(m)=1(m/μs)×△t(μs)。△t为提前先导时间,它的数值由高压实验实际测量得出,表1.2给出了每种型号的△t值。

 

参考资料:<ahref=".china-srjd/en/zx12.asp"rel=nofollow>.china-srjd/en/zx12.asp</a><ahref=".china-srjd"rel=nofollow>.china-srjd</a>
广州晟然机电设备有限公司
地址:广州海珠区滨江西路206号7楼
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传真:020-84479923防雷基本原理
&#160;&#160;
&#160;&#160;雷电及其它强干扰对通信系统的致损及由此引起的后果是严重的,防雷将成为必需。雷电由高能的低频成份与极具渗透性的高频成份组成。其主要通过两种形式,一种是通过金属管线或地线直接传导雷电致损设备;一种是闪电通道及泄流通道的雷电电磁脉冲以各种耦合方式感应到金属管线或地线产生浪涌致损设备。绝大部分雷损由这种感应而引起。对于电子信息设备而言,危害主要来自于由雷电引起的雷电电磁脉冲的耦合能量,通过以下三个通道所产生的瞬态浪涌。金属管线通道,如自来水管、电源线、天馈线、信号线、航空障碍灯引线等产生的浪涌;地线通道,地电们反击;空间通道,电磁小组的辐射能量。 &#160;&#160;其中金属管线通道的浪涌和地线通道的地电位反击是电子信息系统致损的主要原因,它的最见的致损形式是在电力线上引起的雷损,所以需作为防扩的重点。由于雷电无孔不入地侵袭电子信息系统,防雷将是个系统工程。防雷的中心内容是泄放和均衡。 &#160;&#160;1.泄放是将雷电与雷电电磁脉冲的能量通过大地泄放,并且应符合层次性原则,即尽可能多、尽可能远地将多余能量在引入通信系统之前泄放入地;层次性就是按照所设立的防雷保护区分层次对雷电能量进行削弱。防雷保护区又称电磁兼容分区,是按人、物和信息系统对雷电及雷电电磁脉冲的感受强度不同把环境分成几个区域:lpzoa区,本区内的各物体都可能遭到直接雷击,因此各特体都可能导走全部雷电流,本区内电磁场没有衰减。lpzob区,本区内的各物体不可能遭到直接雷击,但本区电磁场没有衰减。lpz1区,本区内的各物体不可能遭到直接雷击,流往各导体的电流比lpzob区进一步减少,电磁场衰减和效果取决于整体的屏蔽措施。后续的防雷区(lpz2区等)如果需要进一步减小所导引的电流和电磁场,就应引入后续防雷区,应按照需要保护的系统所要求的环境区选择且续防雷区的要求条件。保护区序号越高,预期的干扰能量和干扰电压越低。在现代防雷技术中,防雷区的设置具有重要意义,它可以指导我们进行屏蔽、接地、等电们连接等技术措施的实施。 &#160;&#160;2.均衡就是保持系统各部分不产生足以致损的电位差,即系统所在环境及系统本身所有金属导电体的电位在瞬态现象时保持基本相等,这实质是基于均压等电位连接的。由可靠的接地系统、等电位连接用的金属导线和等电位连接器(防雷器)组成一个电位补偿系统,在瞬态现象存在的极短时间里,这个电位补偿系统可以迅速地在被保护系统所处区域内所有导电部件之间建立起一个等电位,这些导电部件也包括有源导线。通过这个完备的电位补偿系统,可以在极短时间内形成一个等电位区域,这个区域相对于远处可能存在数十千伏的电位差。重要的是在需要保护的系统所处区域内部,所有导电部件之间不存在显著的电位差 &#160;&#160;3.防雷系统由三部分组成,各部分都有其重要作用,不存在替代性。外部防护,由接闪器、引下线、接地体组成,可将绝大部分雷电能量直接导入地下泄放。过渡防护,由合理的屏蔽、接地、布线组成,可减少或阻塞通过各入侵通道引入的感应。内部防护,由均压等电位连接、过电压保护组成,可均衡系统电位,限制过电压幅值。

 

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&#160;&#160;
&#160;&#160;雷电及其它强干扰对通信系统的致损及由此引起的后果是严重的,防雷将成为必需。雷电由高能的低频成份与极具渗透性的高频成份组成。其主要通过两种形式,一种是通过金属管线或地线直接传导雷电致损设备;一种是闪电通道及泄流通道的雷电电磁脉冲以各种耦合方式感应到金属管线或地线产生浪涌致损设备。绝大部分雷损由这种感应而引起。对于电子信息设备而言,危害主要来自于由雷电引起的雷电电磁脉冲的耦合能量,通过以下三个通道所产生的瞬态浪涌。金属管线通道,如自来水管、电源线、天馈线、信号线、航空障碍灯引线等产生的浪涌;地线通道,地电们反击;空间通道,电磁小组的辐射能量。 &#160;&#160;其中金属管线通道的浪涌和地线通道的地电位反击是电子信息系统致损的主要原因,它的最见的致损形式是在电力线上引起的雷损,所以需作为防扩的重点。由于雷电无孔不入地侵袭电子信息系统,防雷将是个系统工程。防雷的中心内容是泄放和均衡。 &#160;&#160;1.泄放是将雷电与雷电电磁脉冲的能量通过大地泄放,并且应符合层次性原则,即尽可能多、尽可能远地将多余能量在引入通信系统之前泄放入地;层次性就是按照所设立的防雷保护区分层次对雷电能量进行削弱。防雷保护区又称电磁兼容分区,是按人、物和信息系统对雷电及雷电电磁脉冲的感受强度不同把环境分成几个区域:lpzoa区,本区内的各物体都可能遭到直接雷击,因此各特体都可能导走全部雷电流,本区内电磁场没有衰减。lpzob区,本区内的各物体不可能遭到直接雷击,但本区电磁场没有衰减。lpz1区,本区内的各物体不可能遭到直接雷击,流往各导体的电流比lpzob区进一步减少,电磁场衰减和效果取决于整体的屏蔽措施。后续的防雷区(lpz2区等)如果需要进一步减小所导引的电流和电磁场,就应引入后续防雷区,应按照需要保护的系统所要求的环境区选择且续防雷区的要求条件。保护区序号越高,预期的干扰能量和干扰电压越低。在现代防雷技术中,防雷区的设置具有重要意义,它可以指导我们进行屏蔽、接地、等电们连接等技术措施的实施。 &#160;&#160;2.均衡就是保持系统各部分不产生足以致损的电位差,即系统所在环境及系统本身所有金属导电体的电位在瞬态现象时保持基本相等,这实质是基于均压等电位连接的。由可靠的接地系统、等电位连接用的金属导线和等电位连接器(防雷器)组成一个电位补偿系统,在瞬态现象存在的极短时间里,这个电位补偿系统可以迅速地在被保护系统所处区域内所有导电部件之间建立起一个等电位,这些导电部件也包括有源导线。通过这个完备的电位补偿系统,可以在极短时间内形成一个等电位区域,这个区域相对于远处可能存在数十千伏的电位差。重要的是在需要保护的系统所处区域内部,所有导电部件之间不存在显著的电位差 &#160;&#160;3.防雷系统由三部分组成,各部分都有其重要作用,不存在替代性。外部防护,由接闪器、引下线、接地体组成,可将绝大部分雷电能量直接导入地下泄放。过渡防护,由合理的屏蔽、接地、布线组成,可减少或阻塞通过各入侵通道引入的感应。内部防护,由均压等电位连接、过电压保护组成,可均衡系统电位,限制过电压幅值。

 

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&#160;&#160;
&#160;&#160;雷电及其它强干扰对通信系统的致损及由此引起的后果是严重的,防雷将成为必需。雷电由高能的低频成份与极具渗透性的高频成份组成。其主要通过两种形式,一种是通过金属管线或地线直接传导雷电致损设备;一种是闪电通道及泄流通道的雷电电磁脉冲以各种耦合方式感应到金属管线或地线产生浪涌致损设备。绝大部分雷损由这种感应而引起。对于电子信息设备而言,危害主要来自于由雷电引起的雷电电磁脉冲的耦合能量,通过以下三个通道所产生的瞬态浪涌。金属管线通道,如自来水管、电源线、天馈线、信号线、航空障碍灯引线等产生的浪涌;地线通道,地电们反击;空间通道,电磁小组的辐射能量。 &#160;&#160;其中金属管线通道的浪涌和地线通道的地电位反击是电子信息系统致损的主要原因,它的最见的致损形式是在电力线上引起的雷损,所以需作为防扩的重点。由于雷电无孔不入地侵袭电子信息系统,防雷将是个系统工程。防雷的中心内容是泄放和均衡。 &#160;&#160;1.泄放是将雷电与雷电电磁脉冲的能量通过大地泄放,并且应符合层次性原则,即尽可能多、尽可能远地将多余能量在引入通信系统之前泄放入地;层次性就是按照所设立的防雷保护区分层次对雷电能量进行削弱。防雷保护区又称电磁兼容分区,是按人、物和信息系统对雷电及雷电电磁脉冲的感受强度不同把环境分成几个区域:lpzoa区,本区内的各物体都可能遭到直接雷击,因此各特体都可能导走全部雷电流,本区内电磁场没有衰减。lpzob区,本区内的各物体不可能遭到直接雷击,但本区电磁场没有衰减。lpz1区,本区内的各物体不可能遭到直接雷击,流往各导体的电流比lpzob区进一步减少,电磁场衰减和效果取决于整体的屏蔽措施。后续的防雷区(lpz2区等)如果需要进一步减小所导引的电流和电磁场,就应引入后续防雷区,应按照需要保护的系统所要求的环境区选择且续防雷区的要求条件。保护区序号越高,预期的干扰能量和干扰电压越低。在现代防雷技术中,防雷区的设置具有重要意义,它可以指导我们进行屏蔽、接地、等电们连接等技术措施的实施。 &#160;&#160;2.均衡就是保持系统各部分不产生足以致损的电位差,即系统所在环境及系统本身所有金属导电体的电位在瞬态现象时保持基本相等,这实质是基于均压等电位连接的。由可靠的接地系统、等电位连接用的金属导线和等电位连接器(防雷器)组成一个电位补偿系统,在瞬态现象存在的极短时间里,这个电位补偿系统可以迅速地在被保护系统所处区域内所有导电部件之间建立起一个等电位,这些导电部件也包括有源导线。通过这个完备的电位补偿系统,可以在极短时间内形成一个等电位区域,这个区域相对于远处可能存在数十千伏的电位差。重要的是在需要保护的系统所处区域内部,所有导电部件之间不存在显著的电位差 &#160;&#160;3.防雷系统由三部分组成,各部分都有其重要作用,不存在替代性。外部防护,由接闪器、引下线、接地体组成,可将绝大部分雷电能量直接导入地下泄放。过渡防护,由合理的屏蔽、接地、布线组成,可减少或阻塞通过各入侵通道引入的感应。内部防护,由均压等电位连接、过电压保护组成,可均衡系统电位,限制过电压幅值。

 

有人认为,避雷针在雷雨云的感应下产生尖端放电,能中和掉雷雨云中所带的电荷,从而避免发生雷击。也有人认为,避雷针是吸引闪电电流,并把它导入地下。我们必须弄清楚哪一种说法是正确的,才能设计避雷针,有效地避免雷击。
实验测量表明,避雷针在雷雨云的电场作用下所释放的电量是微不足道的。一根避雷针的尖端放电电流一般只有几个微安,而一次中等的雷击能释放大约25~30库仓的电量。这相当于几千根避雷针在几十分钟内放电的总电量。

富兰克林指出,避雷针在雷暴期间的放电电流太小了,它的作用是把闪电引向自身,并沿着它流入大地,不让闪电电流窜到建筑物的各部分去。

避雷装置一般地由接闪器、引下线和接地体三部分组成。避雷针只是接闪器的一种形式,是吸引闪电电流的金属导体,然后通过引下线把闪电电流引到接地体上。接地体是埋设在地下的导体,它可把闪电电流泄放到大地中去。
避雷针对于保护建筑物是很有益的,从安全角度看,最好对所有建筑物都进行防雷。高大的建筑物较易受雷击,然而,据国外一份资料统计,低矮民房受雷击的事例还是不少的,美国每年平均有2000多户民房遭雷击。为此,对一般居民来说普及有关防雷的知识还是很必要的。

安装避雷装置,要遵守下列主要原则。避雷针必须高于一切被它保护的建筑物。装置的各部分连接要牢靠,应采用电焊或气焊,不许采用绑接和锡焊。如果避雷装置接地下不好或安装不合规格,那么被它吸引的闪电电流就可能流窜到建筑物的其它部分,从而造成破坏。现代建筑就采用一种新的既经济又安全的防雷设施,称之为"暗装笼式避雷网"。把建筑物中的金属结构沿钢筋连成一整体,构成一个大型金属网笼。这种笼式避雷网既起屏蔽作用,又充当引下线,是一种更加经济、美观的安全的防雷方式。你到大街上转一转,可看到很多新楼的屋顶上不再有高耸的金属杆和引下线了,那就是因为它们已用上笼式避雷网了。屋顶的各种金属物都用导体连到笼式避雷网上。在屋顶四周还应布设一条金属带,称避雷带,把它与避雷网接上。

安装了避雷装置的建筑物是否就万无一失不遭雷击了呢?那不一定。有些高大建筑物虽安装了避雷装置,但因接地线断裂等原因而"有形无用"了。可见要确保避雷装置发挥效能,不但要正确设计、正确安装,还要经常保养,使它经常处于良好状态,这样一般就可免受雷害了。这里我们对读者提出一个忠告:一定要重视科学,不要轻视避雷技术各种环节的科学

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