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避雷针是以前的叫法,在国标GB50057-2010《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。
现代避雷针是通过古代的雏形改装而来的。1752年,某个雷雨天气中,科学家富兰克林正在做关于避雷针的实验,他认为雷电中的闪电,其实是在放电。为了证实自己的猜想,富兰克林冒着被雷电击中的危险,用风筝绑住跟金属导线,把让风筝飞向云层中去,这样就可以让风筝更好地接触到闪电。他在金属导线的末端放置铜钥匙,用手紧握着钥匙,雷电顺着导线直达富兰克林的掌心,电流让他的整个手臂产生了麻木感,还没有电流不算大,没有生命危险。
避雷针工作原理由于避雷针顶部设计呈尖状,当静电感应避雷针针头时就会聚集大量电荷,避雷针与这些云层之间相当于形成一个电容器,与带电云层形成通路,从而主动吸引雷电向避雷针放电。当安装比建筑物高的避雷针后,在避雷针处由于放电效应导致场强特别大,仅仅会在带电云层与避雷针间放电,从而有效防止雷电对建筑物产生的破坏 。
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。
当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变。在避雷针的,形成局部电场集中的空间,以影响雷电先导放电的发展方向,引导雷电向避雷针放电,再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地,从而使被保护物体免遭雷击。
根据GB50057《建筑物防雷设计规范》中章节5“防雷装置”的要求,接闪器可以用铜、镀锡铜、铝、铝合金、热浸镀锌钢、不锈钢、外表面镀铜的钢等各种材料制成,只要满足其小截面和厚度的要求即可。也就是说,只要不是那么容易锈蚀,不至于因风吹雨打而轻易损坏,大多数常见的金属材料都可以用来制作接闪器。以常见的铁质接闪杆为例,GB50057要求其小直径不能小于8毫米即可。
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