根据G***057《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,只要满足其较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。以较常见的铁质接闪杆为例,G***057要求其较小直径不能小于 8 毫米即可。在建筑物上即使安装了这样的避雷针,在防雷验收时,还是要按照传统的滚球法的原理进行计算,花高价购买了这样的避雷针的客户,要提防这方面的风险。
按我国统计的雷电流幅值较大约为300 kA,其对应的雷击高度为408 m。取雷击***高度为400m,可得出不同高度避雷针的保护区和散击区的地表半径见表1。我国旧式民房一般高度在10 m以下,避雷带和避雷网的高度与房高相同,安装的短针防雷其高度为1~2 m,它们引起的散击现象不明显;而它又聚集了大部分电荷,所以,当云层上电荷较多时,避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿,成为导体。高耸建筑物和高架避雷针引雷招致雷击率和存在散击区。我雷学者历来不主张用高架避雷针保护建筑物,主张用屋顶短针和避雷带防雷就是考虑了既能发挥它的引雷作用,又避免增加散雷区。
避雷针由接闪器、接地引下线和接地体 3部分组成。接闪器通常采用直径为 15~20mm、长度为1~2m的圆钢或钢管,固定于支柱上端经接地引下线与接地体连接。当雷云对地放电通道发展到临近地面时,由于避雷针突出地面并有良好接地,在针尖附近的电场强度提高,聚积相反极性的电荷,引导放电。进而防止建筑物或仪器蓄积过多电荷而遭受雷击。一般来讲,雷电并不会直接击中避雷针,而避雷针本身如果被闪中也有着融化及炸的***。市场上绝大多数建筑钢筋,只要其直径大于8毫米,都可以用来制作避雷针,只需在安装上去以后在其表面涂刷一到两层防锈漆即可,其价格非常低廉。
当避雷针截受雷击时,由接闪体接闪,通过雷电波形处理装置,利用外壳与中心接地杆之间有3mm间隙,构成耦合电容,同时外壳通过一个电感线圈接地(中心接地杆)当下行先导接近接闪器时,由于频率极高,电感呈开路状态,电容对高频呈现短路特性,因此耦合电容作用下,接闪器表面电场强度迅速增加,直至触发雪崩过程,从而能在顷刻间将雷电流泄放入地,以至有效的达到防雷害保安全的目的。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。
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