避雷針的作用
防直擊雷裝置由接閃器、引下線(xiàn)和接地裝置三部分組成。接閃器就是通常所說(shuō)的避雷針,它通過(guò)引下線(xiàn)和接地裝置與大地相連。由于尖端放電效應(yīng),大地被感應(yīng)出的電荷最易聚集在針尖處,使得雷云與避雷針附近空間的電場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)較大,空氣也最容易被擊穿,雷電流通過(guò)避雷針提供的放電通道泄放入地。這樣,雷擊雖然還是發(fā)生了,但總是擊向避雷針,而不是擊向要保護(hù)的物體,所以避雷針實(shí)際是引雷針。它將雷電吸引至自身,使雷電流通過(guò)引下線(xiàn)至接地裝置而泄放大地,從而使保護(hù)對(duì)象免遭雷擊。
避雷針的保護(hù)范圍可用滾球法來(lái)確定。在一定范圍內(nèi),隨著避雷針的增高,其保護(hù)范圍也隨之?dāng)U大,達(dá)到一定高度以后,其保護(hù)范圍就不再擴(kuò)大了。避雷針的最大高度是這樣確定的:對(duì)于第一類(lèi)、第二類(lèi)和第三類(lèi)防雷建筑物,避雷針的最大有效高度分別為30米、45米和60米,所以盲目增加避雷針高度,既浪費(fèi)又無(wú)實(shí)際效果。
很多人認(rèn)為,在建筑物上安裝了避雷針后就萬(wàn)事大吉了,其實(shí)不然。電磁屏蔽室廠(chǎng)家分析后才知道是因?yàn)橐韵略颍?
避雷針通過(guò)引下線(xiàn)和接地裝置與大地相連,可以把雷電流瀉放到大地,保護(hù)建筑物。但是,如果避雷針自身存在問(wèn)題,它不僅難保建筑物,反而會(huì)成為“引雷燒身”的禍端,因此避雷針的定期檢測(cè)就顯得尤其重要。
合格的避雷針只能使建筑物免遭直擊雷的危害,但對(duì)建筑物內(nèi)的電子設(shè)備仍無(wú)能為力,這是為什么呢?強(qiáng)大的閃電會(huì)產(chǎn)生靜電場(chǎng)的變化、磁場(chǎng)的變化和電磁輻射。特別是雷電進(jìn)入建筑物上的避雷系統(tǒng)向大地泄放過(guò)程中,也產(chǎn)生了瞬變的電磁場(chǎng)。這些都可能使金屬部件之間產(chǎn)生電火花,不同程度的損壞電子設(shè)備,甚至引起火災(zāi)。
裝置避雷針是避免雷擊的有效方法。在房屋最高處豎一金屬棒,棒下端連一條足夠粗的銅線(xiàn),銅線(xiàn)下端連一塊金屬板埋入地下深處潮濕處。金屬棒的上端須是一個(gè)尖頭或分叉為幾個(gè)尖頭。有了這樣的裝置,當(dāng)空中有帶電的云時(shí)。避雷針的尖端因靜電感應(yīng)就集中了異種電荷,發(fā)生尖端放電,與云內(nèi)的電相中和,避免發(fā)生激烈的雷電、這就是避雷針能避雷的一方面。但這種作用頗慢,如果云中積電很快,或一塊帶有大量電荷的云突然飛來(lái),有時(shí)來(lái)不及按上述方式中和,于是有強(qiáng)烈的放電,加雷電仍會(huì)發(fā)生。但這時(shí)由于避雷針高過(guò)周?chē)矬w,它的尖端又集中了與云中電異號(hào)的電荷,如果雷電是在云和地面物之間發(fā)生,放電電流主要通過(guò)避雷針流入大地,因此,不會(huì)打在房屋或附近人的身上,只會(huì)打在避雷針上了。由此可見(jiàn),避雷針的尖端放電作用會(huì)減少地面物與云之間打雷的可能性;到了不可避免時(shí),它自己就負(fù)擔(dān)了雷的打擊,房屋與人得到了安全。
由于避雷針的構(gòu)造和作用,我們要特別注意保持避雷針的良好導(dǎo)電性。一旦有一處聯(lián)接不好,或斷了,斷口以上的一段就成為一個(gè)隔離的導(dǎo)電系統(tǒng)。當(dāng)云中有電荷時(shí),這隔出的部分上部感應(yīng)出與云中電異號(hào)的電荷,而下部感應(yīng)出與云中電同號(hào)的電荷,如果上部和云中電起放電作用時(shí),強(qiáng)大的放電電流只能通過(guò)建筑物放出大量熱量,于是引起雷擊。這樣不但不能避雷,反而還招來(lái)雷禍。為防意外,高大建筑物最好豎起幾條避雷針。另外,每一又避雷針只能保護(hù)一定的建筑面積。對(duì)于較大的建筑物也需要豎起幾條避雷針。