1.接闪器
为使建筑物免遭宜击雷破坏,在设计建筑物时一般设有独立避雷针、构架避雷针、避雷线、浪涌保护器保护。其结构均分为接闪器、引下线和接地体,防雷原理相同。为了防止反击,要求避雷针与被保护设备之间空中距离不小于5m,地中距离不小于3m。
独立避雷针的保护范围对地面为1.弘(针高),对超过针高一半的空间,其保护范围只能从30‘、45‘、60’等不同角度考虑,井采用滚球法校核独立避雷针的保护范围。
避雷针是最早的接闪器,也是日前世界上公认的最成熟的防直击雷装置。避雷带、避雷网、避雷线是避雷针的变形,其接闪原理是一致的。对避雷针的接闪原理的认识是有一个发展过程的,现在的滚球法理论比较全面地解释了接闪揣吸引雷电的各种现象,被国内外标准所采纳.滚球法理论认为接闪器的保护范围是:半径为只的球与接闪器、地面相切绕接闪器滚动一周所形成的阴影区域。R根据不同的防雷类别分别选为30、4s、60m。在保护范围内并不是没有雷击,只是雷击能量较小,滚球半径只越小,进入保护范围的雷击能量也越小,也就是说接闪器的防雷效果越好。接闪器井非越高越好,超过60m的接闪22在技术上是没有多大意义的。
理论上任何良好接地的金属物体都可以作为接闪器,因此随着经济的发展,人们对接闪器的外形提出了更高的要求,希望能与漂亮的现代建筑相协调,所以出现了一些形状各异的接闪器,但其防雷原理并没有改变。
2.消雷器
消雷器是国内近年来影响非常大的防雷产品,它是希望改变接闪器的材料和形状来产生电流,以综合雷云中的电荷,让雷云在消雷器的保护范围内无法建立起接闪所需的场强,以达到消雷的目的。由于消雷器所声称的效果完全满足了人们所希望的防雷效果,因此一段时间内消雷罪风靡国内市场。后来国内许多专家提出异议,认为浪涌保护器的原理在技术上无法实现,并在消雷器的理论上和实践应用上提出了大量例证,因此消雷器在国内防雷学术界引起极大的争论,编者认为消雷器的理论和产品仍有待于进一步的探讨和实践。
3.避雷界
雷电的主放电存在的时间极短,为;o—100/~s,主放电过程是逆着先导通道发展的,速度为光速的1/21—1/2,主放电的电流可达数十万安,是全部雷电电流中最主要的部分。
主放电阶段到达云端时就结束丁放电,然后云中的残余电荷经过主放电通道流下,此阶段称为余光阶段,由于云中电阻较大,余光阶段对应的电流不大(约数日安),持续时间却较长(o.03一{).15s)。由于云中可能同时存在几个电荷中心,所以第一个电荷中心的上述放电完成之后,可能引起第二个、第三个中心向第‘通道放电。因此雷电往往是多重性的,每次放电相隔600~800f,s,放电的数目平均为2—3次。因此,雷击危害的主要原因是电流大和快速的电流变化率。根据In:91312—1:1995的定义,供分析用的一次闪击由下列雷击组成:
(1)一个正或负极陛的首次雷击。
(2)一个负极性的后续雷击(首次以后的雷击)。
(3)一个正或负极性的长时间雷击。
由于遭雷击的设备或线路上可能承载巨大的雷电流和快速的电流变化率的冲击,在雷击点附近的金属导体中感应产牛瞬态电压,由于雷电流的幅值大、变化速率快,其感应产生的瞬态电压的峰值是极高的。其瞬态电压幅值与雷电流幅值成正比,与雷电流变化率成正比,与雷击点距离成反比。
避雷器的作用就是在最短的时间(纳秒级)内将被保护线路连入等电位系统,使设备各端口等电位,同时将线路上固雷击而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地,故避雷器的电流泄放能力大小将直接影响对线路的保护能力。
目前,用于对避雷器闪放电流测试的波形主要有10/350、8/80、8/20,其波形如图2—9所示。图2—9巾的波形①为10/350~s闪电测试波形;波形②为8/80~s闪电测试波形;波形③为8/20~s闪电测试波形。在放电电流值相同的情况下,避雷器放电所释放的能力10/3509s波形是8/20~s波形的200倍。
出自:浪涌保护器