避雷针,又名防雷针,是用来保护建筑物、高大树木等避免雷击的装置。“滚球法”是国际电工委会(IEC)推荐的接闪器保护范围计算方法之一。在被保护物顶端安装一根接闪器,用符合规格导线与埋在地下的泄流地网连接起来。避雷针规格必须符合GB标准,每一个防雷类别需要的避雷针高度规格都不一样。当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变。在避雷针的顶端,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。
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市场上有各种各样所谓品牌的避雷针,大都以‘预放电’或者‘提前放电’作为其卖点,大都是从国外进口来的所谓‘特殊避雷针’,其所宣称的保护范围远远超过按照滚球法的原理所计算的保护范围,其价格非常昂贵,动辄几万元一根。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。这些避雷针的所谓科学原理,在中国大陆到目前为止尚未得到认可,其防雷效果也没有得到实践的认可。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,花购买了这样的避雷针的客户,要提防这方面的风险。
所谓滚球法,是假设以一定半径(根据建筑物防护等级的不同,100米、60米、45米、30米不等)的球体,沿建筑物的外表面滚动,当球体只触及接闪器和地面,而不触及需要保护的部位时,该部位就得到接闪器的保护。避雷针传入法国后,法国皇家科学院院长诺雷等人开始反对使用避雷针,后来又认为圆头避雷针比富兰克林的尖头避雷针好。通俗地说,这个球体能够接触到的地方就是雷能够打到的地方,球体接触不到的地方就处于接闪器的保护范围之内。
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成功地进行了捉雷电的风筝实验之后,富兰克林在研究闪电与人工摩擦产生的电的一致性时,他就从两者的类比中作出过这样的推测:既然人工产生的电能被吸收,那么闪电也能被吸收。他由此设计了风筝实验,而风筝实验的成功反过来又证实了他的推测。他由此设想,若能在高物上安置一种装置,就有可能把雷电引入地下。富兰克林把这种避雷装置:把一根数米长的细铁棒固定在高大建筑物的顶端,在铁棒与建筑物之间用绝缘体隔开。据说英国当时的国王乔治二世出于反对美国革命的盛怒,曾下令把英国全部后家建筑物上的避雷针的尖头统统换成圆头,以示与作为美国象征的尖头避雷针势不两立,这真是避雷针应用上一件有趣的事情。然后用一根导线与铁棒底端连接。再将导线引入地下。富兰克林把这种避雷装置称为避雷针。经过试用,果然能起避雷的作用。避雷针的发明是早期电学研究中的一个有重大应用价值的技术成果。
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