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單支避雷針的保護(hù)范圍在DL/T620-997《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》標(biāo)準(zhǔn)中有所規(guī)定;“滾球法”是國際電工委會(IEC)推薦的接閃器保護(hù)范圍計算方法之一。避雷針傳入法國后,法國皇家科學(xué)院院長諾雷等人開始反對使用避雷針,后來又認(rèn)為圓頭避雷針比富蘭克林的尖頭避雷針好。我國建筑防雷規(guī)范GB50057-1994Z中也把“滾球法”強(qiáng)制作為計算避雷針保護(hù)范圍的方法。滾球法是以hR為半徑的一個球體沿需要防止擊雷的部位滾動,當(dāng)球體只觸及接閃器(包括被用作接閃器的金屬物)或只觸及接閃器和地面(包括與大地接觸并能承受雷擊的金屬物),而不觸及需要保護(hù)的部位時,則該部分就得到接閃器的保護(hù)。近幾年來,中規(guī)定的“滾球法”也開始得到行業(yè)的認(rèn)同,但在實(shí)際運(yùn)用中“滾球法”也碰到一些問題,特別是在計算天面避雷針保護(hù)范圍的時候??偟膩碚f這二種算法各有特點(diǎn),一般高層建筑更多的使用“滾球法”。
用了提前放電避雷針就能萬無一失嗎?事實(shí)上沒有避雷設(shè)備是萬無一失的,在保護(hù)范圍內(nèi)并不是沒有雷擊,只是雷擊能量較小。避雷針是以前的叫法,在中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》中,已經(jīng)放棄了這一稱呼,而代之以‘接閃桿’。從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā),要達(dá)到萬無一失也將十分浪費(fèi),因此《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》及其它設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)均已“減少”雷擊為要求。所以按照國家和進(jìn)行設(shè)計的防雷裝置,其防雷安全度也并不是100%。除了直擊雷,高層建筑還可能受到側(cè)擊雷和感應(yīng)雷的影響。
提前放電避雷針的優(yōu)點(diǎn)主要有兩個,一是它可以“提前放電”,比普通避雷針具有更好的引雷性能。富蘭克林把這種避雷裝置:把一根數(shù)米長的細(xì)鐵棒固定在高大建筑物的頂端,在鐵棒與建筑物之間用絕緣體隔開。二是將它的提前放電時間換算成提前放電距離后,相當(dāng)于增加了避雷針的高度,從而可以增大保護(hù)半徑。但是對于側(cè)擊雷和感應(yīng)雷依舊是沒有辦法防護(hù)的。保證避雷針的泄流能力很重要各種防雷規(guī)范均要求避雷針擁有獨(dú)立的下引接地,如此能可保證閃電電流迅速泄入大地。采購時可聽信一些不正規(guī)廠家的建議,把避雷針接入建筑本身的接地系統(tǒng)來節(jié)約成本。
成功地進(jìn)行了捉雷電的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)之后,富蘭克林在研究閃電與人工摩擦產(chǎn)生的電的一致性時,他就從兩者的類比中作出過這樣的推測:既然人工產(chǎn)生的電能被吸收,那么閃電也能被吸收。所以按照國家和國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計的防雷裝置,其防雷安全度也并不是100%。他由此設(shè)計了風(fēng)箏實(shí)驗(yàn),而風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)的成功反過來又證實(shí)了他的推測。他由此設(shè)想,若能在高物上安置一種裝置,就有可能把雷電引入地下。富蘭克林把這種避雷裝置:把一根數(shù)米長的細(xì)鐵棒固定在高大建筑物的頂端,在鐵棒與建筑物之間用絕緣體隔開。然后用一根導(dǎo)線與鐵棒底端連接。再將導(dǎo)線引入地下。富蘭克林把這種避雷裝置稱為避雷針。經(jīng)過試用,果然能起避雷的作用。避雷針的發(fā)明是早期電學(xué)研究中的一個有重大應(yīng)用價值的技術(shù)成果。