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所謂滾球法,是假設以一定半徑(根據(jù)建筑物防護等級的不同,100米、60米、45米、30米不等)的球體,沿建筑物的外表面滾動,當球體只觸及接閃器和地面,而不觸及需要保護的部位時,該部位就得到接閃器的保護。在被保護物頂端安裝一根接閃器,用符合規(guī)格導線與埋在地下的泄流地網(wǎng)連接起來。通俗地說,這個球體能夠接觸到的地方就是雷能夠打到的地方,球體接觸不到的地方就處于接閃器的保護范圍之內(nèi)。
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避雷針由接閃器、接地引下線和接地體 3部分組成。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),而不觸及需要保護的部位時,則該部分就得到接閃器的保護。接閃器通常采用直徑為 15~20mm、長度為1~2m的圓鋼或鋼管,固定于支柱上端經(jīng)接地引下線與接地體連接。當雷云對地放電通道發(fā)展到臨近地面時,由于避雷針突出地面并有良好接地,在針尖附近的電場強度提高,聚積相反極性的電荷,引導放電。進而防止建筑物或儀器蓄積過多電荷而遭受雷擊。一般來講,雷電并不會直接擊中避雷針,而避雷針本身如果被閃中也有著融化及炸的危險。
成功地進行了捉雷電的風箏實驗之后,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。他由此設計了風箏實驗,而風箏實驗的成功反過來又證實了他的推測。我國建筑防雷規(guī)范GB50057-1994Z中也把“滾球法”強制作為計算避雷針保護范圍的方法。他由此設想,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。然后用一根導線與鐵棒底端連接。再將導線引入地下。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)明是早期電學研究中的一個有重大應用價值的技術成果。