在雷雨天气,高楼上空出现带电云层时,避雷针和高楼顶部都被感应上大量电荷,由于避雷针针头是尖的,所以静电感应时,避雷塔作用,导体总是聚集了较多的电荷。这样,避雷针就聚集了大部分电荷。避雷针又与这些带电云层形成了一个电容器,由于它较尖,避雷塔检测,即这个电容器的两极板正对面积很小,电容也就很小,也就是说它所能容纳的电荷很少。而它又聚集了大部分电荷,所以,当云层上电荷较多时,避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿,成为导体。这样,带电云层与避雷针形成通路,而避雷针又是接地的,避雷针就可以把云层上的电荷导入大地,使其不对高层建筑构成危险,保证了它的安全。
单支避雷针的保护范围在DL/T620-997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准中有所规定;“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。我国建筑防雷规范GB50057-1994Z中也把“滚球法”强制作为计算避雷针保护范围的方法。滚球法是以hR为半径的一个球体沿需要防止击雷的部位滚动,梁河避雷塔,当球体只触及接闪器(包括被用作接闪器的金属物)或只触及接闪器和地面(包括与大地接触并能承受雷击的金属物),而不触及需要保护的部位时,则该部分就得到接闪器的保护。近几年来,中规定的“滚球法”也开始得到行业的认同,但在实际运用中“滚球法”也碰到一些问题,特别是在计算天面避雷针保护范围的时候。总的来说这二种算法各有特点,一般高层建筑更多的使用“滚球法”。
根据GB50057《建筑物防雷设计规范》中章节5‘ 防雷装置’的要求,接闪器可以用铜、镀锡铜、铝、铝合金、热浸镀锌钢、不锈钢、外表面镀铜的钢等各种材料制成,只要满足其较小截面和厚度的要求即可。也就是说,只要不是那么容易锈蚀,不至于因风吹雨打而轻易损坏,大多数常见的金属材料都可以用来制作接闪器。以较常见的铁质接闪杆为例,GB50057要求其较小直径不能小于 8 毫米即可。
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