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,避雷针效应,由于避雷针针头是尖的,所以静电感应时,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,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,避雷针型号,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。
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。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。
对于广大的雷电防护行业的技术人员,按照GB50057给出的方法,可以用手工的方式对一些简单的情况进行计算,安装避雷针要多少钱,但是在日常工作中,经常遇到远比规范上列出的案例复杂得多的现场情况,比如:多支不等高的且不以规则方式布置的接闪杆、不等高的接闪线、接闪杆和接闪线的联合的保护范围,避雷针,对这些复杂情况的计算,以手工方式是根本无法进行的,GB50057也没有给出具体的计算方法。这个问题是雷电防护行业中一个经常会遇到的技术难题。
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