導閃針

導閃針又叫避雷針，是攔截雷擊將雷電引向自身並泄入大地，使被保護物免遭直接雷擊的防雷裝置。避雷針實際上是一組引雷導體，由接閃器、接地引下線和接地體組成。

基本介紹

• 中文名：導閃針
• 外文名：Flash guide
• 學科：電力工程
• 領域：工程技術
• 範圍：能源
• 別稱：避雷針

簡介

導閃針針的接閃器用圓鋼或鋼管制成，固定於被保護物體或鄰近支持物上，經接地引下線與埋設在地下或水下的接地體連線。接閃器必須高於被保護物，當被保護物附近上空雷雲的放電先導發展到距地面和被保護物一定高度時，由於避雷針高出地面和被保護物體，而且又有良好的接地，便會影響雷雲電場發生畸變，引導雷雲放電先導向其自身發展，使避雷針構成入地的最短通道。在大多數情況下，雷電將擊於避雷針而不擊於被保護物體。避雷針常被用作建築物、構築物、發電廠和變電站的屋外配電裝五、煙囪、冷水塔和輸煤系統的高建築物，以及油、氣等易燃物品的存放設施等的直擊雷保護裝置。避雷針受到雷擊向大地泄放電流時，沿接閃器、接地引下線和接地體上會出現高電位。這種高電位對於金屬、磚石或混凝土結構一般不會造成破壞。所以像煙、冷水塔、架空線路桿塔、高壓配電裝置架構的避雷針接閃器和接地引下線，均可固定在其本體上。但這種高電位，對於易燃、易爆和敏感電子設備和低電壓電氣設備，便可能因出現火花或發生反擊而造成起火爆炸或電壓擊穿。通常要採取降低接地電阻或設定獨立避雷針等措施來消除這種危險。

導閃針的引雷性能

導閃針的防雷作用是它能把閃電從保護物上方引向自己並安全地通過自己泄入大地，因此，其引雷性能和泄流性能是至關重要的。避雷針的引雷性能已有實驗和理論分析如下：

一個豎立在平地的避雷針其引雷空域。其中簡化包絡線是一條拋物線，此線即為在正、負雷雨雲下該避雷針的50% 擊針擊地平均分界線。圖中小圈為空中各點實驗放電統計數據，表示模擬實驗下行先導的針尖位置，黑圈表示百分之百擊針，白圈表示百分之百擊地，黑白各半表示50% 擊針及擊地。

導閃針的保護範圍

導閃針的保護範圍通常認為是一個閉合的錐體空間，接閃器的上端是錐體的頂點，保護範圍是針高及繞擊率的函式。避雷針對被保護物的保護作用(保護範圍)，與雷電極性、雷電通道電荷分布、空間電荷分布、先導頭部電位、放電定位高度、避雷針的數量和高度、被保護物的高度、相互之間的位置，以及當時的大氣條件和地理條件等因素有關。般地說，地理條件(包括地貌和地質結構)影響雷擊先導階段電場分布，從而影響到主放電的發展；大氣條件影響是，空氣濕度和溫度愈高，避雷針保護效果就愈小；雷電流愈大，擊距愈長・避針保護范固愈大。

異型導閃針

(1) 球頭導閃針

這種球頭導閃針(包括同等曲率半徑的多針避雷針)的高度如與被保護目的物相等或相近，可能使目的物附近空間電場分布趨於均勻，從而減少目的物的引雷機率。但這不能認為是“排雷效應”，而是一種控制接閃點的技術行為。因為下行雷電先導仍要發展，直到對地物放電。若要可靠保護目的物並不增加相鄰建築物的雷擊率，還必須在其兩側安裝避雷針或避雷線，以保證雷電流的安全瀉放。建築物屋頂為平面和球面的就相當於改善局部電場結構， 我們進行過大型平頂房屋的模型雷擊試驗，負雷擊下絕大部分放電都擊於四周的檐部，屋面上很少雷擊；正雷擊下屋面上的雷擊次數也很少，但略多於負雷擊的情況。

(2) 限流導閃針

其具體數值須由試驗求得。所以限流避雷針的保護範圍將小於常規避雷針，模擬試驗表明其散擊被保護物的機率增大，即雷擊避雷針後仍然會向建築物放電，發生多點雷擊的現象。高阻抗限流避雷針也必須研究其保護範圍的變化。

(3) 脈衝導閃針

1987年前蘇聯學者提出在避雷針的上部加裝圓球形或圓盤形導體，並從理論和試驗上證明了這種增大避雷針固有電容的辦法能提高避雷針的引雷能力。這種避雷針結構不耐風壓，應改用高壓電容器進行試驗。試驗中發現當高壓電容器的保護間隙被擊穿時其模擬雷電間隙的放電電壓顯著降低。因此結合快脈衝放電的技術基礎，我們研製了高效避雷針。長間隙的直流和操作波的試驗證明，在負雷擊下高效避雷針的雷擊距離是常規避雷針的1. 3倍，在正雷擊下高效避雷針與常規針的放電性能無顯著差異。

(4) 放射導閃針

國內外的模擬試驗均已證實放射避雷針的防雷性能與普通避雷針相同，它並無增大避雷針保護範圍的效能。由於放射避雷針使用放射性元素，一旦放射性元素失散會造成環境污染，因此是一種被否定的技術。對各種國外避雷針應該有分析地引進和使用，不能盲目相信他們的商業宣傳。有人把已為國內外否定的技術(如放射性避雷針) 改頭換面地拿出來冠以“高技術”推廣，是應該揭露和批評的。