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按我國統(tǒng)計的雷電流幅值較大約為300 kA,其對應(yīng)的雷擊高度為408 m。取雷擊定位高度為400m,可得出不同高度避雷針的保護(hù)區(qū)和散擊區(qū)的地表半徑見表1。我國舊式民房一般高度在10 m以下,避雷帶和避雷網(wǎng)的高度與房高相同,安裝的短針防雷其高度為1~2 m,它們引起的散擊現(xiàn)象不明顯;高聳建筑物和高架避雷針引雷招致雷擊率和存在散擊區(qū)。這樣,帶電云層與避雷針形成通路,而避雷針又是接地的,避雷針就可以把云層上的電荷導(dǎo)入大地,使其不對高層建筑構(gòu)成危險,保證了它的安全。我雷學(xué)者歷來不主張用高架避雷針保護(hù)建筑物,主張用屋頂短針和避雷帶防雷就是考慮了既能發(fā)揮它的引雷作用,又避免增加散雷區(qū)。
提前放電避雷針的優(yōu)點主要有兩個,一是它可以“提前放電”,比普通避雷針具有更好的引雷性能。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。國內(nèi)避雷針市場魚龍混雜,一些代理國外品牌的經(jīng)銷商大肆宣傳自己的產(chǎn)品符合國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),其中真假難辨,建議采購時按照國標(biāo)和IEC的標(biāo)準(zhǔn)來考察產(chǎn)品。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(shè)計了風(fēng)箏實驗,而風(fēng)箏實驗的成功反過來又證實了他的推測。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。避雷針其實是引雷針,所以防雷工程需要經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)計算,稍有不慎可能反而“引雷入室”。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。