常规避雷针与ESE避雷针的防雷原理

1   常规避雷针与ESE避雷针的防雷原理

1.1 常规避雷针的防雷原理

常规防雷电可分为防直击雷电、防感应雷电和综合性防雷电3种。防直击雷电的避雷装置一般由3部分组成:接闪器、引下线和接地体。接闪器又分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网。以避雷针作为接闪器的防雷电原理为: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[1],由于避雷针针头是尖的,而静电感应时,导体尖端总是聚集了最多的电荷,这样,避雷针就聚集了大部分电荷;当云层上电荷较多时,避雷针与云层之间的空气很容易被击穿,成为导体,这样,带电云层与避雷针形成通路,而避雷针通过导线接入地下,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,保证了建筑物的安全。

2  ESE避雷针的防雷原理

2.1  防雷原理

ESE避雷针的厂家声称提前放电式避雷针的思路是采取主动出击的方法拦截雷击,在相同的条件下,比常规接闪器提前触发产生向上的迎面先导,当向下先导与向上先导发生碰撞时就产生雷击。当雷电云形成时,云层与地面之间的大气会产生一个电场,电场强度一般可达到14kV/m,从而使地面凸起的部分或金属部件上出现电晕。当雷电云层内部形成一个下行先导时,闪电电击就开始了。下行先导电荷以阶梯形式向地面发展,使地面迅速建立起电场,与此同时,地面建筑物或普通物体产生上行先导,上行先导向上传播,一直到与下行先导会合,此时闪电电流便流过所形成的通道,雷电随即产生。地面单个建筑物或金属部件可能会产生几个向上先导,与下行先导会合的第一个上行先导决定了闪电电击的位置。ESE避雷针就是产生一个比普通避雷针更快的上行先导,在远离被保护建筑的位置,提前发生雷击,从而达到保护建筑、构筑物的目的。厂家还解释,避雷针的激发器或触发器上产生强大的感应电压,在针尖聚集大量与下行先导相反的异种电荷,当达到一定强度,向上产生上行先导,提前接闪如法国杜尔-梅森公司的卫星ESE避雷针。反射器及避雷器针尖与大地有良好的电气连接,处于等电位状态。当激发器与发射器之间有电场强度,雷电闪络发生前,电场强度会迅猛增大,激发器与反应器之间的电位差大致相当于雷云与大地的电位,它们之间的电压降迅速增加会造成尖端大火,并使尖端周围的空气离子化,形成尖端放电现象。