當(dāng)雷電云層形成時(shí),云層與地面之間產(chǎn)生一個(gè)電場,此電場強(qiáng)度可達(dá)到10kV/m甚至更高。從而使地面凸起部分或金屬部件上開始出現(xiàn)電暈放電。當(dāng)雷電云層內(nèi)部形成一個(gè)下行先導(dǎo)時(shí),閃電電擊便開始了。下行先導(dǎo)電荷以階梯形式向地面移動。當(dāng)下行先導(dǎo)接近地面時(shí),會從地面較突出的部分發(fā)出向上的迎面先導(dǎo)。當(dāng)迎面先導(dǎo)與下行先導(dǎo)相遇時(shí),就產(chǎn)生了強(qiáng)烈的“中和”過程,出現(xiàn)極大的電流(數(shù)十到數(shù)百千安),這就是雷電的主放電階段,伴隨著出現(xiàn)雷鳴和閃光。地面上的其它建筑物可能會生成好幾個(gè)迎面先導(dǎo)。與下行先導(dǎo)會合的個(gè)迎面先導(dǎo)決定了閃電雷擊的地點(diǎn)。提前放電避雷針的工作原理就是產(chǎn)生一個(gè)比普通避雷針更快的迎面先導(dǎo)。在自然的迎面先導(dǎo)形成前,提前放電避雷針會率先產(chǎn)生一個(gè)先導(dǎo),迅速地向雷電方向傳播直至捕獲雷電,并將其導(dǎo)入大地。實(shí)驗(yàn)室中證實(shí):比普通針更早產(chǎn)生迎面先導(dǎo)的這個(gè)啟動搶先時(shí)間稱為△T,賦予了提前放電避雷針更加有效的防雷保護(hù)功能。
提前放電避雷針的保護(hù)范圍
避雷針的保護(hù)范圍應(yīng)按GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄四《滾球法確定接閃器的保護(hù)范圍》規(guī)定的方法進(jìn)行計(jì)算。若達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,可通過加接桿將避雷針升高,或者選用提前放電避雷針。在保護(hù)對象的范圍很寬時(shí),可考慮用多根避雷針來滿足設(shè)計(jì)要求。
避雷針是以前的叫法,在中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中,已經(jīng)放棄了這一稱呼,而代之以‘接閃桿’。接閃桿與接閃帶、接閃線、接閃網(wǎng)、用以接閃的金屬屋面、金屬構(gòu)件等,統(tǒng)稱為接閃器;接閃器和引下線、接地裝置共同組成了建筑物或構(gòu)筑物的外部防雷裝置,用以避免或減少閃電擊中建筑物(構(gòu)筑物)上或其附近造成的物理損害和人身傷亡。
之所以將避雷針改名為接閃桿,是因?yàn)橐郧暗拿Q不科學(xué),沒有反映出接閃桿的原理。避雷針剛剛出現(xiàn)在中國時(shí),人們以為它可以避免房屋遭受雷擊,所以稱其為避雷針。但事實(shí)上,避雷針保護(hù)建筑物的方式并不是避免房屋遭受雷擊,而是引雷上身,然后通過其引下線和接地裝置,將雷電流引入地下,從而起到保護(hù)建筑物的作用。正因?yàn)檫@個(gè)原因,也有人建議將避雷針改名為引雷針,但總的來說,還是接閃桿這個(gè)名稱為貼切。
從這個(gè)意義上來說,市場上絕大多數(shù)建筑鋼筋,只要其直徑大于8毫米,都可以用來制作避雷針,只需在安裝上去以后在其表面涂刷一到兩層防銹漆即可,其價(jià)格非常低廉。從這個(gè)意義上來說,避雷針是沒有品牌的,因?yàn)楸芾揍樦皇墙娱W器中的一個(gè)小類,而任何金屬構(gòu)件都可以用來做接閃器。只強(qiáng)調(diào)避雷針的作用,強(qiáng)調(diào)品牌的避雷針,而忽視了其它接閃器的共同接閃作用,忽視了接閃器脫離了引下線和接地裝置就不能發(fā)揮作用的客觀事實(shí),這種觀念是有害的,需要加以糾正。