提前放電避雷針又名預(yù)放電避雷針,垂直安裝在被保護(hù)體頂部的防止雷擊的接地金屬棒系統(tǒng)。
由接閃器、引下線和接地裝置組成的防雷保護(hù)裝置。接閃器安裝在構(gòu)架上并高于被保護(hù)物,由提前與雷云感應(yīng)出負(fù)荷并通過引下線釋放能量,削弱雷云的能量從而保護(hù)建筑物等。
當(dāng)雷電云層形成時,云層與地面之間產(chǎn)生一個電場,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)部形成一個下行先導(dǎo)時,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,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,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迎面先導(dǎo)。與下行先導(dǎo)會合的個迎面先導(dǎo)決定了閃電雷擊的地點。提前放電避雷針的工作原理就是產(chǎn)生一個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。實驗室中證實:比普通針更早產(chǎn)生迎面先導(dǎo)的這個啟動搶先時間稱為△T,賦予了提前放電避雷針更加有效的防雷保護(hù)功能。
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,是因為以前的名稱不科學(xué),沒有反映出接閃桿的原理。避雷針剛剛出現(xiàn)在中國時,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。正因為這個原因,也有人建議將避雷針改名為引雷針,但總的來說,還是接閃桿這個名稱為貼切。
預(yù)放電避雷針是在傳統(tǒng)避雷針放電原理的基礎(chǔ)上,引入了“促進(jìn)電離”這一預(yù)防電型避雷針的基本特性,從而達(dá)到了比普通避雷針更早的先導(dǎo)放電,擴(kuò)大了保護(hù)半徑,提高了系數(shù)。在雷電條件下,當(dāng)雷電下行先導(dǎo)接近地面時,任何導(dǎo)電的表面均會產(chǎn)生一個上行先導(dǎo)。在被動避雷針的情況下,只有在長時間的電荷重聚之后,才會傳播上行先導(dǎo)。