接闪器与建筑物外部防雷保护实用教案.pptx

我国建筑物防雷规范GB50057—94规定建筑物外部防雷主要方法是在建筑物顶部安装接闪器（避雷针、线、带、网），通过引下线与埋在地下的接地(jiēdì)体连接，将雷电流泄流入地，避免被保护物体遭受雷击，从而达到保护的目的；除此而外，还可用等电位连接来均衡电压、合理布设引导雷电流等方法。
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第一节 接闪器
避雷针防雷，亦称富兰克林法，一种最古老、最传统的防雷方法。这种避雷装置包括安装在建筑物最高点（也可以独立设置）的接闪器（即金属杆避雷针）、引下线及接地装置。
《中国(zhōnɡ ɡuó)大百科全书》定义避雷针 ：“将雷电引向自身并泄入大地使被保护物免遭直接雷击的针形防雷装置”。避雷针实际上是“雷电拦截” 。
IEC定义：装在建筑物上，将雷电流释放到大地中去的金属棒或金属条。
在GB50057—94中说明：避雷针、避雷带(线)、避雷网是直接接受雷击的，统称为接闪器。
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第二节 避雷针的防雷保护
一. 避雷针接闪
避雷针的针状是直接承受雷电的部分，当带电的雷云出现在地面上空时，由于静电感应作用，大地及避雷针上将出现与雷云电荷极性相反的电荷。先导向下的发展是
随机取向的，当阶梯式先导向下发展
到邻近地面，在接闪器的顶端处电场
将发生畸变，出现局部集中的高电场
区，如图中曲线示出的等电位线。接
闪器的顶端处的电场强度明显高于其
它地方，这就为先导向接闪器发展创
造了十分有利的件，容易地将先导吸
引到接闪器上，使雷击点出现在接闪
器的顶端，而不致(bùzhì)出现在其下面的被
保护物体上。
避雷针接闪器顶端(dǐngduān)处的电场畸变
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① 雷击点处热量
现代建筑(jiànzhù)、高层、金属结构，兼作防雷装置，引导雷电流。
雷电流作用，对金属物体的破坏作用必须考虑，雷击金属物时，
雷电放电通道直接与金属物接触，在雷击点产生的热量可通过在
雷电流持续时间内的积分来计算，即
式中 W —热量，J；
UAR—金属物体上雷击点处电弧(diànhú)压降，其经验值取为20～30V；
i—从雷击点注入金属物体的雷电流，A。
二. 避雷针做接闪器的要求(yāoqiú)
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② 雷击点处的温度升高
由于雷电流的作用时间(shíjiān)很短，在计算雷击点处的温度升高以及雷电流通过金属物体所产生的温度升高时，均可忽略散热的影响，于是温升可表示为：
式中ΔT—温升，℃；
m —金属物体质量，㎏；
λ —比热，J/㎏·℃）。
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雷击点的热量与避雷针接闪器最小直径要求：
当温升值过高时，就会造成金属的熔化，用避雷针做接闪器，不能被熔化毁坏。由试验和理论计算，可估计出注入单位电荷作用下几种(jǐ zhǒnɡ)常用金属的熔化体积当量为：
铝：12mm3/c； 铜：； 钢：。
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避雷针接闪器宜采用(cǎiyòng)圆钢或焊接钢管制成，为了保证足够的雷电流通流量，其直径应不小于下表给出的数值。接闪器顶端的针尖应做成圆锥状，具有较大的尖度，且应光滑。
避雷针接闪器最小直径(zhíjìng)
针 型
直径
圆钢(mm）
钢管(mm）
针长1m以下
12
20
针长1—2m
16
25
烟囱顶上的针
20
40
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进入(jìnrù)建筑物的各种设施的雷电流分配
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金属屋顶或金属罐体做接闪器时的厚度要求：
金属的熔化深度：
雷击点加热面积的直径取50100mm，相应的面积为19637854mm2。若已知电荷Q值，可估算金属的熔化深度。
按正闪击的全部(quánbù)电荷的平均值（50%的概率）为80C负闪击的相应值仅为8C），则熔化深度：
铁： ~；
铜： ~ ；
铝： ~ ；
已证实，铁板遭雷击时其与雷击通道接触处由于熔化而烧穿仅当其厚度小于4mm时才可能。
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在建筑物遭受雷击后，雷电流会沿建筑体内各种金属导体通路流入大地