考慮感應電荷作用的避雷針引雷特性研究.pdf

1、雷電是一種常見的自然災害,它給人類社會帶來了巨大的危害。為了解決雷電的危害,人們采取了一些防雷措施,其中避雷針是一種最簡單、最常用的直擊雷防護裝置。然而,在避雷針保護范圍內,雷擊被保護物體的現(xiàn)象仍時有發(fā)生,避雷針的防雷性能值得人們研究。
　　本文針對避雷針保護范圍發(fā)生繞擊事故這一事實,認為避雷針的防雷性能是受到了周圍建筑物的影響,其引雷能力與周圍建筑物對雷電的吸引存在競爭關系。為此,對避雷針的引雷特性進行研究,主要考慮感應電荷所產

2、生的空間電場的作用。為了計算感應電荷量,首先建立了雷電先導的一個二維物理模型,運用模擬電荷法計算了建筑物以及避雷針的感應電荷,并據(jù)此推導了空間電場和電位的計算公式;在此基礎上,根據(jù)先導發(fā)展理論,建立了地閃放電先導連接過程的物理模型,運用Maxwell電磁場有限元仿真軟件對雷電先導與地物的連接過程進行仿真,根據(jù)不同建筑物尺寸、先導電位、避雷針高度、避雷針在建筑物上的位置這幾種情況的仿真結果,分析了這些因素對避雷針引雷性能的影響。最后,利用

3、實驗室內進行長間隙放電,對鈍頭避雷針和盤頭避雷針的引雷特性進行實驗對比,發(fā)現(xiàn)了避雷針頭部形狀、接地電阻對避雷針的引雷性能也有一定的影響。
　　本文的主要結論是:避雷針的高度對避雷針有一定的影響,在低建筑上,避雷針的引雷作用隨其高度的增加而增強,但在高層建筑上,其高度的增加對其引雷作用影響不大;建筑物的拐角有一定的引雷作用,在防雷設計中需要注意復雜建筑的拐角和尖端凸出部分,應采取防雷措施;盤頭避雷針比鈍頭避雷針具有更好的引雷效果,避