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 古建筑防雷技术

随着科技大发展,人们对雷电知识的了解逐步深入,防雷技术也不断更新,但主要有以下7种:避雷针防雷法、法拉第笼式防雷法、滚球防雷法、E·F避雷保护系统、消雷器防护法、避雷设施保护法、人工影响雷电防雷法。几种方法各有侧重,对古建筑较为适用的是避雷针防雷法。

1.避雷针系统

防雷原理及使用范围

A、防雷原理。避雷针防雷法是利用避雷针高出被保护物的高度,使雷云下的电场发生畸变,从而将雷电流吸引到避雷针上,通过引下线和接地装置导入大地,使被保护对象免遭雷电直击。也就是说其实质并不是避雷,而是引雷。

B、适用范围。避雷针系统主要用于防直击雷,这一系统的接闪器有很多,如:避雷针、避雷线、避雷网、带等。由于古建筑防雷设置不仅要具有实效性,同时要尽量保持其原有风貌,所以多用避雷带、网作为古建筑防雷的接闪器。

2.避雷针系统的局限性

A、保护范围不稳定。避雷针保护范围是一个伞形或屋脊形保护区,其张开角度受到接闪器设置高度、雷电强度等多种参数的影响,有的采用30,有的采用60,尽管关于保护角的计算公式很多,但如何确定一直是富兰克林防雷理论的困扰所在。

B、反击问题。当雷击避雷针或避雷带时,由于引下线的阻抗,对地电压可达到相当高的数值,以至于可能造成接闪器及引下线向周围设备跳火反击。避雷针系统还存在着感应电压的危害,以及接触电压和跨步电压等问题,但其对古建筑危害不大,在此不作详细讨论。

3.球雷的预防

A、球雷概述。球雷很久以来就引起了人们的注意,根据球雷现象规律和许多球雷案例剖析及模仿实验表明:球雷是空中带静电荷气雾层运动相互作用放电电离的结果。其本质是一个由高速旋转电子封闭的等离子球体,之所以能形成球体,主要是空气中气雾层电离产生强电场和高频电磁振荡,产生一团漩涡状等离子体的缘故。漩涡体的存在或消失,取决于其内部的电磁平衡和能量补充。球雷是一个复杂的电荷系统,球体本身好似法拉第笼,对外不呈现电性,普通避雷针、网、带对其不起作用,并能从网、带孔洞缝隙中自由出入。故此,目前还没有同它斗争的较为有效、可靠的办法。

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