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按我國統(tǒng)計的雷電流幅值較大約為300 kA,其對應(yīng)的雷擊高度為408 m。取雷擊定位高度為400m,可得出不同高度避雷針的保護(hù)區(qū)和散擊區(qū)的地表半徑見表1。避雷針又與這些帶電云層形成了一個電容器,由于它較尖,即這個電容器的兩極板正對面積很小,電容也就很小,也就是說它所能容納的電荷很少。我國舊式民房一般高度在10 m以下,避雷帶和避雷網(wǎng)的高度與房高相同,安裝的短針防雷其高度為1~2 m,它們引起的散擊現(xiàn)象不明顯;高聳建筑物和高架避雷針引雷招致雷擊率和存在散擊區(qū)。我雷學(xué)者歷來不主張用高架避雷針保護(hù)建筑物,主張用屋頂短針和避雷帶防雷就是考慮了既能發(fā)揮它的引雷作用,又避免增加散雷區(qū)。
提前放電避雷針的優(yōu)點(diǎn)主要有兩個,一是它可以“提前放電”,比普通避雷針具有更好的引雷性能。二是將它的提前放電時間換算成提前放電距離后,相當(dāng)于增加了避雷針的高度,從而可以增大保護(hù)半徑。避雷針傳入法國后,法國皇家科學(xué)院院長諾雷等人開始反對使用避雷針,后來又認(rèn)為圓頭避雷針比富蘭克林的尖頭避雷針好。但是對于側(cè)擊雷和感應(yīng)雷依舊是沒有辦法防護(hù)的。保證避雷針的泄流能力很重要各種防雷規(guī)范均要求避雷針擁有獨(dú)立的下引接地,如此能可保證閃電電流迅速泄入大地。采購時可聽信一些不正規(guī)廠家的建議,把避雷針接入建筑本身的接地系統(tǒng)來節(jié)約成本。
現(xiàn)代避雷針是美國科學(xué)家富蘭克林發(fā)明的。富蘭克林認(rèn)為閃電是一種放電現(xiàn)象。為了證明這一點(diǎn),他在1752年7月的一個雷雨天,冒著被雷擊的危險,將一個系著長長金屬導(dǎo)線的風(fēng)箏放飛進(jìn)雷雨云中,在金屬線末端拴了一串銀鑰匙。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。當(dāng)雷電發(fā)生時,富蘭克林手接近鑰匙,鑰匙上迸出一串電火花。手上還有麻木感。幸虧這次傳下來的閃電比較弱,富蘭克林沒有受傷。注意:這個試驗(yàn)是很危險的,千萬不要擅自嘗試。1753年,俄國電學(xué)家利赫曼為了驗(yàn)證富蘭克林的實(shí)驗(yàn),不幸被雷死,這是做雷電實(shí)驗(yàn)的一個犧牲者。