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避雷针的高度不同,效果也各不同!
查看:660  发稿日期:2017/12/13 11:36:50

       据统计,15m 高的楼房,四到六年可能遭一次雷击。高90m 的避雷针平均每年遭一次。最早的高构筑物,埃菲尔铁塔高百米,落成第二年避雷针就遭雷电击毁,重修后没再损坏过。高180m的避雷针,每年平均约遭三次雷击。高240m 的大约遭遇五次雷击。高300m 的避雷针,大约雷击十次。高360m 的,约为雷击二十次。

避雷针是富兰克林于1753 年发明的,又经过多年的仔细观察,于1774 年他很谨慎地指出,避雷针有双重的作用或者由于尖端放电而避免发生闪电,或者将闪电导入地下。


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更鲜为人知的是,人类与动物们也得到了植物的保护,植物的根向下扎入泥土,青草尖和树叶尖向上都有尖端放电,所以近地低空,正是由于太多的尖端放电作用而避免了许多闪电发生。


避雷针只有升到高处的时候,有电闪雷鸣才凸显出来了它将闪电导入地下的强大作用,避雷针尖端放电的作用和动静都显得太小,几乎被我们忽略了。

避雷针的双重作用从电学角度看,本质上是一样的,都是将电荷导入地下,但是两者电流量大不一样,相差悬殊,电荷来源也不同,一个是在大气中的自由运动电荷,另一个是直接出自云中闪电的超额电荷。

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美国纽约帝国大厦

美国纽约帝国大厦361m,每年平均遭23 次雷击,几乎都是上行雷。北京中央电视台发射塔的避雷针高405m,1994 年落成不久,夏季拍摄到一张上行雷的彩照。看来,前面的统计高360m的避雷针,每年平均二十次雷击记录也应该有一定数量的上行雷。从361m 405m,基本上都是上行雷。高度增加到这一段,空间电荷体密度增加了,空间体电阻降低,接地导电又良好的避雷针,足以能快速引发上行先导,向上发出击闪。

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▲CCTV电视发射塔

再看看五、六百米高的避雷针。加拿大多伦多的C.N 通讯塔553m,两年遭35 次雷击,其中31 次,有28 次击在塔顶,3次击在下部,分别是塔顶下8m、l0m 和33m 处。


再看莫斯科电视塔,高537m,它的侧击雷绕击雷则更多。据1972 年统计,在四年半的雷雨季节里遭遇143 次雷击,平均每年32 次,大部分雷击在塔顶下方20m 到30m,有两次分别击在塔顶下方200m 和300m 处,在塔周围1.5kmm 内的地面落雷率比莫斯科市平均落雷率高2.5 到4 倍,这就使原先这个地区受闪电袭击的危险程度增加了。

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▲CCTV电视发射塔


到达五、六百米的高度的避雷针,本以为避雷针越高,雷电越强,到这一段不但没有了强烈的上行雷,直接击闪的雷击也弱了,还多了更弱的侧击雷和绕击雷。谁能想到会出现这种完全意想不到的现象!


到此,不容怀疑,空间体电荷密度是有增无减的,那自然就是逐渐增强了避雷针的尖端放电作用,因而就导致这种引雷入地的作用趋向减弱的状况。

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在这五六百米的高度,避雷针引雷入地的作用似乎是注定了,好在美国学者在二十世纪末尾,通过连续七年的野外对比实验,观察到12 次雷电均击中钝的避雷针,而近旁尖的富兰克林避雷针却始终未吸引雷击。

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