限流接闪器是在富兰克林传统接闪器的基础上发展起来的一种新型接闪器,它采用导电硅橡胶高分子材料,在保留了普通接闪器功能、满足保护范围设计要求的同时,能利用导电硅橡胶的电阻特性,延缓雷击主放电时间、降低雷电流幅值,从而大大降低接闪器接闪后的雷电电磁场幅值和电位升高。限流接闪器结构简单、安装方便、机械强度高、免维护,可用于各种建筑物的直击雷防护。
1、 限流接闪器工作原理
众所周知,起电后的雷云和大地之间相当于一个充了电的电容器,雷云对
接闪器的放电相当于电容器的放电过程,如在电容器放电回路中串入阻抗可以降低电容器放电时的电流大小和延长放电时间。限流接闪器就是利用串入阻抗后电容器放电的这一特性来实现雷击接闪器的限流功能。
接闪器接闪雷电过程中,回路放电电阻越大,雷电流的幅值就会越小。然而由于传统接闪器的针体电阻R针很小(几乎为零),导致弧道电阻R弧道也较小,所以回路放电电阻R(R针与R弧道之和)值就很小、雷电流的幅值就较大。采用限流接闪器后,由于其针体电阻R针高达数十千欧姆,从而使弧道电阻R弧道也高达数兆欧,所以R值就很大、雷电流的幅值就被大大降低了,试验证明通常可以降低雷电流幅值两个数量级左右。
2、火箭引雷试验结论
为研究和证实限流接闪器在雷电防护中的限流性能,我们和武汉大学等研究机构曾对限流接闪器进行了火箭引雷试验,从典型的火箭引雷对比光学照片中可看出,相同能量的雷云被火箭引雷到限流接闪器上时,其主放电电流(约90 A)刚刚达到引雷钢丝的发光电流范围,故雷电通道的余晖很细且较暗;而被火箭引雷到传统接闪器上时,其主放电电流(约16 kA)已超过引雷钢丝的汽化电流值,故雷电通道的余晖很粗(宽)且非常明亮,从而说明限流接闪器实现了对雷电流的限制功能。
经反复多次的对比试验和统计,试验结果表明:
a.火箭引雷到限流接闪器上时,雷电流比引到普通接闪器上时小了2 ~ 3个数量级。
b.限流接闪器即便是在闪络后仍有很好的限流能力,可将雷电流限制到数十到数百安。
c.限流接闪器在强雷击时仍能将雷电流限制到原值的12.6% 左右。
3、典型接闪器应用案例
限流接闪器按照GB 50057 - 2010进行保护范围的设计,多年来在高层建筑中已得到了广泛的应用,应用领域涉及广电、通信、电力、铁路、军工、石化等系统,鉴于篇幅原因,这里只举一个典型应用案例。
某电网调度中心大楼高约65m,肩负五省一市的电力调配;大楼内安装有各种微电子设备,早年在楼顶部安装有传统接闪器,1983 ~ 1984年间发生过两次电子设备和计算机因雷击接闪器而损坏的事故。
1986年调度大楼更换、安装了爱劳公司生产的限流接闪器,在1986 ~ 2007年的20多年的运行中,未发生过一起因雷击接闪器而导致电子设备损害的雷电事故,期间还发生过3次雷电流较大的雷击事件(事后测量、分析的雷电流幅值大于150 kA),但是调度大楼的设备仍然能正常工作,未发现一例电子设备雷击损坏的案例。
2008年,在调度大楼维修中,调度中心用普通接闪器替换了限流接闪器,当年7月的一次雷击(雷电检测显示为106 kA)将调度大楼内的多台电子设备和计算机击坏,造成了严重的安全事故。
2009年7月,调度大楼重新安装了限流接闪器,时至今日,调度大楼已又安全运行了7年,在这7年中未发生过一次因雷击接闪器而导致电子设备和计算机损坏的事故。如果您想要采购相关的接闪器设备,您可以直接在河姆渡
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