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1、避雷针的原理与分布论文课题组长谈文超其他组员薛华星胡博文李宏溢黄光润郑兆聪李骁研究背景每天都望见建筑物上端有一些高高竖立起的金属状物体,出于好奇,便提出此课题.研究目的与意义研究的目的在于让更多的人了解到避雷针的原理与其分布,纠正人们的思维误区,并引导人的思维根据此原理适当地选择方法进行避雷.研究方法文献法.研究形式小组讨论,查阅资料.活动步骤1.查找相关资料,尽量找出与课题可能相关的内容,初步确定与之相关的理论依据,进行实地观察,对比资料.2.对资料进行分析,讨论,理解,并据此进行适当的延伸和加深,得出较完整的结论.3.做结题报告.研究结论避雷针的原理并不
2、是人们普遍认为的”避雷”,而是在于把雷电吸引到避雷针的尖端上,再通过金属导电把电传入大地,即”引雷”,以达到保护人免受雷击的危险.当带电的雷雨云接近建筑物时,由于静电感应,金属棒出现与云层相反的电荷.通过尖端放电,这些电荷不断向大气释放,中和空气中的电荷.达到避免雷击的目的.避雷针分布在雷云密集的地区,常伴有雷雨.男性的受击机会会大于女性,是由于男性分泌的雄性激素过多.避雷针做成蒲公英花的形状可增强避雷针的效果.研究收获体会知道了人们的定性思维中有很多误区,等着我们去发现和纠正,科学是没有止境的,新时代科学的大门等着我们用创新的双手去推开.研究中出现的新问题
3、如何能提高避雷针的作用以及降低成本.可否利用避雷针的原理用于收集雷电以供人的生活用电.感谢人员/指导老师汪亚玲附录1．避雷针的发明时间和发明人？1744～1750年富兰克林进行的关于一系列实验，例如著名的风筝实验，第一次向人们揭示了雷电只不过是一种大气火花放电现象的秘密。1749年富兰克林创议：接地的高耸的尖形铁棒可以用来保护建筑物，并设计了避雷针的实验。到18世纪末，避雷针获得公认，被普遍采用。2．避雷针由哪几部分组成的？避雷针由接闪器、引下线和接地体组成。接闪器是指直接截受雷击的避雷针的针头、避雷线、避雷带、避雷网，以及用作接闪的金属屋面和技术构件。引下
4、线是指连接接闪器与接地体的金属导体。接地体是指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。3．避雷针的保护原理是什么？当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变，在避雷针的顶端，形成局部电场强度集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。避雷针冠以“避雷”二字，仅仅是指其能使被保护物体避免雷害的意思，而其本身恰恰相反，是“引雷”上身。4．为什么避雷针要高于被保护物体？虽然避雷针的高度比较高，但在雷云与大地之间这个高达几公里，方圆几十公里的大电场内的影响却很限的。雷云在高空随机
5、漂移，先导放电的开始阶段随机地向任意方向发展，不受地面物体的影响，如图所示。当先导放电向地面发展到某一高度H以后，才会在一定范围内受到避雷针的影响，对避雷针放电。H称为定向高度，与避雷针的高度h有关。根据模拟试验，当h≤30m时，H≈20h；当h＞30m时，H≈600m。5．什么是避雷针的保护范围？避雷针的保护范围是指被保护物体在此空间范围内不致遭受雷击。6．在避雷针保护范围内的被保护物体是否绝对安全？避雷针保护范围的计算方法是根据雷电冲击小电流下的模拟试验研究确定的，并以多年运行经验做了校验。保护范围是按保护概率99、9%（即屏蔽失效率或绕击0、1%）确定
6、的。也就是说，保护范围不是绝对保险的，而是相对于某一保护概率而言。7．建筑物安装防雷装置后是否就万无一失了？从经济观点出发，要达到万无一失将十分浪费，因此《建筑物防雷设计规范》及其它设计规范和标准都指出“减少”，以表示不是万无一失。按照国家和国际标准进行设计的防雷装置的防雷安全度不是100%。8．“避雷针越高保护范围越大。”这种说法对不对？不对。用避雷针保护一个面积较大的被保护对象，并不是一味的增加避雷针的高度就能成比例的增大避雷针的保护范围。保护范围若按照45度角折线法进行计算，避雷针的高度影响系数P：当避雷针太高时保护半径不与避雷针高度成正比增大。若采用
7、滚球法估算避雷针的保护范围，用这种计算方法，得不出“避雷针越高保护范围越大”的结论。所以，对于面积较大的被保护对象，可以采用多支避雷针联合保护或与避雷带相结合的方法。9．避雷针的保护范围怎样确定的？按照《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94），用滚球法进行确定。10．普通避雷针发展至今，出现了哪些新的问题？普通避雷针发展之初，雷电的防护完全是建筑师的事，主要是避免建筑物遭到雷击和对人身安全的防护；20世纪初，雷电对电力系统的越来越大，在建筑防雷的基础上，电力系统开始研究雷电的危害，至今雷电的研究始终是电力系统重要的课题；80年代后，随着通信系统和计算机
8、系统的迅猛发展，避雷针落雷，雷电流在入地过程中对周围
