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避雷針的高度不同,效果也各不同!
查看:1140  發稿日期:2017/12/13 11:36:50

       據統計,15m 高的樓房,四到六年可能遭一次雷擊。高90m 的避雷針平均每年遭一次。最早的高構筑物,埃菲爾鐵塔高百米,落成第二年避雷針就遭雷電擊毀,重修后沒再損壞過。高180m的避雷針,每年平均約遭三次雷擊。高240m 的大約遭遇五次雷擊。高300m 的避雷針,大約雷擊十次。高360m 的,約為雷擊二十次。

避雷針是富蘭克林于1753 年發明的,又經過多年的仔細觀察,于1774 年他很謹慎地指出,避雷針有雙重的作用或者由于尖端放電而避免發生閃電,或者將閃電導入地下。


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更鮮為人知的是,人類與動物們也得到了植物的保護,植物的根向下扎入泥土,青草尖和樹葉尖向上都有尖端放電,所以近地低空,正是由于太多的尖端放電作用而避免了許多閃電發生。


避雷針只有升到高處的時候,有電閃雷鳴才凸顯出來了它將閃電導入地下的強大作用,避雷針尖端放電的作用和動靜都顯得太小,幾乎被我們忽略了。

避雷針的雙重作用從電學角度看,本質上是一樣的,都是將電荷導入地下,但是兩者電流量大不一樣,相差懸殊,電荷來源也不同,一個是在大氣中的自由運動電荷,另一個是直接出自云中閃電的超額電荷。

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美國紐約帝國大廈

美國紐約帝國大廈361m,每年平均遭23 次雷擊,幾乎都是上行雷。北京中央電視臺發射塔的避雷針高405m,1994 年落成不久,夏季拍攝到一張上行雷的彩照。看來,前面的統計高360m的避雷針,每年平均二十次雷擊記錄也應該有一定數量的上行雷。從361m 405m,基本上都是上行雷。高度增加到這一段,空間電荷體密度增加了,空間體電阻降低,接地導電又良好的避雷針,足以能快速引發上行先導,向上發出擊閃。

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▲CCTV電視發射塔

再看看五、六百米高的避雷針。加拿大多倫多的C.N 通訊塔553m,兩年遭35 次雷擊,其中31 次,有28 次擊在塔頂,3次擊在下部,分別是塔頂下8m、l0m 和33m 處。


再看莫斯科電視塔,高537m,它的側擊雷繞擊雷則更多。據1972 年統計,在四年半的雷雨季節里遭遇143 次雷擊,平均每年32 次,大部分雷擊在塔頂下方20m 到30m,有兩次分別擊在塔頂下方200m 和300m 處,在塔周圍1.5kmm 內的地面落雷率比莫斯科市平均落雷率高2.5 到4 倍,這就使原先這個地區受閃電襲擊的危險程度增加了。

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▲CCTV電視發射塔


到達五、六百米的高度的避雷針,本以為避雷針越高,雷電越強,到這一段不但沒有了強烈的上行雷,直接擊閃的雷擊也弱了,還多了更弱的側擊雷和繞擊雷。誰能想到會出現這種完全意想不到的現象!


到此,不容懷疑,空間體電荷密度是有增無減的,那自然就是逐漸增強了避雷針的尖端放電作用,因而就導致這種引雷入地的作用趨向減弱的狀況。

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在這五六百米的高度,避雷針引雷入地的作用似乎是注定了,好在美國學者在二十世紀末尾,通過連續七年的野外對比實驗,觀察到12 次雷電均擊中鈍的避雷針,而近旁尖的富蘭克林避雷針卻始終未吸引雷擊。

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