建造房屋以蔽风雨,是人类获得安宁生活的重要步骤,但是它却不能遮蔽闪电.直到近代科学技术阐明雷电性质之前,人们是无法躲避雷电的危害的.今天,建筑物和各种重要的设施的行之有效的避雷措施----避雷针是美国科学家富兰克林发明的.
世界各地,处处可见它的踪迹.楼屋,厂房,烟囱,火箭航天器发射塔,卫星天线等的顶部高高地耸立着一根,甚至几根金属杆,那就是避雷针.
避雷针为什么能避雷呢?
一说:避雷针在雷雨云的感应下产生尖端放电,能中和掉雷雨云中所带的电荷;二说:
避雷针是吸引闪电电流,并把它导入地下.在此,我们先弄清哪一说法正确,才能设计避雷针,有效地避雷.
如果避雷针的作用是前者,那么放电的尖端越多,放电中和的效果就越好.其实不然,最重要的判据还是科学的实验测定.实验测量表明,避雷针在雷雨云的电场作用下所释放的电量是微不足道的.一根避雷针的尖端放电电流一般只有几微安,而一次中等的雷击释放的电量就大约25-30库仑,这相当于几千根避雷针在几十分钟内的放电总量.
富兰克林指出:避雷针在雷暴期间的放电电流太小了,它的作用是把闪电引向自身,并沿它流入大地.避雷针的作用是"引雷",而不是"避雷".
为什么避雷针能吸引闪电?这要联想到静电放电现象:闪电其实就是两个带异号电物体之间的火花放电,带电体的突出部位的尖端附近电场强度最强,空气首先在这里击穿,电流就从这里开始流通.
雷电云与大地也是一对带电体,地面的突出部分的尖端附近是空气最易击穿的地方.在建筑物的最高端装上金属尖杆,显然火花放电最易发生在此处,这就是避雷针吸引闪电的道理.闪电电流要流入大地,需要导电通道,所以必须用较短导线把金属尖杆连接到接地装置上,不让闪电电流窜到建筑物的各部分去.
综上所述,避雷装置一般由接闪器,引下线和接地体三部分组成,避雷针只是接闪器的一种形式,此外还有避雷带,避雷网等.
避雷针对于保护建筑物是很有益的,根据各地区的雷电活动情况,建筑物所在地的具体环境,建筑物本身的重要性以及物质和经济条件等因素来综合考虑是否安装避雷装置.
但安装了避雷针并不是万无一失了,因接地线的断裂等原因而有形无用了.安装避雷针只是尽可能的减小人们生命财产的损失.本文只是给大家"引路入门"而已.