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木節(jié)十,通過介紹有限元數(shù)值計(jì)算得到普通避雷針及茛周同電場強(qiáng)度分布的特點(diǎn),防雷廠家并根據(jù)電場強(qiáng)度分布,分析先導(dǎo)發(fā)展的可能性,估箅避雷針叫能的保護(hù)角。
普通避雷針在先導(dǎo)發(fā)牛之前,針尖存在電暈現(xiàn)象,電暈電荷在空間按一定的形式分布,電荷的極性與避雷針的極性相同,因而,空間電暈電荷的存在對(duì)先導(dǎo)的繼續(xù)發(fā)展具有一定的阻6悱用。
二、計(jì)算結(jié)果
假定市間沒有電荷,午電極頂端的電場強(qiáng)度為3Mv/m時(shí)空間電位分布云圃如圖3—5所示,電極尖端附近電場強(qiáng)度分布云圖如圖3—6所示,電極附近電場強(qiáng)度等值線田如圖3-7所示—山計(jì)算可知,當(dāng)無空間電荷存在,電極頂部1 m處空間兒場強(qiáng)度達(dá)到1200V/m時(shí)(稱為標(biāo)稱場強(qiáng)),電極頂端的表d/電場強(qiáng)度最大值叮達(dá)3MV/m,即先導(dǎo)可出現(xiàn)和發(fā)展。計(jì)算結(jié)果綜合結(jié)論如表3-1所示
從數(shù)值計(jì)算結(jié)果看,電暈產(chǎn)生的空間電荷密度達(dá)到lffTC/m3,
雷針幾乎沒有接閃的可能。而這個(gè)電荷密度在第二章中提到,只要有100nA的電暈電流,在100~200s的短時(shí)間內(nèi)極易達(dá)到。
前面介紹廠避雷針頂部的情況,下面是對(duì)避雷針附近電場強(qiáng)度的計(jì)算介紹。
在㈩現(xiàn)電暈后產(chǎn)生的空間電荷將避雷針附近的高場強(qiáng)區(qū)移小,會(huì)加強(qiáng)周圍的電場強(qiáng)度,假設(shè)周圍物體表面電場的值達(dá)到如前所述的標(biāo)秘塌強(qiáng)的一半時(shí),作為臨界保護(hù)范鬧,日雀這些點(diǎn)下的物體有與避雷針相同的等效自徑;即這些物體[:方lm處場強(qiáng)達(dá)到標(biāo)稱場強(qiáng)時(shí),防雷廠家放電先導(dǎo)就會(huì)山這些物體I·發(fā)㈩。避雷針上方達(dá)到2倍標(biāo)稱場強(qiáng)時(shí),周鬧物體上方1m處就達(dá)到]倍的標(biāo)稱場強(qiáng),作為保護(hù)極限,:
如同3-8所示計(jì)算區(qū)域,以x為坐標(biāo),在x方向取lm·個(gè)點(diǎn)作乖線與各保護(hù)角度線相交,并選取各保護(hù)角上的計(jì)算地場值,不考慮豐間電荷的空問電場強(qiáng)度分布見表3-2,考慮電暈電荷的空間電場強(qiáng)度分布見表3—3,;撲,卜部分表示人于標(biāo)稱場強(qiáng)]200v/m的一十時(shí)保護(hù)可能火敗,,
由衷3—2可知,沒有中間電荷時(shí),除廠靠近避雷針尖附近的物體有可能產(chǎn)生與避雷針的仙日競渡放電外;保護(hù)角達(dá)到65‘以上都是可能的,
由表3—3可知,一日山現(xiàn)10’c/m’空間電荷分布,普通避雷釗幾乎沒有保護(hù)角,45‘為臨界極值。40’以下都有火敗可能。
空間電荷為]0”C/m’時(shí)的保護(hù)范圍見圖3—9。普通避雷針防雷廠家實(shí)際保護(hù)范圍很小,且不穩(wěn)定。如果電荷密度冉大一惦,保護(hù)范圍就不存在了。
普通避雷針由于在上行九導(dǎo)形成之前.針尖存在長吲司電暈現(xiàn)象,避雷針周同卞間電暈電荷與針尖的極性相同,電暈產(chǎn)生的空間電荷的存在劉上行先導(dǎo)的發(fā)展具有很大的阻礙作剛。L月而,保護(hù)成功率很低;類似發(fā)生電暈的保護(hù)裝置,比如電力超高爪線路架寧地線、消雷非等裝置沒有可信的保護(hù)范圍可言:
第四有效接閃器
在第‘章中.通過論證、數(shù)值計(jì)算和推導(dǎo),證明普通避雷針沒有穩(wěn)定的接閃能力,而各種廣外廠程義需要有保護(hù)設(shè)施。引雷用途的接閃揣(日前習(xí)慣稱為避雷針)就是個(gè)非常重要的核心環(huán)節(jié),在很人程度上決定了保護(hù)能否成功。
本章不介紹如何占設(shè)計(jì)和制造接閃揣,只提出基本要求和檢驗(yàn)內(nèi)容。凄片可以根據(jù)本章所述內(nèi)容,去判斷正在使用的各種接閃器能否穩(wěn)定接叫,比如提前放電、滯后放電等各種作用的設(shè)捂-