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为什么闪电打到避雷针上不会产生很大威力

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发表于 2024-10-24 09:03:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 atonement 于 2024-10-24 09:08 编辑

一个闪电储存的能量很可观,如果全部或者大部分施加到一个建筑物上,可能直接摧毁建筑物造成大规模人员伤亡。即使闪电打到避雷针上,我们知道,被击穿后的空气的电导率和铜,银类导体可以比拟,也就是整个几百米甚至更长的击穿通道里的电阻并不大,甚至可能比避雷针到大地段电阻还小。如果是这样,那大楼会受到巨大能量而倒塌。但实际情况不是这样,避雷针和大楼实际上只受到了闪电中的很小一部分能量,还不足以破坏掉大楼。有没有高手解释一下原因?
     
发表于 2024-10-25 10:27:02 | 显示全部楼层
atonement 发表于 2024-10-25 10:09
那是击穿前,麻烦你再想想。

对,击穿前就有电离通道,你全是对的。
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发表于 2024-10-25 10:28:32 | 显示全部楼层
atonement 发表于 2024-10-25 10:12
你是岁数大了眼睛出问题了?还是出幻觉了。相比拟什么意思不懂?差距不大的意思,肯定不是你那普及初中物 ...

我还没学二极管,刚学了金属晶体。向您致敬,懂王老兄。您全是对的好不好?
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发表于 2024-10-25 10:02:39 | 显示全部楼层
atonement 发表于 2024-10-25 10:00
别神棍了,你不就想说你懂强电场说明电阻大吗,呵呵,自己玩去,你想不明白我也不想教你。

神棍的是您老人家吧?本来是硬说等离子体电导率比铜和银还高,现在又编辑了帖子改成“相比拟”。

基础不牢,地动山摇啊
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 楼主| 发表于 2024-10-25 10:12:15 | 显示全部楼层
metellan 发表于 2024-10-25 10:02
神棍的是您老人家吧?本来是硬说等离子体电导率比铜和银还高,现在又编辑了帖子改成“相比拟”。

基础 ...

你是岁数大了眼睛出问题了?还是出幻觉了。相比拟什么意思不懂?差距不大的意思,肯定不是你那普及初中物理的水平还比载流子浓度那差一千倍。你是刚学完二极管原理刚知道有载流子这个词吗?
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 楼主| 发表于 2024-10-25 10:00:02 | 显示全部楼层
metellan 发表于 2024-10-25 09:32
强电场从哪里来?高的压降说明什么?是我想不明白还是你想不明白?

别神棍了,你不就想说你懂强电场说明电阻大吗,呵呵,自己玩去,你想不明白我也不想教你。
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发表于 2024-10-24 17:56:26 | 显示全部楼层
atonement 发表于 2024-10-24 14:31
你这个表格才到2万度,电离率不够,实际上击穿的电离率可以比这个2万度加热的电离率高得多。

你认为能有多高?温度高说明导电差,想过这点吗?
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发表于 2024-10-24 10:59:44 | 显示全部楼层
避雷针导电性良好,被雷击时可以 快速将电能泄放到大地。
树木、建筑物等导电性差,遭受雷击的时候因为不能及时泄放电能,将在树木或建筑物产生大量的热,释放出机械能,导致损坏

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发表于 2024-10-24 09:43:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 JuncoJet 于 2024-10-24 09:49 编辑

高压电,只需要简单引导,毕竟可以在空气中传播
中国古代建筑早就有这样的避雷设计,虽然那时候还没发明电

主要是因为他是一次性的
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发表于 2024-10-24 09:37:55 | 显示全部楼层
点焊机瞬间也能产生几百几千安培的电流!
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发表于 2024-10-24 09:46:24 | 显示全部楼层
中国古建筑的避雷设计并不是自古就有,而是在近现代随着科学技术的发展和对雷电危害认识的加深才逐渐引入的。以下是一些关键的时间点和发展历程:
1. 古代的雷电防护
在古代,人们对于雷电的认识非常有限,主要通过宗教和迷信的方式来应对雷电。例如:
寺庙和宫殿:在一些重要的建筑物上安装“雷公柱”或“雷公像”,希望通过神灵的力量来避雷。
风水学:在建筑设计中考虑风水,选择地形较高的地方建造建筑物,以减少雷击的风险。
2. 近现代的引入
随着西方科学和技术的传入,中国的建筑开始采用现代的避雷技术。以下是几个重要的时间点:
19世纪末至20世纪初
1895年:美国发明家本杰明·富兰克林在1752年进行了著名的风筝实验,证明了雷电是电的一种形式,并发明了避雷针。这一技术随后逐渐传入中国。
晚清时期:一些沿海城市的近代建筑开始采用西方的避雷技术,尤其是在租界区和外国使馆区。
20世纪中叶
1949年后:新中国成立后,政府开始重视防雷工作。特别是在一些重要建筑和公共设施中,开始逐步安装避雷装置。
1950年代:随着国家经济建设和科技发展的推进,避雷技术在中国得到了更广泛的应用。许多新建的重要建筑都配备了避雷系统。
1980年代至今
1980年代:中国开始制定和实施一系列防雷标准和规范,如《建筑物防雷设计规范》(GB 50057)等。
2000年后:随着科技的进步和防雷意识的提高,越来越多的古建筑也开始进行避雷改造。许多重要的古建筑如故宫、天坛等,都安装了现代化的避雷系统。
具体案例
故宫:故宫作为中国最重要的古建筑之一,在20世纪末和21世纪初进行了大规模的避雷改造。安装了避雷针、避雷带等设备,确保这座历史文化遗产的安全。
天坛:天坛也在近年来进行了避雷系统的升级,保护这些具有重要文化价值的古建筑免受雷电损害。
总结
中国古建筑的避雷设计并不是一开始就有的,而是在近现代随着科学技术的发展和对雷电危害认识的加深才逐渐引入的。特别是在20世纪中叶以后,随着国家对防雷工作的重视和相关标准的制定,越来越多的古建筑开始配备现代化的避雷系统,以保护这些宝贵的文化遗产免受雷电的威胁。希望这些信息对你有所帮助!
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发表于 2024-10-24 09:47:50 | 显示全部楼层
避雷系统的可靠接地电阻是确保其有效性和安全性的重要参数。根据国际和国家标准,避雷系统的接地电阻通常需要满足一定的要求。以下是一些常见的标准和建议:
国际标准
IEC 62305(国际电工委员会标准):这是关于雷电防护的标准,其中规定了避雷系统的设计、安装和维护要求。根据该标准,接地电阻的具体值取决于建筑物的类型和重要性。
中国国家标准
GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》:这是中国关于建筑物防雷设计的主要标准。根据该标准,不同类型的建筑物对接地电阻有不同的要求。
具体要求
1. 第一类防雷建筑物:
接地电阻不应大于10欧姆。
在高土壤电阻率地区,当难以达到10欧姆时,允许放宽到30欧姆,但应采取相应的补救措施,如增加接闪器数量等。
2. 第二类防雷建筑物:
接地电阻不应大于10欧姆。
在高土壤电阻率地区,当难以达到10欧姆时,允许放宽到30欧姆,但应采取相应的补救措施。
3. 第三类防雷建筑物:
接地电阻不应大于30欧姆。
在高土壤电阻率地区,当难以达到30欧姆时,允许放宽到50欧姆,但应采取相应的补救措施。
实际应用中的考虑
土壤电阻率:不同的土壤类型和条件会影响接地电阻。在高电阻率土壤中,可能需要采用更多的接地极或深井接地等方式来降低电阻。
接地系统设计:合理的接地系统设计包括使用多个接地极、接地网、水平和垂直接地导体等,以确保接地电阻符合要求。
定期检测:避雷系统的接地电阻应定期进行检测,以确保其长期有效。一般建议每年至少检测一次。
补救措施
如果接地电阻无法达到标准要求,可以采取以下补救措施:
增加接地极的数量:通过增加接地极的数量来降低总的接地电阻。
使用化学降阻剂:在接地极周围使用化学降阻剂,以降低土壤的电阻率。
深井接地:在某些情况下,可以使用深井接地技术,将接地极打入更深的土壤层,以降低接地电阻。
水平接地网:铺设大面积的水平接地网,以增加接地面积,从而降低接地电阻。
总结
避雷系统的可靠接地电阻通常不应大于10欧姆(对于第一类和第二类防雷建筑物),不应大于30欧姆(对于第三类防雷建筑物)。在高土壤电阻率地区,可以适当放宽要求,但应采取相应的补救措施。定期检测和维护是确保避雷系统有效性的关键。
希望这些信息对你有所帮助!如果你有更多具体的问题或需要进一步的详细信息,请告诉我。
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发表于 2024-10-24 09:49:28 | 显示全部楼层
避雷系统的设计不仅要考虑接地电阻,还要考虑其能够承受的瞬态功率(即雷电流的峰值和能量)。避雷系统的主要组件包括接闪器(如避雷针、避雷带)、引下线和接地装置。以下是一些关键参数和标准,用于确定避雷系统可以承受的瞬态功率:
1. 雷电流的特性
峰值电流:雷电流的峰值通常在几万到几十万安培之间。根据国际电工委员会(IEC)的标准,典型的雷电流峰值为100 kA。
波形:雷电流的波形通常是8/20 μs波形,表示电流从零上升到峰值的时间为8 μs,然后下降到峰值的一半所需的时间为20 μs。
2. 国际标准
IEC 62305:这是关于雷电防护的国际标准,详细规定了避雷系统的设计、安装和维护要求。该标准将建筑物分为不同的防雷类别,并对应不同等级的雷电流峰值。
IEC 62305中的雷电流分类
第一类防雷建筑物:
最大预期雷电流峰值:200 kA
第二类防雷建筑物:
最大预期雷电流峰值:150 kA
第三类防雷建筑物:
最大预期雷电流峰值:100 kA
3. 中国国家标准
GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》:这是中国关于建筑物防雷设计的主要标准,也对不同类型的建筑物提出了相应的雷电流峰值要求。
GB 50057-2010中的雷电流分类
第一类防雷建筑物:
最大预期雷电流峰值:200 kA
第二类防雷建筑物:
最大预期雷电流峰值:150 kA
第三类防雷建筑物:
最大预期雷电流峰值:100 kA
4. 避雷系统的组件
接闪器:避雷针或避雷带需要能够承受雷电流的冲击,而不发生损坏或熔断。
引下线:引下线需要具有足够的截面积和导电能力,以确保雷电流能够安全地传导到接地装置。
接地装置:接地装置需要具有低的接地电阻,以确保雷电流能够迅速散入大地,避免过高的电压升。
5. 具体要求
接闪器:接闪器的设计应能够承受预期的最大雷电流峰值。例如,对于第一类防雷建筑物,接闪器应能够承受200 kA的雷电流。
引下线:引下线的截面积应根据预期的雷电流峰值来选择。例如,对于100 kA的雷电流,引下线的截面积通常不应小于50 mm2。
接地装置:接地装置的接地电阻应符合标准要求,通常不应大于10欧姆(对于第一类和第二类防雷建筑物),不应

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发表于 2024-10-24 09:54:49 | 显示全部楼层
本帖最后由 zzfjct 于 2024-10-24 09:57 编辑

避雷针相当于释放电阻,在闪电能量(电压)达到一定值时开始闪络跳火释放,雷雨天气可以观察到避雷针顶部的闪络跳火现象。大能量云层迅速接近避雷针时才会发生直接击中,即便如此雷击的损害也比直接击中地面建筑物小得多,因为存在一定的释放时间。
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发表于 2024-10-24 09:56:45 | 显示全部楼层
古塔,都建在山上最高处,为什么没有避雷设置,经历几百年,都没有遭受雷击,难道是塔尖有避雷效果?
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发表于 2024-10-24 10:03:33 | 显示全部楼层
pinshuixianfen 发表于 2024-10-24 09:56
古塔,都建在山上最高处,为什么没有避雷设置,经历几百年,都没有遭受雷击,难道是塔尖有避雷效果?

因为有大师开光
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发表于 2024-10-24 10:18:11 | 显示全部楼层
避雷针的作用是在雷击(弧光放电)之前先辉光放电,预先释放一部分雷电能量,使雷击时间延长,减小雷击的破坏性。建筑物的避雷引下线一般是利用柱主筋,体量小的至少4处(4个角),体量大的十几二十几处都有,每处2根(直径小于16mm的4根)钢筋,可以算算这么多钢筋能承受多大电流,高层建筑超过30米的部分还需要设均压环,防侧击雷。当然雷电直接接触的部位(接闪器)还是能看到金属熔融、混凝土炸裂的情况,但也局限于很小的范围,也很好修复,一般不会对建筑结构造成破坏(至少我没见过)。

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发表于 2024-10-24 10:50:52 | 显示全部楼层
1、把大楼劈倒需要多少焦耳能量?  常规闪电拥有多少能量?
2、闪电击毁大楼的原理是什么? 如何才能确保大楼尽量吸收闪电能量被击垮?
3、击穿空气的电阻率是多少? 比铜银低多少? 击穿空气需不需要消耗能量?

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发表于 2024-10-24 11:36:27 | 显示全部楼层
也许是尖端放电
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发表于 2024-10-24 11:40:01 | 显示全部楼层
水泥电阻率多大,避雷针电阻率多大,差几个数量级,这玩意能比吗?
至于空气,分子那么稀疏,就算电离,跟金属电阻率也没法比。
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 楼主| 发表于 2024-10-24 12:57:19 | 显示全部楼层
chipset009 发表于 2024-10-24 11:40
水泥电阻率多大,避雷针电阻率多大,差几个数量级,这玩意能比吗?
至于空气,分子那么稀疏,就算电离,跟 ...

空气等离子体的电导率还真就不比金属差。
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