避雷针的原理及其分类
避雷针的工作原理
避雷针的工作原理
一、引言
避雷针是一种用于保护建筑物和其他高大物体免受雷击的装置。它通过将雷电引导到地面，从而保护建筑物和人员的安全。本文将详细介绍避雷针的工作原理。
二、避雷针的构成
避雷针通常由导体材料制成，如铝、铜或钢。它由以下几个主要部分组成：
1. 避雷针杆：避雷针杆是避雷针的主体部分，通常是一根长而尖的金属杆。它的作用是吸引雷电，并将其引导到地面。
2. 接地系统：接地系统是避雷针的重要组成部分，用于将引导的雷电安全地传导到地面。它通常由一根或多根导体材料组成，埋入地下。
3. 连接线：连接线用于连接避雷针杆和接地系统，确保雷电能够顺利地通过避雷针引导到地面。
三、避雷针的工作原理
避雷针的工作原理基于电荷分布和电场强度的原理。当雷云中的正电荷和地面的负电荷之间形成电场差时，会产生电荷分离。避雷针利用其尖锐的形状和导体材料的导电性，将电场集中在避雷针的顶部。
当雷电靠近避雷针时，由于避雷针尖端的电场强度较高，它会吸引周围的空气分子离子化，形成一个电离通道。这个电离通道将提供一个低阻抗路径，使雷电能够顺利地通过避雷针引导到地面。
同时，避雷针的接地系统起到关键作用。接地系统将引导的雷电传导到地下，使其安全地分散到地球中，从而避免了雷击对建筑物和人员的危害。
四、避雷针的效果评估
避雷针的效果可以通过以下几个方面进行评估：
1. 雷击次数：通过统计建筑物周围的雷击次数，可以评估避雷针的效果。如果
避雷针能够吸引并引导大部分雷电，那么建筑物周围的雷击次数应该显著减少。
2. 损坏程度：通过检查建筑物和避雷针本身的损坏情况，可以评估避雷针的效果。如果避雷针能够有效地保护建筑物免受雷击，那么建筑物和避雷针本身应该没有或仅有轻微的损坏。
避雷针的工作原理
避雷针的工作原理
避雷针是一种用于保护建筑物和其他高耸物体免受雷击的装置。它的工作原理
基于电场的原理，通过将雷电的电荷引导到地面，从而减少或消除雷击的危险。
1. 基本结构和组成
一般来说，避雷针由以下几个主要部分组成：
- 避雷针杆：通常由导电材料制成，如铝合金或铜。它是避雷针的主体部分，用于吸引和接收雷击。
- 接地系统：由导体和接地装置组成，将避雷针的电荷引导到地面。
- 避雷针绝缘子：用于将避雷针与建筑物或其他物体隔离，以防止电流通过
建筑物传导。
- 避雷针保护装置：用于监测和控制避雷针的工作状态，以确保其正常运行。
2. 工作原理
避雷针的工作原理可以分为两个方面：电场原理和导电原理。
- 电场原理：当雷电云和地面之间形成电场时，避雷针的尖端会集中电场线，从而增加了电场强度。这使得雷电更有可能通过避雷针而不是建筑物或其他物体击中地面。
- 导电原理：避雷针的导电材料可以将雷电的电荷引导到地面。当雷电接近
避雷针时，由于尖端的形状和导电材料的特性，电荷会集中在避雷针上。然后，通过接地系统，电荷会被引导到地面，从而减少了雷电对建筑物的影响。
3. 避雷针的安装和维护
安装避雷针需要考虑以下几点：
- 避雷针应该安装在建筑物或其他物体的高点，以便更好地吸引雷电。
- 避雷针应该与建筑物或其他物体之间保持一定的距离，以防止雷电通过避
雷针传导到建筑物。
- 避雷针的导电材料应该是高导电性的，以确保电荷能够有效地被引导到地面。
- 避雷针的接地系统应该是可靠的，以确保电荷能够顺利地流入地下。
维护避雷针需要定期检查和保养：
避雷针的工作原理是
避雷针的工作原理是
避雷针的工作原理主要是通过将建筑物或其他物体上聚集的自然雷击电荷引导到地下的大地中，以保护物体和人的安全。以下是其工作原理的简要描述：
1. 构成：避雷针通常由一个或多个金属尖刺组成，安装在建筑物或其他高耸物体的顶部。金属尖刺有助于促进电荷的集聚和释放。
2. 吸引电荷：当雷电云通过建筑物或物体上空时，其带电荷会感应到避雷针。根据电场原理，避雷针顶部的金属尖刺会导致电荷聚集在尖端附近。
3. 放电：由于避雷针顶部尖端是导电材料，它可以为电荷提供发散的通道。当电荷达到一定水平时，会发生电击放电现象，从而使尖端的电荷通过空气中的电离导电通道传导到地下。
4. 导向电流：一旦电荷通过导体的路径传导到地下，它会通过接地系统（如接地线或接地棒）进一步传导到大地中。这样可以将大量的电荷导向地下，避免电流通过建筑物或其他物体。
5. 保护作用：通过引导和导向电流，避雷针能够有效地降低闪电对建筑物和其他物体的直接冲击，减少雷击损坏和危害的可能性。
需要注意的是，避雷针的工作原理并不是吸引或吸收闪电，而是引导和导向电流，使其安全地通过。它的作用是将雷电电荷
引导到地下，而非完全消除闪电。因此，合适的避雷系统需要与其他综合安全措施相结合，以提供全面的保护。
避雷针的工作原理
避雷针的工作原理
避雷针是一种用于保护建筑物和其他高耸物体免受雷击的装置。它的工作原理是通过将雷电引入地下，从而减少雷电对建筑物和人身安全造成的危害。以下是关于避雷针工作原理的详细解释。
1. 避雷针的构造和组成
避雷针通常由金属材料制成，如铜或铝。它由三个主要部分组成：顶端尖锐的导电杆、连接导线和接地装置。
2. 避雷针的放置位置
避雷针通常安装在建筑物的高处，如屋顶或塔楼。它们也可以安装在其他高耸物体上，以吸引并引导雷电。
3. 避雷针的工作原理
当雷电接近建筑物或其他高耸物体时，避雷针的尖端会吸引电荷。这是因为尖锐的形状会增加电场的强度，从而使避雷针成为电场的高电势点。
4. 避雷针的导电杆和连接导线
避雷针的导电杆和连接导线是用来将电荷引导到地下的关键组件。导电杆的尖端吸引了雷电的电荷，而连接导线将这些电荷从导电杆传输到接地装置。
5. 避雷针的接地装置
接地装置是避雷针系统中非常重要的一部分。它通常由金属材料制成，并与地下的大地连接。当雷电通过导电杆和连接导线进入接地装置时，它会通过接地装置的导电性质被安全地分散到地下。
6. 避雷针的保护范围
避雷针的保护范围取决于其高度和形状。一般来说，避雷针的保护范围约为其高度的2倍。这意味着，如果避雷针安装在建筑物的屋顶上，它可以保护建筑物周围的区域。
7. 避雷针的作用
避雷针的主要作用是吸引和引导雷电，将其安全地分散到地下，从而保护建筑物和人身安全。避雷针的存在减少了雷电对建筑物和其他高耸物体的直接打击，从而降低了火灾、损坏和人员伤亡的风险。
总结：
避雷针是一种用于保护建筑物和其他高耸物体免受雷击的装置。它通过将雷电引入地下，减少雷电对建筑物和人身安全造成的危害。避雷针的工作原理是通过尖锐的导电杆吸引电荷，然后通过连接导线将电荷引导到接地装置，最终将雷电安全地分散到地下。避雷针的放置位置、构造和组成以及保护范围都是确保其有效工作的重要因素。通过避雷针的使用，可以降低建筑物和人员受到雷击的风险，保护生命和财产安全。
避雷针的工作原理
避雷针的工作原理
避雷针是一种用于保护建筑物和其他设施免受雷击损害的装置。它的工作原理基于导电材料的特性和电荷分布的原理。下面将详细介绍避雷针的工作原理。
1. 避雷针的结构
避雷针通常由导电材料制成，如铝合金、铜或钢。它由三个主要部分组成：导体杆、导体头和接地装置。导体杆是避雷针的主体，通常是一根细长的金属杆，固定在建筑物的高处。导体头是导电材料制成的尖锐部分，用于吸引雷电。接地装置将避雷针与地面连接，以将雷电引导到地下。
2. 雷电的形成和传导
雷电是大气中产生的电荷分布不平衡所导致的自然现象。当云层内的正电荷和负电荷之间的电荷分布不平衡时，会发生雷电放电。雷电放电通常是从云到地面或云之间的放电。
3. 避雷针的工作原理
避雷针的工作原理是利用导体杆和导体头来吸引雷电。导体杆的高度使其成为建筑物中最高的点，因此它更容易成为雷电的吸引点。导体头的尖锐形状有助于集中电场，从而增加雷电击中的概率。
当雷电接近建筑物时，由于导体杆和导体头的存在，它们会成为雷电放电的路径。雷电会沿着导体杆和导体头的表面流动，然后通过接地装置引导到地下。接地装置通过与大地的连接，将雷电释放到地下，从而保护建筑物和其他设施免受雷击损害。
4. 避雷针的效果
避雷针的存在可以大大减少建筑物和其他设施受到雷击的风险。通过吸引雷电并将其引导到地下，避雷针可以防止雷电直接击中建筑物，从而避免了可能引起火灾、损坏电气设备或对人身安全产生威胁的危险。
5. 避雷针的安装和维护
为了确保避雷针的有效运行，它们需要正确安装和定期维护。安装避雷针时，应根据建筑物的高度和结构选择适当的位置，并确保导体杆与建筑物的其他部分保持良好的接触。此外，导体杆和导体头的表面应保持清洁，以确保其导电性能。
避雷针的基本原理
避雷针的基本原理
避雷针是一种用于保护建筑物和其他高耸物体免受雷击损害的装置。它的基本原理是利用放电原理将雷电引导到地面，从而减少对被保护物体的影响。以下是避雷针的基本工作原理：
1.尖尖的导电材料：避雷针通常由金属制成，具有尖尖的形状，例
如铜或铝。尖尖的形状有助于集中电场，并促使周围空气离子化。
2.接地系统：避雷针与地面之间建立了良好的接地系统。通常，避
雷针会通过导线与地面上的金属导体或地下的接地电极连接起来。这样，当雷电击中避雷针时，电流会通过导线迅速传导到地面。
3.引导和放电：由于避雷针尖端的尖锐形状，它能够通过电场的作
用引导周围空气中的离子形成电流通路。当雷电靠近并达到放电阈值时，电流将从避雷针尖端开始放电，沿着导线流向地面。4.分散和减弱雷电能量：通过将雷电引导到地面，避雷针实际上将
雷电的能量分散到地球上的广阔区域中，从而减少了对建筑物或其他物体的直接影响。地球具有较大的容量和导电能力，能够有效地吸收和分散雷电能量，减少对被保护物体的损害。
需要注意的是，避雷针并不能完全消除雷电的危险，但它可以显著
降低雷电对被保护物体的影响。正确安装和维护的避雷针系统可以提供有效的保护，将雷电引导到安全地区，减少损坏和人身伤害的风险。
避雷针的工作原理 (2)
避雷针的工作原理
一、引言
避雷针是一种用于保护建筑物和其他高耸物体免受雷击的装置。它通过将雷电引导到地面，从而减少了雷电对建筑物和人身安全的威胁。本文将详细介绍避雷针的工作原理。
二、避雷针的组成
避雷针通常由以下几部分组成：
1. 避雷针杆：通常由金属材料制成，如铜或铝。它是避雷针的主要部分，负责接收雷电。
2. 导线：连接避雷针杆和地面，将引导的雷电传输到地下。
3. 接地装置：用于将引导的雷电导入地下，以确保安全。
三、工作原理
避雷针的工作原理基于电荷分布和电场原理。当云层中形成电荷分离时，正电荷集中在云底部，而负电荷则集中在云顶部。这种电荷分离导致云与地面之间形成电场。
当电场强度达到一定程度时，电荷之间的电势差会超过空气的绝缘能力，从而形成一条电离通道，也就是闪电。闪电会沿着最短路径传输，通常是从云到地面。
避雷针的存在改变了电场的分布，从而影响了闪电的路径。当避雷针安装在建筑物顶部时，它会成为云与地面之间的最短路径，吸引闪电击中它。以下是避雷针的工作过程：
1. 电场影响：避雷针的尖端会通过电场的影响而带电。由于尖端半径较小，电
场强度较高，因此它会吸引附近的电荷。
2. 电离和放电：当电场强度足够高时，空气中的分子会电离，形成一个导电通道。这个通道会导致闪电放电，使避雷针与云之间建立起电连接。
3. 引导闪电：一旦电离通道形成，它会成为闪电放电的路径。闪电会沿着这个
通道传输，从而将电荷从云中释放到避雷针。
4. 导电通道和接地：避雷针的导线将引导的闪电传输到地面。地面上的接地装
置将接收到的电荷导入地下，从而将雷电排放到安全的地方。
避雷针的工作原理
避雷针的工作原理
一、引言
避雷针是一种用于保护建筑物和其他高耸物体免受雷击的装置。它通过引导雷电放电到地面，以保护建筑物和人身安全。本文将详细介绍避雷针的工作原理以及其在保护建筑物中的应用。
二、避雷针的组成
避雷针主要由以下几个部分组成：
1. 避雷针杆：通常由金属材料制成，如铜、铝等。避雷针杆是避雷针的主体部分，负责接收雷电放电。
2. 接地装置：用于将避雷针杆与地面连接，以便将雷电放电导向地面。
3. 导线或导体：将避雷针杆与接地装置连接起来，以便建立电路通路。
三、避雷针的工作原理
避雷针的工作原理基于静电学和电流原理。当雷电云与地面之间的电位差达到一定程度时，会产生电荷累积。避雷针的作用就是通过提供一个比周围环境更容易放电的路径，将电荷导向地面，以减少雷电放电对建筑物的影响。
具体来说，避雷针的工作原理如下：
1. 避雷针的尖端形状：避雷针的尖端通常采用尖锐的形状，这有助于集中电场并加强电荷的累积效应。当雷电云与地面之间的电位差增大时，电场强度也随之增强。
2. 电离空气：当电场强度达到一定程度时，空气中的分子会发生电离，形成电离层。电离层中的自由电子和离子会导致电流流动，从而形成放电通路。
3. 雷电放电：当电离层形成后，它会成为一个导电通路，使雷电放电能够通过
避雷针杆和导线流向地面。这样，避雷针就起到了引导雷电放电的作用。
4. 接地：避雷针的接地装置将引导的雷电放电导向地面，从而实现了对建筑物
和其他高耸物体的保护。
四、避雷针的应用
避雷针广泛应用于各种建筑物和设施中，包括住宅、商业建筑、工厂、电力设
避雷针的工作原理
避雷针的工作原理
避雷针是一种用于保护建筑物免受雷击的重要装置。它的工作原理是通过将建
筑物与地面之间建立一个导电通路，将雷电引向地面，以减少雷击对建筑物的危害。下面将详细介绍避雷针的工作原理。
一、避雷针的导电原理
1.1 避雷针通常由金属材料制成，如铜或铝，具有良好的导电性能。
1.2 避雷针通过与地面连接的导线将建筑物与地面形成一个导电通路。
1.3 当雷电击中建筑物时，避雷针会迅速将电荷引向地面，防止电荷在建筑物
内部积聚。
二、避雷针的放电原理
2.1 避雷针的尖端设计有利于放电，尖端的小曲率半径有助于电荷的释放。
2.2 避雷针的放电过程会产生离子化气体，使空气中的电阻降低，促进电荷的
释放。
2.3 放电过程会产生闪电，将电荷引向地面，减少雷击对建筑物的危害。
三、避雷针的接地原理
3.1 避雷针必须与地面充分接触，以确保电荷能够有效地引向地面。
3.2 避雷针的接地系统通常由多根导线组成，增加接地面积，提高接地效果。
3.3 良好的接地系统可以降低接地电阻，提高避雷针的效率。
四、避雷针的保护范围原理
4.1 避雷针的高度和形状会影响其保护范围，一般来说，避雷针越高、形状越尖，保护范围越大。
4.2 避雷针的保护范围通常为其高度的2-3倍，建筑物周围的地面也会受到一定程度的保护。
4.3 避雷针的位置应该尽可能靠近建筑物的高点，以提高保护效果。
五、避雷针的维护原理
5.1 避雷针需要定期检查和维护，确保其导电性能和接地效果良好。
5.2 避雷针表面应保持清洁，避免积聚灰尘和杂物影响其导电效果。
5.3 避雷针的接地系统应定期检测接地电阻，必要时进行维修和升级，以确保其正常工作。
避雷针的工作原理
避雷针的工作原理
一、引言
避雷针是一种用于保护建筑物和设备免受雷击伤害的重要装置。它通过将雷电引导到地下，以保护建筑物和人员的安全。本文将详细介绍避雷针的工作原理，包括避雷针的结构、材料和工作机制。
二、避雷针的结构
避雷针通常由导体材料制成，如铜、铝等。它主要由以下几个部分组成：
1. 避雷针杆：避雷针杆是避雷针的主体部分，通常由金属材料制成。它具有较高的导电性能，能够有效地引导雷电。
2. 避雷针尖：避雷针尖是避雷针的顶部部分，通常采用尖锐的设计。这种设计有助于集中电场，并更好地引导雷电。
3. 避雷针基座：避雷针基座是避雷针的底部部分，通常由金属材料制成。它用于固定避雷针杆，并将避雷针与地面连接起来。
三、避雷针的工作原理
避雷针的工作原理基于闪电的特性和电场的分布。当雷电靠近建筑物时，避雷针会起到以下几个作用：
1. 电场集中：避雷针的尖锐设计导致电场的集中。当雷电靠近避雷针时，电场会在避雷针尖的周围集中，从而引导雷电。
2. 电离空气：当雷电靠近避雷针时，电场的集中会导致空气电离。电离空气会形成一条导电通道，使雷电能够通过避雷针引导到地下。
3. 地下引导：避雷针的主要功能是将雷电引导到地下。一旦雷电通过避雷针进入地下，它将沿着地下导体传播，从而保护建筑物和设备免受雷击伤害。
四、避雷针的工作机制
避雷针的工作机制可以简单描述为以下几个步骤：
1. 雷电靠近：当雷电靠近建筑物时，由于建筑物的高度和尖锐的避雷针设计，避雷针会成为雷电的首选路径。
2. 电场集中：避雷针的尖锐设计导致电场在避雷针尖的周围集中。这种集中的电场会吸引雷电，并引导它朝着避雷针移动。
避雷针的工作原理
避雷针的工作原理
避雷针是一种用于保护建造物和人员免受雷击伤害的装置。它通过将雷电引导到地下，从而减少了雷电对建造物和人体的危害。下面将详细介绍避雷针的工作原理。
1. 避雷针的组成
避雷针主要由导体材料、绝缘材料和接地系统组成。导体材料通常采用铜或者铝，因为它们具有良好的导电性能。绝缘材料用于保护导体不受外界环境的影响。接地系统用于将导体与地面连接，以便将雷电引导到地下。
2. 避雷针的工作原理
当雷电挨近建造物时，避雷针会成为雷电的优先通道，将雷电引导到地下。其工作原理可以分为以下几个步骤：
2.1 建造物的保护范围
避雷针安装在建造物的高处，通常是建造物的屋顶或者塔楼。它的高度使得它成为雷电击中的最容易目标，从而保护了建造物和人员。
2.2 雷电的引导
当雷电挨近建造物时，由于避雷针的导体材料具有良好的导电性能，它会吸引雷电，成为雷电的优先通道。雷电会沿着避雷针的导体材料流动，而不是击中建造物。
2.3 雷电的分散
一旦雷电进入避雷针，它会沿着导体材料流动，直到达到接地系统。接地系统将雷电引导到地下，将其分散到地球中。这样可以避免雷电对建造物和人员造成伤害。
3. 避雷针的保养和维护
为了确保避雷针的正常工作，需要定期进行保养和维护。以下是一些常见的保
养和维护措施：
3.1 清洁避雷针
定期清洁避雷针的导体材料，以确保其表面没有积聚的灰尘或者腐蚀物。这可
以提高避雷针的导电性能，使其更好地吸引雷电。
3.2 检查绝缘材料
定期检查避雷针的绝缘材料是否破损或者老化。如有需要，及时更换绝缘材料，以确保避雷针的安全性能。
避雷针的工作原理
避雷针的工作原理
简介：
避雷针是一种常见的防雷设备，广泛应用于各种建造物和设施中。它的主要功能是引导雷电流迅速地通过导体，将雷电引导到地面，以保护建造物和人员免受雷击的危害。本文将详细介绍避雷针的工作原理。
一、避雷针的组成
避雷针通常由以下几个部份组成：
1. 金属导体：避雷针的主体部份是由导电性能良好的金属材料制成，如铜、铝等。导体的形状可以是尖峰状、圆柱状或者其他形状，以增加其表面积，提高导电效果。
2. 避雷针杆：避雷针杆是支撑避雷针的主要结构，通常由耐腐蚀和耐高温的材料制成，如不锈钢或者镀锌钢。避雷针杆需要具备足够的强度和稳定性，以承受雷击和风力的冲击。
3. 接地装置：接地装置是将避雷针与地面连接的部份，通常由导电性能良好的金属材料制成，如铜板或者铜棒。接地装置的作用是将雷电引导到地面，以保护建造物和人员不受雷击伤害。
二、避雷针的工作原理
避雷针的工作原理基于物理学的电荷分布和电场原理。当雷电云与地面之间存在电位差时，会形成电场。避雷针利用尖峰状的导体，通过增大导体表面积，使其在电场中形成高电场梯度，从而促使电荷分布更加集中。当雷电云中的电荷与避雷针上的电荷发生作用时，会产生电离现象，形成电离通道，从而引导雷电沿着避雷针迅速地流向地面。
具体来说，避雷针的工作过程可分为以下几个步骤：
1. 电场形成：当雷电云与地面之间存在电位差时，会形成电场。电场的强度与电位差的大小有关，避雷针的存在可以增大电场的强度。
2. 电离现象：当电场强度达到一定程度时，会使空气中的份子发生电离，产生正负电荷。避雷针上的导体尖峰会加强电场的强度，从而促使电离现象的发生。
避雷针的应用原理
避雷针的应用原理
避雷针的应用原理主要包括以下几点：
1. 引雷作用：避雷针通过导线接入地下，与地面形成等电位差。当雷云放电达到地面时，避雷针会使路面静电场产生畸变，在避雷针的顶端产生局部静电场集中的空间，从而影响雷击主导放电的发展方向，使雷电优先击中避雷针，将其电流通过自身的接地导体传向地面，避免保护对象直接遭雷击。
2. 提前放电：避雷针在强电场作用下产生尖端放电，形成向上先导放电。当雷电通路形成后，电流会随之泻入大地，达到避雷效果。
3. 保持高耸：避雷针应比周围要保护的物、设备等都要高，这样可以确保雷电优先打在避雷针上，将雷电流导入地下。
总的来说，避雷针的工作原理主要是通过吸引雷电、提前放电和保持高耸等方法，将雷电电流导入地下，从而保护建筑物、设备等免受雷击损害。
避雷针的工作原理是什么
避雷针的工作原理是什么
避雷针的工作原理是通过将自身成为雷击的优先路径，以保护周围建筑或人员的安全。具体过程如下：
1. 避雷针通常由一个金属尖端和一个导体杆构成。金属尖端升起到较高的位置，使其能够远离建筑物和其他易受雷击的目标。
2. 当雷云靠近地面并形成雷电时，雷电会在云与地面之间形成一个带电场。该带电场会通过空气中的离子化分子传导电荷。
3. 当雷电的电场与避雷针的金属尖端靠近时，金属尖端会逐渐带上一个与雷电带有相反电荷的电荷。
4. 当电荷积累到一定程度时，避雷针会成为电荷释放的点。这是因为具有相反电荷的金属尖端会吸引带有同性电荷的离子，并最终将电荷释放到地面。
5. 通过将电荷导向地面，避雷针能够防止雷电沿着建筑物或其他易受损的目标路径进行爆破，从而保护了周围的人员和建筑物的安全。
需要注意的是，避雷针只是一种防雷保护措施，不能完全消除雷击的风险。对于一些较高的建筑物，可能需要组合使用其他防雷装置，如避雷网和避雷带，以提供更全面的保护。
避雷针的原理及其分类ppt课件
• 氧化锌避雷器—利用了氧化锌阀片理想的伏安特性（非线
性极高，即在大电流时呈低电阻特性，限制了避雷器上的
电压，在正常工频电压下呈高电阻特性），具有无间隙、
无续流电压等优点，也能限制内部过电压，被广
泛使用
5
• 保护间隙避雷器主要用于限制大气过电压，一般 用于配电系统、线路和变电所进线段保护。
17源自文库
磁吹型避雷器
磁吹型避雷器的火花间隙由许多个串 联了线圈的间隙串联而成，利用磁场 使每个间隙中的电弧产生运动（如 旋转或拉长）来加强去游离，以提 高间隙的灭弧能力。磁场是由间隙串
联的线圈所产生，其原理接线见图18－ 9。
磁吹线圈两端设置的辅助间隙的作用， 是为了消除磁吹线圈在冲击电流通过 时产生过大的压降而使保护性能变坏。
秒特性曲线比较陡，与被保护设备的绝缘配合不理想 2）放电时会产生截波，对有线圈的设备造成危害。
弧灭能力差，对于间隙动作后流过的工频续流往往不能自 行熄灭，将引起断路器的跳闸 应用：常用于中性点不直接接地10KV以下的配电网络中， 一般安装在高压熔断器的内侧，以减少变电所线路断路器 的跳闸次数
12
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外间隙将管子与电网隔开。 原理：雷电过电压使内外间隙放电， 内间隙电弧高温使产气材料产生气体， 管内气压迅速增加，高压气体从喷口 喷出灭弧。 优点：管式避雷器具有较大的冲击通 流能力，可用在雷电流幅值很大的地 方。 缺点：管式避雷器放电电压较高且分 散性大，动作时产生截波，保护性能 较差。 应用：主要用于变电所、发电厂的进 线保护和线路绝缘弱点的保护。
避雷针的工作原理
避雷针的工作原理
引言：
避雷针是一种用于保护建筑物和其他高大物体免受雷击损害的装置。它通过将雷电引导到地下，从而减少雷击对建筑物和人身安全的危害。本文将详细介绍避雷针的工作原理及其组成部分。
一、避雷针的定义和作用
避雷针是一种金属导体装置，通常安装在建筑物或其他高大物体的顶部，用于吸引和引导雷电，以保护物体和周围环境免受雷击损害。它的主要作用是将雷电引导到地下，从而减少雷击带来的危害。
二、避雷针的组成部分
1. 避雷针杆：避雷针杆是避雷针的核心部分，通常由导电材料如铜或铝制成。它的形状通常是尖锐的，以便更好地吸引雷电。
2. 接地装置：接地装置是将避雷针与地下导体连接的部分。它通常由导电材料制成，如铜或铝。接地装置的作用是将避雷针吸引的雷电引导到地下，从而保护建筑物和周围环境。
3. 避雷网：避雷网是位于建筑物或其他高大物体周围的金属网状结构。它的作用是扩大避雷范围，将雷电引导到避雷针杆上，从而减少雷击对建筑物的损害。
三、避雷针的工作原理
当雷电接近建筑物或其他高大物体时，避雷针起到了吸引和引导雷电的作用。其工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 吸引雷电：由于避雷针杆的尖锐形状和导电材料的特性，它能够吸引雷电，使雷电优先选择避雷针作为路径。
2. 引导雷电：一旦雷电被吸引到避雷针上，它会通过避雷网或接地装置被引导
到地下。避雷网和接地装置的导电性质能够迅速将雷电引导到地下，减少雷击的危害。
3. 分散电荷：在引导雷电的过程中，避雷针和接地装置会将电荷分散到地下，
从而降低雷电对建筑物和周围环境的影响。
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风能101 聂伟 李云 潘蓉 吕朋 高海波 徐发杰
避雷器
• 避雷器的作用：把闪电从保护物上方引向自己并 安全地通过自己泄入大地
• 避雷器应不设备并联，装在被保护设备的电源一 侧
工作原理
• 正常工作电压下
（1）避雷器相当于一个 绝缘体； （2）流过的电流仅有 微安级。
• 过电压下
（1）避雷器阻值急剧减小；
（2）流经避雷器的电流瞬间增大至数千安培；
（3）避雷器处于导通状态，释放过电压能量， 有效限制过电压对输变电设备的侵害。
避雷器的保护作用原理
避雷器的主要种类
• 避雷器按其发展的先后可分为： • 保护间隙避雷器—形式最简单的避雷器 • 管型避雷器—也是一个保护间隙，但放电后自行灭弧 • 阀型避雷器—是将单个放电间隙分成许多短的串联间隙， 同时增加了非线性电阻，提高了保护性能 • 磁吹避雷器—利用磁吹式火花间隙，提高了灭弧能力，同 时还具有限制内部过电压能力 • 氧化锌避雷器—利用了氧化锌阀片理想的伏安特性（非线 性极高，即在大电流时呈低电阻特性，限制了避雷器上的 电压，在正常工频电压下呈高电阻特性），具有无间隙、
• 从各方面调查的分析表明，氧化锌避雷器爆炸事 故原因69％为制造质量问题。25％为运行丌当，6 ％ 为选型丌当而造成的。而内部受潮直接影响产 品质量，是引起氧化锌避雷器爆炸事故的主要原 因
磁吹型避雷器
磁吹型避雷器的火花间隙由许多个串 联了线圀的间隙串联而成，利用磁场 使每个间隙中的电弧产生运动（如 旋转戒拉长）来加强去游离，以提 高间隙的灭弧能力。磁场是由间隙串
联的线圀所产生，其原理接线见图18－ 9。
磁吹线圀两端设置的辅助间隙的作用， 是为了消除磁吹线圀在冲击电流通过 时产生过大的压降而使保护性能变坏。
阀型避雷器
• 阀型避雷器由装在密封瓷套中的间隙（又称火花 间隙）和非线性电阻（又称阀片）串联构成，阀 片的电阻值不流过的电流有关，具有非线性特性， 电流愈大电阻愈小
阀型避雷器
• 阀型避雷器分普通型和磁吹型两类。普通型避 雷器的火花间隙由许多如图18－8所示的单个间隙 串联而成。单个间隙的电极由黄铜板冲压而成， 两电极间用云母垫圀隔开形成间隙。
均压 电阻
间隙 电容
阀片 电阻 图18－8 单个火花间隙
原理
• 避雷器动作后，工频续流电弧被许多单个间 隙分割成许多段短弧，使其熄灭。阀片电阻是 非线性的，因而在很大的雷电压通过时电阻值很 小、残压丌高（丌会危及设备绝缘）。当雷电流 过去之后，在工频电压作用下，电阻值变得很大， 因而大大地限制了工频续流，以利于火花间隙灭 弧。利用阀片电阻的非线性特性，解决了既要降 低残压又要限制工频续流的矛盾。 • 阀型避雷器用于变电所和发电厂的保护，在220KV 及以下系统主要用于限制大气过电压，在超高压 系统中还将用来限制操作过电压
• 并联间隙氧化锌避雷器 • 串联间隙氧化锌避雷器 • 全密封无间隙氧化锌避雷器
• 瓷外套 • 复合外套
• 复合绝缘外套的采用，顺应了国际电力产品小型 化、安全化、免维护的发展趋势。高分子有机 复合材料不传统的陶瓷和玱璃等无机材料相比， 具有体积小、重量轻、耐污秽免清扫、防爆 防震动的优点。是集成化、模块化的中高压输变 电成套设备中首选的防雷元件。
图18－9 1－主间隙 2－辅助间隙 3－磁吹线圈 4－电阻阀片
• 不普通阀型避雷器基本相同，增加磁吹放电间隙 并采用高温阀片电阻，
• 其灭弧性能和通流能力比阀型强。 • 主要用在330KV以及超高压变电所的电气设备保 护。
氧化锌避雷器
• 氧化锌避雷器
• 其阀片以氧化锌（ZnO）为主要材料，加入少量金属氧
•பைடு நூலகம்
优点
•
（1）无间隙、无续流。在工作电压下，ZnO阀片呈现极大的电阻，
续流近似为零，相当于绝缘体，因而工作电压长期作用也丌会使阀片 烧坏，所以一般丌用串联间隙来隔离工作电压。
•
（2）通流容量大。由于续流能量极少，仅吸收冲击电流能量，
故ZnO避雷器的通流容量较大，更有利于用来限制作用时间较长（不 大气过电压相比）的内部过电压。
化物，在高温下烧结而成。
• 氧化锌阀片具有很优异的非线性伏安特性。通常以1mA时 的电压作为起始动作电压，其值约为其最大允许工作电压 峰值的105％～115％。
氧化锌避雷器原理
（1）正常工作电压下， 流经电流仅有微安级 （2）当遭受过电压时， 由于氧化锌压敏电阻片 的非线性，流过避雷器 的电流瞬间达数千安培， 避雷器处于导通状态， 释放过电压能量，使电 源线上的电压控制在安 全范围内，从而有效地 限制了过电压对输变电 设备的侵害。
•
（3）可使电气设备所受过电压降低。在相同雷电流和相同残压
下，一般阀型避雷器只有在串联间隙击穿放电后才泄放电流，而ZnO 避雷器（无串联间隙）在波头上升过程中就有电流流过，这就可降低 作用在设备上的过电压。
•
（4）ZnO避雷器体积小、质量轻、结构简单、运行维护方便。
目前国内输电线路主要采用金属氧化物避 雷器(MOA)。氧化锌避雷器由一个戒并联 的两个非线性电阻片叠合囿柱构成。
管型避雷器
外间隙将管子与电网隔开。 原理：雷电过电压使内外间隙放电， 内间隙电弧高温使产气材料产生气体， 管内气压迅速增加，高压气体从喷口 喷出灭弧。 优点：管式避雷器具有较大的冲击通 流能力，可用在雷电流幅值很大的地 方。 缺点：管式避雷器放电电压较高且分 散性大，动作时产生截波，保护性能 较差。 应用：主要用于变电所、发电厂的进 线保护和线路绝缘弱点的保护。
它根据电压等级由多节组成 35～110kV氧化锌是单节的 220kV氧化锌是两节的 500kV氧化锌是三节的 750kV氧化锌是四节的。
氧化锌避雷器缺点
• 氧化锌避雷器的损坏主要是爆炸和老化。老化引 起的损坏极少，而爆炸事故时有发生，且事故率 很高，严重影响系统供电。 • 爆炸事故的特点有：①既有大型骨干厂生产的也 有小厂生产的：②既有国产的也有迚口；③既有 发生在雷雨天，也有发生在晴天的；④既有发生 在操作时， 也有发生在无操作时的；⑤既有发生 在中性点非直接接地系统的，也有发生在中性点 直接接地系统的
种间隙的熄弧能力较差，间隙电弧往往丌 能自行熄灭，将引起断路器跳闸，这是保 护间隙的主要缺点，也是其应用受限制的原 因。此外，由于间隙敞露，其放电特性也受气象和外界
条件的影响
• 击穿（breakdown) • 绝缘物质在电场的作用下发生剧烈放电戒导电
的现象叫击穿。 • 平常我们使用的验电笔中的氖管发光，就是氖管 两端的电压超过70V而被击穿 • 电容器两端电压过高，会使夹在其中的电介质击 穿。
• 电弧：是一种能量集中、温度很大、亮度很 大的气体导电现象。 • 电弧的产生实际上时气体介质在某些因素下，发 生强烈电离，产生很多带点质点，由绝缘变为导 通的过程。 • 电弧能成为导电通道，是因为电弧的弧柱内存在 大量的带电的粒子，这些带电粒子的定向运动形 成电弧。
保护间隙避雷器
是一种最简单的避雷器 形状：棒形、角形、环形、球形等。 结构：由主间隙和辅助间隙串联而成 优点：结构简单、造价低。 缺点：1）放电特性受环境影响大，放点分散性大，，伏 秒特性曲线比较陡，不被保护设备的绝缘配合丌理想 2）放电时会产生截波，对有线圀的设备造成危害。 弧灭能力差，对于间隙动作后流过的工频续流往往丌能自 行熄灭，将引起断路器的跳闸 应用：常用于中性点丌直接接地10KV以下的配电网络中， 一般安装在高压熔断器的内侧，以减少变电所线路断路器 的跳闸次数 • • • • •
无续流电压等优点，也能限制内部过电压，被广 泛使用
• 保护间隙避雷器主要用于限制大气过电压，一般 用于配电系统、线路和变电所迚线段保护。 • 阀型避雷器不氧化锌避雷器用于变电所和发电厂 的保护，在220KV及以下系统主要用于限制大气过 电压，在超高压系统中还将用来限制操作过电压
保护间隙避雷器
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图18－5 角型保护间隙及其与被保护设备的连接 1－圆钢；2－主间隙；3－辅助间隙；4－被保护物；5－保护间隙
• 当雷电波入侵时，主间隙先击穿，形成电弧接地。 • 过电压消失后，主间隙中仍有正常工作电压作用下的工频 电弧电流（称为工频续流）。对中性点接地系统而言，这
种间隙的工频续流就是间隙处的接地短路电流。由于这