可控放電避雷針的核心技術主要體現在以下幾個方面:
動態電場感應:
針頭內置動態環和儲能裝置,實時感應雷云電場強度。當電場達到閾值時,儲能裝置釋放能量,瞬間提升針尖電場強度,形成上行先導放電通道。這一過程通過非線性電阻和儲能元件實現電位浮動控制,使針尖電場在觸發前保持穩定,避免誤動作。
主動觸發放電:
觸發裝置(如電子傳感器)監測電場變化,接近雷擊水平時啟動高壓脈沖發生器,激發避雷針頂端的電暈放電。這種主動引導機制使避雷針在較低電場強度下即可啟動放電,顯著提高防雷效率。
多針結構優化:
采用多針結構增大電場畸變范圍,使避雷針周圍的電場分布更有利于提前放電。針尖附近設置小的金屬突出物,在較低電場強度下產生電暈放電,進一步增強電場畸變能力。
離子流主動中和:
通過特殊電極結構產生電暈放電,形成向上的離子流,增強避雷針頂端附近的電場,使空氣更容易被電離。這種技術可主動中和雷云電荷,削弱雷云與地面間的電場強度,降低被保護物遭受直擊雷或感應雷的概率。
主放電電極與輔助電極協同:
主放電電極位于避雷針頂端,是雷電放電的主要通道;輔助電極用于增強電場和產生電暈放電。電極的形狀、尺寸和材料經過優化設計,以提高放電效率和穩定性。
上行先導引導技術:
上行先導主動與雷云底部先導連接,將雷電電流通過接地系統安全導入大地。由于上行雷閃的電荷供應路徑長,其電流幅值和陡度顯著低于下行雷閃,從而減少二次危害(如感應過電壓)。
復合接地裝置設計:
采用水平接地極和垂直接地極組成的復合接地網,降低接地電阻。水平接地極一般采用扁鋼或圓鋼,埋設在地下一定深度;垂直接地極則采用角鋼或鋼管,垂直打入地下。
降阻措施應用:
在土壤電阻率高的地區,采用多個接地極并聯并添加降阻劑,增加接地極與土壤的接觸面積。接地電阻一般要求≤10Ω,以確保雷電流快速泄放入地。
循環觸發機制:
若首次觸發失敗,裝置會循環釋放脈沖直至成功引雷。這種智能觸發機制提高了避雷針的可靠性和防雷效果。
材料與結構設計:
接閃器采用不銹鋼等導電性良好且耐腐蝕的材料,確保在戶外環境中長期穩定工作。引下線采用銅絞線或扁鋼,具有良好的柔韌性和導電性,便于安裝和連接。