電源避雷器新聞中心與您分享早期的防雷設(shè)施的變遷。
當(dāng)人們知道雷是一種電現(xiàn)象后，對(duì)雷電的崇拜和恐懼就逐漸消失，并開(kāi)始以科學(xué)的眼光來(lái)從新觀察這一神奇的自然現(xiàn)象，希望能利用或控制雷電活動(dòng)以造福人類。200多年前富蘭克林率先在技術(shù)上向雷電發(fā)起了挑戰(zhàn)，他發(fā)明的避雷針可能要算是最早的防雷產(chǎn)品，今天這一品名幾乎已被所有的人知道。其實(shí)，富蘭克林在發(fā)明避雷針時(shí)是以為金屬避雷針的尖端放電作用可以綜合雷云中的電荷，使雷云和大地間的電場(chǎng)降低到無(wú)法擊穿空氣的水平，從而避免了雷擊的發(fā)生，所以當(dāng)時(shí)的避雷針一定要求是尖的。但后來(lái)的研究表明：避雷針是無(wú)法避免雷擊的發(fā)生的，它之所以能防止雷擊是因?yàn)楦吒呗柫⒌谋芾揍樃淖兞舜髿怆妶?chǎng)，使得一定范圍的雷云總是向避雷針?lè)烹?，也就是說(shuō)避雷針只是比它周圍的其它物體更容易接閃雷電，避雷針被雷擊中而其它物體受到保護(hù)，這就是避雷針的防雷原理。進(jìn)一步的研究表明避雷針的接閃作用幾乎只與其高度有關(guān)，而與其外形無(wú)關(guān)，就是說(shuō)避雷針不一定是尖的?，F(xiàn)在防雷技術(shù)領(lǐng)域統(tǒng)稱這一類防雷裝置為接閃器。
電的普遍使用促進(jìn)了防雷產(chǎn)品的發(fā)展，當(dāng)高壓輸電網(wǎng)為千家萬(wàn)戶提供動(dòng)力和照明時(shí)，雷電也大量危害高壓輸變電設(shè)備。高壓線架設(shè)高、距離長(zhǎng)、穿越地形復(fù)雜，容易被雷擊中。避雷針的保護(hù)范圍不足以保護(hù)上千公里的輸電線，因此避雷線作為保護(hù)高壓線的新型接閃器就應(yīng)運(yùn)而生。在高壓線獲得保護(hù)后，與高壓線連接的發(fā)、配電設(shè)備仍然被過(guò)電壓損壞，人們發(fā)現(xiàn)這是由于 “感應(yīng)雷”在作怪。（感應(yīng)雷是因?yàn)橹睋衾追烹姸袘?yīng)到附近的金屬導(dǎo)體中的，感應(yīng)雷可通過(guò)兩種不同的感應(yīng)方式侵入導(dǎo)體，一是靜電感應(yīng)：當(dāng)雷云中的電荷積聚時(shí)，附近的導(dǎo)體也會(huì)感應(yīng)上相反的電荷，當(dāng)雷擊放電時(shí)，雷云中的電荷迅速釋放，而導(dǎo)體中原來(lái)被雷云電場(chǎng)束縛住的靜電也會(huì)沿導(dǎo)體流動(dòng)尋找釋放通道，就會(huì)在電路中形成電脈沖。二是電磁感應(yīng)：在雷云放電時(shí)，迅速變化的雷電流在其周圍產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場(chǎng)，在其附近的導(dǎo)體中產(chǎn)生很高的感生電動(dòng)勢(shì)。研究表明：靜電感應(yīng)方式引起的浪涌數(shù)倍于電磁感應(yīng)引起的浪涌。）雷電在高壓線上感應(yīng)起電涌，并沿導(dǎo)線傳播到與之相連的發(fā)、配電設(shè)備，當(dāng)這些設(shè)備的耐壓較低時(shí)就會(huì)被感應(yīng)雷損壞，為抑制導(dǎo)線中的電涌，人們發(fā)明了線路避雷器。
早期的線路避雷器是開(kāi)放的空氣間隙?？諝獾膿舸╇妷汉芨撸s500kV/m，而當(dāng)其被高電壓擊穿后就只有幾十伏的低壓了。利用空氣的這一特性人們?cè)O(shè)計(jì)出了早期的線路避雷器，將一根導(dǎo)線的一端連在輸電線上，另一根導(dǎo)線的一端接地，兩根導(dǎo)線的另一端相隔一定距離構(gòu)成空氣間隙的兩個(gè)電極，間隙距離確定了避雷器的擊穿電壓，擊穿電壓應(yīng)略高于輸電線的工作電壓，這樣當(dāng)電路正常工作時(shí)，空氣間隙相當(dāng)于開(kāi)路，不會(huì)影響線路的正常工作。當(dāng)過(guò)電壓侵入時(shí)，空氣間隙被擊穿，過(guò)電壓被箝位到很低的水平，過(guò)電流也通過(guò)空氣間隙泄放入地，實(shí)現(xiàn)了避雷器對(duì)線路的保護(hù)。開(kāi)放間隙有太多的缺點(diǎn)，如擊穿電壓受環(huán)境影響大；空氣放電會(huì)氧化電極；空氣電弧形成后，需經(jīng)過(guò)多個(gè)交流周期才能熄弧，這就可能造成避雷器故障或線路故障。以后研制出的氣體放電管、管式避雷器、磁吹避雷器在很大程度上克服了這些毛病，但他們?nèi)匀皇墙⒃跉怏w放電的原理上。氣體放電型避雷器的固有缺點(diǎn)：沖擊擊穿電壓高；放電時(shí)延較長(zhǎng)（微秒級(jí)）；殘壓波形陡峭（dV/dt較大）。這些缺點(diǎn)決定了氣體放電型避雷器對(duì)敏感電氣設(shè)備的保護(hù)能力不強(qiáng)。
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