第74期——接闪器测试系列问题（6）——接闪器针头形状与雷击点分布

根据上一期读者提出的问题和这一次试验的庞大样本数据，本期针对针头形状与雷击点进行分析，并补充进行了等高接闪概率试验，说明了现行标准《GB50057-2010》中对针头曲率半径要求的科学性。

1.不同针头的雷击点分析

2.雷击点分布分析

图  A组针头雷击点伤痕观察，针头已经熔融为0.139mm曲率半径图  B组针头雷击点伤痕观察图  C组针头雷击点伤痕观察（圆弧角接闪）

图  D组针头雷击点伤痕观察

通过每种针头的百次雷击实验，我们通过明显的击打痕迹，我们可以看到：

（1）雷击点需要一定的面积，针头过于尖锐，雷电会出现绕过针头侧击针杆的可能，同时接闪后针尖熔融；

（2）一定曲率半径的针头（4.5mm-12mm）从雷击点的分布来看比较均匀；

（3）14.7mm曲率半径针头已经出现了最顶端一个圆面积区域不落雷的情况，从工程方面来讲，大于14mm的曲率半径的针头，会出现材料的浪费；

（4）通过C组圆饼式针头可以得到一个结论：如果针头不平整不圆滑，雷击点将分布在表面曲率半径相对小的位置，即突起位置。

3.针头越尖越好？

单根针头表现为越尖越好，但是如果出现等高情况，就需要用接闪概率试验来说明。

从接闪概率可以看出，等高情况下，针头最顶端接闪的曲面面积适当加大，会增加接闪概率。所以，从几个方面来讲：（1）针头过于尖锐首先保持度极差，自然几次雷击变会熔融；（2）除了针头，锥面也成为了落雷点，在自然界的雷电面前，应适度要增大针头接闪曲面的面积；（3）增大针头接闪曲面的面积可以提高接闪概率。

从雷击点照片可以看出，E组r=30mm针头的雷击位置已经下移很多。我们总结一下纵切面分布图，针头曲率半径应保持在一定范围内。

我们再用B、E组做一组接闪概率试验可以看到。

无论左右两组试验，曲率半径30mm的针头均不接闪，不接闪概率达到了100%。所以在直击雷防护技术中有一条：将突出的旗杆或栏杆柱顶端做成圆球状可以降低雷击风险！

从以上实验结论角度得出的几个结论，侧面验证了标准中要求接闪杆曲率半径为4.8-12.7mm的要求。