避雷塔と避雷塔は、電力システムおよび建物の避雷システムにおける 2 つの典型的なデバイスです。どちらも避雷という目的を果たしますが、構造形式、動作メカニズム、および適用可能なシナリオが根本的に異なります。
物理的には、避雷塔は保護対象の上に 1 つまたは複数の金属導体が設置されていることを特徴としています。これらの導体は通常、送電線に沿って敷設され、高い支持塔によって高所に固定されます。一般に、塔の構造自体は主な雷遮断点として機能しません。その中心的な機能は、避雷器の導体をサポートし、空中シールドを形成することです。
一方、避雷塔は、独立した、または建物の上部に取り付けられた、突き出た金属部品の集合として見えます。一般的な形状には、金属ポール、ストリップ、ネット、ワイヤーなどがあります。その中心となる構造的特徴は、複数の鋭い点またはエッジの集合です。これらの点-のような構造は、空間電場の歪みに優先的な影響を及ぼします。単に架空線を運ぶタワーとは異なり、避雷塔自体が雷電流を直接遮断するように設計されています。
動作メカニズムのレベルでは、避雷塔の動作原理は、その設置高さと計算された遮蔽角度によって異なります。風下のリーダーが下向きに発達すると、保護された電線または施設の上に設置された避雷針は、その高い位置により、周囲の電界強度が最初に空中破壊の臨界値に達し、その結果、リーダーを自分自身に引き寄せます。その後、雷電流は鉄塔と接地システムを通って地面に伝導されます。このプロセスは基本的に、空間優先を通じて「迎撃」を実現し、下のエリアを保護します。
避雷塔の動作メカニズムは、電界歪みの収集効果を利用することに重点を置いています。金属先端近くの電荷密度は平らな表面よりもはるかに高く、同じ大気電場条件下で先端近くの空気がイオン化して上向きのリーダーを形成しやすくなります。-この上向きのリーダーは下向きの雷リーダーと合流して完全な放電チャネルを形成します。その効果は高さだけでなく、先端の数、分布、形状にも関係します。
用途の観点から見ると、避雷塔システムは主に線形延長施設、通常は高電圧送電線の保護に役立ちます。{0}}線路に沿って連続した保護通路を提供し、高い経済効率を実現し、落雷による線路のトリップ事故を効果的に軽減します。避雷装置の保護範囲は、回転球法または破線法を使用して、帯状の保護ゾーンを形成することで計算できます。-。
避雷塔は、独立した通信塔、石油タンク地域、歴史的建造物、重要施設など、点または地域のような地域の重要な保護に使用されることが多くなります。{0}保護対象物のエリア、重要性、落雷のリスクに応じて、避雷塔を単一の塔、複数の塔、またはグリッドアレイとして配置できます。設計では、保護半径、接地抵抗、保護対象物からの絶縁絶縁を総合的に考慮する必要があります。
これら 2 種類のデバイスについてよくある誤解は、雷を「除去」できるということです。実際、雷雲の発生を阻止したり雷を除去したりできる避雷装置はありません。その中心的な機能は、制御可能な低インピーダンスの経路を提供して、巨大な雷電流を地面に安全に誘導し、電流が機器に損傷を与えたり安全を危険にさらす可能性のある経路をランダムに選択するのを防ぐことです。もう 1 つの重要な技術的ポイントは、使用する鉄塔の種類に関係なく、電流を迅速に放電して電圧を均一化し、接地電位の逆フラッシュを防ぐために、多様な低インピーダンス接地システムと組み合わせて使用する必要があることです。{4}}
実際のエンジニアリング用途では、この 2 つは相互に排他的ではありません。たとえば、変電所では、受電側の架空線を保護するために避雷針塔を使用する一方で、変電所内の変圧器や開閉所などの重要な機器エリアの周囲に独立した避雷塔を設置する場合があります。この組み合わせアプリケーションにより、送電線から変電所エリアまでの包括的な保護範囲が実現します。材料の選択に関しては、耐食性と経済性の点から亜鉛メッキ鋼板が広く使用されていますが、特殊な耐食性や導電率の要件がある場合には銅クラッド鋼板やアルミニウム合金も使用されます。{3}
雷保護は体系的なプロジェクトです。避雷器にはさまざまな種類があるため、避雷針タワーと避雷器タワーの技術の選択は、最終的には保護対象の幾何学的特徴、その重要度、局所的な雷雨活動の強度、および経済的制約によって決まります。それぞれの動作原理と適用可能な境界を理解することは、効果的な避雷設計の基礎です。その基本的な目的は、自然界のこの高エネルギー放電現象によってもたらされるリスクを、対立ではなく指導を通じて管理することです。-