高建筑物對(duì)周圍建筑物雷擊影響的模擬研究.pdf

1、地閃過(guò)程對(duì)我們的生產(chǎn)活動(dòng)造成很大的影響，而目前在建筑防雷方面采用的防雷方法還具有其局限性，因此有必要采用先導(dǎo)連接模式去對(duì)閃電與地物之間的關(guān)系進(jìn)行研究，這不僅有利于了解閃電先導(dǎo)發(fā)展的物理機(jī)制，而且對(duì)于建筑物如何采取雷電防護(hù)措施也具有更深的價(jià)值。地閃過(guò)程與建筑物的尖端的幾何特征有著密切的關(guān)系，在建筑物的尖端是否發(fā)生電暈放電是上行先導(dǎo)能否觸發(fā)的最基本條件之一。因此本文的主要工作有兩部分，第一部分是研究不同尖端特性對(duì)電暈放電的影響，第二部分是研

2、究當(dāng)多個(gè)建筑物尖端電暈放電發(fā)生后，各自尖端上觸發(fā)的上行先導(dǎo)和從雷暴中發(fā)展而來(lái)的下行先導(dǎo)的連接過(guò)程，主要的研究成果如下:
　　(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，采集到了金屬導(dǎo)體的尖端在產(chǎn)生電暈放電時(shí)的電暈脈沖波形，發(fā)現(xiàn)隨著施加電壓的增大，電暈脈沖的頻率也增大。當(dāng)逐漸減小上極板電壓時(shí)，脈沖幅值也隨之減小，當(dāng)降到某電壓值時(shí)，電暈脈沖會(huì)瞬間消失。不同高度的金屬導(dǎo)體發(fā)生電暈放電的臨界電壓隨高度的增大而減小，不同直徑的金屬導(dǎo)體發(fā)生電暈放電的臨界電壓隨直徑

3、的增大而增大，但是通過(guò)對(duì)金屬導(dǎo)體的尖端電場(chǎng)計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，圓柱形尖端可能具有一個(gè)固定的電暈始發(fā)閾值電場(chǎng)Ec=736.096kV/m，同理錐、柱形尖端也可能具有一個(gè)固定的電暈始發(fā)閾值電場(chǎng)Ec=215.58kV/m。在正電壓源的作用下，金屬導(dǎo)體的電暈起始電壓值均比對(duì)應(yīng)的負(fù)電壓源作用下的電暈起始電壓值要低。
　　(2)通過(guò)采用先導(dǎo)連接模式研究雷擊多個(gè)建筑物時(shí)高建筑物對(duì)周圍矮建筑物的影響，發(fā)現(xiàn)高建筑物對(duì)矮建筑物具有屏蔽作用，并且對(duì)矮建筑物的影

4、響存在一個(gè)臨界保護(hù)距離值。當(dāng)固定高、矮建筑物的高度和寬度時(shí)，通過(guò)改變兩個(gè)建筑物之間的距離發(fā)現(xiàn)，矮建筑物受到高建筑物的屏蔽影響不遭受雷擊存在一個(gè)臨界距離僮，在臨界距離值的范圍內(nèi)，矮建筑物不遭受雷擊或遭受雷擊的概率很小，當(dāng)超過(guò)臨界距離值之后，矮建筑物遭受雷擊的概率隨距離的增大而增大。此外，臨界保護(hù)距離與高建筑高度成正相關(guān)，與矮建筑高度成負(fù)相關(guān)，最終給出一個(gè)關(guān)于臨界保護(hù)距離與高、矮建筑高度之間的相關(guān)關(guān)系式。
　　(3)對(duì)不同高度建筑物的