文物古建直击雷火灾成因分析及对策

雷击起火对古建安全存在较大影响,主要分析了直接雷击引起古建木材着火的原因和途径,推导了计算古建引下线温升的公式,并和IEC62305给出的公式做了对比分析.结果显示:当引下线直径大于8mm时两公式计算结果基本一致,后者计算温升数值较前者高,在古建温升计算中选择前者更合理.引下线直径对温升影响较明显,雷电流大小对温升影响相对较小,引下线长度对温升无影响.同等条件下,不同材料的引下线温升从大到小顺序依次为钢、铝、铜.引下线搭接处过渡阻值对温升影响非常明显,当过渡阻值偏大时更易引起古建着火.引下线断开时,可能出现雷电放电火花引起古建着火.针对古建雷击易起火途径给出了相应的防护对策,其定量分析结果可为古建防雷提供一些参考.     

圆形金属线圈雷电感应电压和感应电流数值模拟分析

为明晰雷电电磁场在圆形金属线圈中产生感应电压和感应电流特性,利用有限元法模拟分析了雷电通道周围圆形金属线圈的雷电感应电压和感应电流随距离、随时间的变化特征,以及与不同金属材质的关系。结果显示:感应电压随时间先增大后减小,增大速率和减小速率接近。感应电压出现最大值的时间早于感应电流波形最大值的时间,不同材质的金属线圈感应电压数值随时间、随距离的衰减变化特性一致。感应电流的波形和用作激励源的雷电流波形相似,感应电流随时间增大速率大于其减小速率。对比感应电压随时间的衰减速度,感应电流衰减的较慢。在相同条件下,不同材质线圈感应电流的最大值从大到小依次是铜、铝、钢,随着间距的增大,不同材质线圈感应电流数值绝对差随之减小。在感应电流作用下,钢线圈升温最高,铝线圈次之,铜线圈最低。研究结果雷电防护特别是雷电感应电压和感应电流防护提供指导和参考。