1、分叉避雷針的引雷效果不如單針

  雷電先導(dǎo)的所有可能發(fā)展方向中，那個(gè)最終與之發(fā)生主放電的點(diǎn)取決于該點(diǎn)與先導(dǎo)之間的電場(chǎng)強(qiáng)度最大。而在先導(dǎo)向大地發(fā)展過程中,由于靜電感應(yīng)在避雷針上積累的電荷所形成的電場(chǎng)又與先導(dǎo)通道中電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)的垂直分量相抵消,使得雷電先導(dǎo)發(fā)展過程中避雷針上的電位依然保持著地電位。所以,避雷針和其保護(hù)范圍外的物體在落雷的可能性上是相同的。但從雷電先導(dǎo)與物體之間電場(chǎng)分布來(lái)看,避雷針在引雷上確實(shí)有一些優(yōu)勢(shì)。

  由于先導(dǎo)與大地之間電場(chǎng)可以等效成棒--板電場(chǎng),強(qiáng)場(chǎng)區(qū)是在先導(dǎo)的端部。

  避雷針相對(duì)于電暈套的半徑通常在6米以上的先導(dǎo)可等效成棒電極,這樣兩者之間的電場(chǎng)可等效成針--棒電場(chǎng)。強(qiáng)場(chǎng)區(qū)在避雷針針尖前端和先導(dǎo)的前端。

  比較這兩種電場(chǎng),顯然避雷針前端的電場(chǎng)強(qiáng)度更易達(dá)到一定高度,而產(chǎn)生局部強(qiáng)放電,形成迎面先導(dǎo)。迎面先導(dǎo)產(chǎn)生后,根據(jù)極性效應(yīng),雷電就會(huì)下決心向避雷針放電了。分叉避雷針上多個(gè)短針形成的等效曲率要小于單針的曲率,使其前端的局部電場(chǎng)強(qiáng)度減弱,不易產(chǎn)生迎面先導(dǎo),要使其引雷效果減弱。

2、分叉避雷針與等量材料的單尖避雷針相比,保護(hù)范圍要小

   不妨舉例來(lái)說(shuō)明：

   例1：設(shè)高度為H的分叉避雷針上有三支長(zhǎng)度為L(zhǎng)的短針,均勻分布,每支短針與針體夾角為α,求其保護(hù)范圍增大值。

   解：考慮到短針長(zhǎng)度是以厘米為單位的,故用0.01L把單位折算到米。

   設(shè)A、B、C三點(diǎn)為三個(gè)短針尖所在位置。L'=0.01×L×Sinα。每個(gè)短針的保護(hù)范圍如圖中三個(gè)實(shí)線圓。由此可見,隨著短針的增多,分叉避雷針的保護(hù)范圍越趨近于外圍虛線圓。

   所以分叉避雷針的保護(hù)半徑增加值為：

   當(dāng)Hx≥H/2時(shí),保護(hù)半徑的增大值近似值△r=0.01×L×sinα;

   當(dāng)Hx<H/2時(shí),保護(hù)半徑的增大值近似值 △r=1.5×(0.01×L×sinα);

   例2：如果把三支短針合成一支針,求保護(hù)范圍的增大值。

   因?yàn)楹喜⒑?避雷針的高度變成[H+2×0.01×L+(0.01×L-0.01×L×Sinα)]=H+0.01×(3-Sinα)×L。近似分析,可得出保護(hù)范圍增大值為：

   當(dāng)H≥H/2時(shí),保護(hù)半徑增大值近似值：

   △r=0.01×(3-sinα)×L>0.01×L×sinα;

   當(dāng)H<H/2時(shí),保護(hù)半徑增大值近似值：

   △r=1.5×[0.01×(3-sinα)×L]>1.5×(0.01×L×sinα);

   所以說(shuō)在同等材料情況下,分叉避雷針的保護(hù)范圍要小于增高后避雷針的保護(hù)范圍。

   從上面的分析可以看出,分叉避雷針在應(yīng)用上沒有更好地引雷和保護(hù)被保護(hù)物,況且在制造上還要增加難度,所以不如就采用普通的單針為好。