接闪器测试系列问题（7）——“接闪角度”的参数定义与测试方法

科学定义“接闪角度”，是实验室可以给出一个模型角度供实际应用参考。注意我们首先声明“接闪角度”试验是一个模型试验，有一定的应用参考价值，而非直接应用的工程参数。将“接闪角度”统一定义为每个测试机构可复现、可执行的“滚球圆弦外切角”。

值得注意的是，如果针头不是针状，而是球或碟状，就需要将针头进行等比缩小为模型试品。“接闪角度”参数可以间接杜绝利用“提前时间”结果，变换成保护角度或转化虚拟针高，进行宣传而带来的巨大争议。

首先，主要误区是将实验室中的模型实验结果等同于接闪器实际应用中的“保护角度”

”保护角度”有其严格的定义和详细的计算方法，其中一种方法可参见IEC62305.3.根据LPS分类不同，在不同高度上，保护角度α有不同的曲线取值，如下图。

所以对于实验结论来讲，将参数命名为“接闪角度”更为贴切，试验结论仅代表滚球触碰接闪器尖端时，弦外切角的优化程度，下文会详细讲解。

接闪角度 lightning strike angle

以接闪器为轴，在轴向面XZ形成的，以接闪器的尖端为顶角，杆与临界保护界面间的夹角。该夹角基于滚球法确定保护范围，接闪器轴线与滚球圆弦外切角。（《雷电防护装置—接闪器的性能要求与测试》征求意见稿）

说明：

1——高压端先导棒；2——平板地电极；3——可调节高度的被保护探针（初始试验=0cm）；

4——高压端平板电极（云极板）；5——模拟的半径为R的滚球；6——被测试品；d——SRAT与试品间距；H——先导棒到地极的距离；h——被测试品高度；θ——接闪角度。

从图中可以看到试品针A点与被保护探针B点是试验的边界条件，根据这两点测试出的接闪角度θ，都可以用来推算两点内的任意一点的角度和高度。

试验方法中我们要确定两个单位“1”、一个垂直和一个水平。试品针高为1m，滚球半径为1m，这两个要求是为了模型实验结果用于工程验算时方便还原真实的针高和不同LPS等级的滚球半径。先导棒垂直位于被保护探针B点的正上方，先导棒下尖端与试品针A点尖端保持在同一水平面，保证了圆外切关系。

试验中保持施加制造商声称的均匀电场，使特殊功能的接闪器内部元件启动。 

通过大量的实验数据，我们以一根典型“提前放电接闪器”为例，在之前的“截波时间”试验中等到了ΔT=46.5μs（650μs）的提前截波，此试品针在“接闪角度”试验中的θ=49.3°，比常规针的θ=45.2°角度更大，计算结果如图。

注意：本节讲到的工程应用都是基于“滚球法”计算保护范围的方法，而不是“保护角度”的查表法！

只有确定试品针和被保护探针的两点位置，测试结果才能作为实验结论进行应用推导，结合示意图说明试品针和被保护探针的两点位置的决定性。之前一些机构的测试方法正式因为没有严格执行A、B两个边界条件，测试结论都只是A、B两点内任意位置的接闪角度，当然这样的结论没有工程意义。