第73期——接闪器测试系列问题（5）——接闪器针头形状与截波时间
本期带来一组针对普通接闪器针头曲率与截波时间的实验研究，试验历时两周，数据样本总数约500次，旨在说明参考接闪器针头不统一或不确定时，对测试结果的直接影响。
1.实验针头介绍
表 实验用针头参数一览表
针头编号 | A | B | C | D |
针头形状 | 0.056mm曲率半径 | 1mm曲率半径 | 4.7mm曲率半径 | 14.5mm曲率半径 |
以下为雷闪检测中心使用影像测量仪和曲率尺对针对进行的核查。
图 样品A
图 样品B
图 样品C
图 样品D
2.截波时间统计
试验布局条件：板间距2.17m，针高1.12米，直流电场E=20.5-21.0kV/m，冲击电压波形250/2500μs，上升沿0-峰值：275μs，转化矫正系数：2.63。
实验室一般环境：温度：23-24.5℃，气压：1008-1012mbar，湿度：38-42%，风速25km/h（空调循环风）。
表 不同针头曲率半径试品的截波时间统计表
（250波头下）
针头编号 | A | B | C | D |
针头形状 | 0.037mm曲率半径 | 1mm曲率半径 （标准参考针） | 4.7mm曲率半径 | 14.5mm曲率半径 |
样本数量 | 107个 | 101个 | 102 | 100个 |
标准差 | 10.58 | 17.5 | 14.6 | 12.84 |
变异系数CV | 2.31% | 3.85% | 2.95% | 2.69% |
筛除数据 | 2个 | 2个 | 2个 | 2个 |
有效数据 | 105个 | 99个 | 100个 | 98个 |
平均截波时间TC1 | 175.3μs | 191.5μs | 195.2μs | 201.9μs |
最大截波时间TC1 | 212μs | 224μs | 246μs | 254μs |
最小截波时间TC1 | 154μs | 160μs | 167μs | 171μs |
平均放电完成TC2 | 188.4μs | 207.3μs | 211μs | 212μs |
泄放速度 | 13.1μs | 15.8μs | 15.8μs | 20.2μs |
图 不同针头曲率半径试品的截波时间趋势
由实验结果可以看出：
（1）针头曲率半径越小截波的时间越提前。
（2）实验使用的D组针头14.5mm曲率半径，比B组标准参考针平均截波时间延迟了约10.4μs，通过校准系数计算，系数=2.36，ΔT=24.544μs（650）。
（3）实验使用的D组针头14.5mm曲率半径，比B组标准参考针最大延迟30μs，ΔT=70.8μs（650）。
（4）针头曲率半径越小，截波后完成泄放的速度越快。
3.标准针统一的重要性
从结论（2）可以看出，如果不严格统一规定标准参考针，甚至乱用参考针，普通接闪钢针只要顶端磨得够尖锐，就能得到20μs（650）以上的提前时间；不做数据统计筛选工作不到位这个结果会更高。参考结论（3）极大值提前时间ΔT=70.8μs（650），可见如果用错用E组试品做参考针，会带来怎样的错误。其他机构测试报告使用了10-15mm曲率半径的参考针，或无法对参考针进行标准核查，所以测试结论严重错误。
读者可能会提出一个疑问，既然针头足够尖就可以提前接闪，为什么针头还要取圆弧状？我们下一起将针头雷击点分布将会讲解。
