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摘要
古建筑屋顶琉璃瓦件由于位置特点容易遭受雷击破坏。本文利用10/350μs冲击电流发生器进行了雷击琉璃瓦件试验，利用红外热成像仪对雷击过程中琉璃瓦温度进行监测，利用扫描电子显微镜分析雷击后微观破坏情况，获得不同部位、不同电流强度下雷击破坏特征，分析了雷击破坏原因。结果显示：雷击釉质表面会导致灼烧破坏或釉质表面脱落，雷击瓦件熊头部位的灰浆引起整个瓦件的破碎，雷击瓦件胎体部位破坏效应较弱。雷电流越大，造成的破坏效应越明显。雷击致损主要是由于在雷电流焦耳热效应产生的内爆力和热应力共同作用下造成的。雷击过程中琉璃瓦件的高温区域以雷击点为圆心呈近似圆形分布，雷击点以及雷电流通道位置温度很高。温度升高迅速，降温较为缓慢，瓦件不同位置降温速率不一。同样雷电流情况下，雷击灰浆处温度最高。雷击琉璃瓦件釉质表面损伤形式以熔蚀坑为主，熔蚀坑大小不一，并且伴有微裂纹现象产生，此外雷击后釉质表面Pb、Cu、C元素百分比增加。研究结果为古建筑或输电线路绝缘子雷电防护的深入研究奠定一定的理论基础和试验数据支撑。
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单位电力设备电气绝缘国家重点实验室; 中国科学院理化技术研究所; 西安交通大学
