滾球法計(jì)算接閃器防護(hù)范圍

1、滾球法接閃接閃桿（避雷針）滾球法接閃接閃桿（避雷針）保護(hù)范圍保護(hù)范圍付亞平付亞平定義v所謂“滾球法”（roll-ball method），就是選擇一個(gè)半徑為 （滾球半徑）的球體，沿需要防護(hù)直擊雷的部位滾動(dòng)，如果球體只接觸到避雷針（線）或避雷針（線）與地面，而不觸及需要保護(hù)的部位，則該部位就在避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)。rh 滾球法：滾球法：滾球法的物理圖象滾球法的物理圖象是以是以h hr r為半徑的一為半徑的一個(gè)球體，沿需要防直擊雷的部位滾動(dòng)，當(dāng)球體只觸個(gè)球體，沿需要防直擊雷的部位滾動(dòng)，當(dāng)球體只觸及接閃器（包括被利用作為接閃器的金屬物）或只及接閃器（包括被利用作為接閃器的金屬物）或只觸及接閃器

2、和地面（包括與大地接觸并能承受雷擊觸及接閃器和地面（包括與大地接觸并能承受雷擊的金屬物），而不觸及需要保護(hù)的部位時(shí)，則該部的金屬物），而不觸及需要保護(hù)的部位時(shí)，則該部分就得到接閃器的保護(hù)。分就得到接閃器的保護(hù)。接閃器的布置建筑物的防雷類別建筑物的防雷類別滾球半徑滾球半徑hrhr（m m）避雷網(wǎng)格尺寸（避雷網(wǎng)格尺寸（m m）第一類防雷建筑物第一類防雷建筑物30305 55 5或或6 64 4第二類防雷建筑物第二類防雷建筑物454510101010或或12128 8第三類防雷建筑物第三類防雷建筑物606020202020或或24241616一、單支接閃桿v單支接閃桿是最簡(jiǎn)單也是最基本的情況，我們從

3、它入手了解滾球法的原理。1.接閃桿高度小于或等于滾球半徑時(shí)如圖所示，距地面hr處作一平行于地面的直線，以桿尖為圓心， 為半徑畫弧線與直線交于A、B兩點(diǎn)。以A、B為圓心， 為半徑畫弧與地面相切并交于桿尖處。則此圖中弧線與地面之間是其保護(hù)范圍，為一個(gè)對(duì)稱的椎體。水平截面為圓形。圖1，單支接閃桿示意圖rhrh圖2、單支接閃桿計(jì)算圖)2()2(xrxrxhhhhhhrxhxr當(dāng)接閃桿在 高度的平面上時(shí)，保護(hù)半徑 按如下公式計(jì)算：1-1地面上的保護(hù)半徑按如下公式計(jì)算：)2(0hhhrr 1-2式中： 為接閃桿高度； 為接閃桿在地面上的保護(hù)半徑； 為滾球半徑，按規(guī)范表規(guī)定取值。0rrhh等效法v求高度為

4、平面上單支接閃桿的保護(hù)范圍可以用一種等效的思想，即先求出高為 的接閃桿在地面上的防護(hù)范圍 ，再以 高度作為假想的接閃桿求出防護(hù)范圍 ，兩者差值即為在高度為 平面上的保護(hù)范圍。xr圖3、單支接閃器的保護(hù)范圍圖4、單支接閃器在hx高度的保護(hù)范圍xh0rxhhrh2.接閃桿高度大于滾球半徑時(shí)v與前一種情況類似，只是將接閃桿上高度等于滾球半徑的一點(diǎn)代替單支接閃桿桿尖作為圓心。v在代入公式1-1及1-2進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要用滾球半徑 代替式中的接閃桿高度 。rhh例：例：第三類第三類防雷建筑物，計(jì)算單支避雷針的防雷建筑物，計(jì)算單支避雷針的保護(hù)范圍時(shí)，滾球半徑為保護(hù)范圍時(shí)，滾球半徑為45m，若避雷針離，若避雷

5、針離地高度為地高度為45m，代入公式得避雷針在地面上，代入公式得避雷針在地面上的保護(hù)半徑為的保護(hù)半徑為45m；若避雷針的高度為若避雷針的高度為8m，代入公式得：，代入公式得： =25.6(m) 若單支避雷針的高度大于滾球半徑，則若單支避雷針的高度大于滾球半徑，則避雷針在地面上的保護(hù)半徑等于滾球半徑，避雷針在地面上的保護(hù)半徑等于滾球半徑，即：即：8452820hhhrrrhr 0圖5v例：某廠一座高30m的水塔旁邊，建有一水泵房（屬于第四類防雷建筑物），水泵房高寬均為6m，底面長(zhǎng)10m，與水塔距離12m。水塔上面安裝有一支高為2m的避雷針。試檢驗(yàn)此避雷針能否保護(hù)這一水泵房。查表得滾球半徑 =60

6、m，h=30+2=32m， =6m；由公式1-1計(jì)算可得避雷針的保護(hù)半徑： =26.9m；而水泵房在 =6m高度上距離避雷針最遠(yuǎn)距離為：r=18.7m26.9m； 故水塔上的避雷針完全能保護(hù)水泵房。xhrhxrxh圖612m2m30m51066二、兩支等高接閃桿當(dāng)兩支接閃桿距離D大于或等于 時(shí)，應(yīng)各按單支接閃桿所規(guī)定的方法確定；)2(2hhhr在接閃桿高度h小于或等于hr的情況下：當(dāng)兩支接閃桿距離D大于或等于 時(shí)，計(jì)算方法如下：)2(2hhhr圖7、雙支接閃桿示意圖vACBE外側(cè)的保護(hù)范圍，按照單支避雷針的方法確定；vC、E兩點(diǎn)位于兩針間的垂直平分線上。在地面每側(cè)的最小保護(hù)寬度按下式計(jì)算：20

7、)2()2(DhhhEOCObr2-1在AOB軸線上距中心任一距離x處，其保護(hù)范圍上邊線上的保護(hù)高度按下式計(jì)算：222)2()(xDhhhhrrx2-2該保護(hù)范圍上邊是以中心線距地面 的一點(diǎn)為圓心，以 為半徑所作的圓弧AB22)2()(Dhhr圖8、雙支接閃管計(jì)算圖rhv兩桿間AEBC內(nèi)的保護(hù)范圍確定方法如下：（以ACO部分為例）在任一保護(hù)高度 和C點(diǎn)所處的垂直平面上，應(yīng)以 為假想接閃桿，并應(yīng)按單支接閃桿的方法逐點(diǎn)確定。其他部分的保護(hù)范圍與此相同圖9、AEBC內(nèi)保護(hù)范圍xhxhv確定xx平面上的保護(hù)范圍截面的方法如下：以單支桿的保護(hù)半徑 為半徑，以A、B為圓心作弧線與四邊形AEBC相交；以單支

8、接閃桿的 為半徑，以E、C為圓心作弧線與上述弧線相交，如圖6中A、B附近的粗虛線。（理解：假想單支接閃桿分別與E、C點(diǎn)所在垂直平面上逐點(diǎn)確定）)(0 xrrxr圖10、xx平面上的保護(hù)范圍截面三、兩支不等高接閃桿（1）當(dāng)兩支接閃桿距離D大于或等于時(shí)，應(yīng)各按單支接閃桿所規(guī)定的方法確定；)2()2(2211hhhhhhrr（2）當(dāng)D小于時(shí)，確定方法如下：)2()2(2211hhhhhhrrv在A接閃桿高度 和B接閃桿高度 均小于或等于 的情況下：rh1h2h圖11、兩支不等高接閃桿雙支等高接閃桿的保護(hù)范圍雙支等高接閃桿在 高度保護(hù)范圍xh雙支等高接閃桿軸線剖面圖v1.AEBC外側(cè)保護(hù)范圍應(yīng)按單支接

9、閃桿的方法確定v2.CE線或HO線的位置的計(jì)算方法如下：DDhhhhDrr2)()(2212213-122121)(rDhhr22222)(rDhhr得：v3.在地面每側(cè)的最小保護(hù)寬度計(jì)算方法如下：v4.在AOB軸線上，A、B間保護(hù)范圍上邊線位置的計(jì)算方法如下：該保護(hù)范圍上邊線是以HO線上距地面 的一點(diǎn)O為圓心，以 所作的圓弧AB。22121)(xDhhhhrrx3-32121)(Dhhr21110)2(DhhhEOCObr3-2rhv5.兩桿間AEBC部分內(nèi)的保護(hù)范圍確定方法與兩支等高接閃桿類似，而ACO與AEO對(duì)稱，BCO和BEO 對(duì)稱。vACO保護(hù)范圍確定方法如下：在 和C點(diǎn)所處的垂直平

10、面上，以 作為假想避雷針，按單支避雷針的方法逐點(diǎn)確定。v其他部分ACO方法相同。xhxh圖12、桿間保護(hù)范圍v6.確定XX平面上的保護(hù)范圍其方法與兩支等高接閃桿的方法一致，下圖中A、B附近的粗虛線即為保護(hù)范圍。圖13、XX平面保護(hù)范圍四、矩形布置四支等高接閃桿v在 的情況下：v（1）當(dāng) 時(shí)，各按兩支等高接閃桿所規(guī)定地方法確定；v（2）當(dāng) 時(shí)，外側(cè)部分的保護(hù)范圍按兩支等高接閃桿的方法確定rhh )2(23hhhDr)2(23hhhDr圖14、四支等高接閃管的保護(hù)范圍B、E接閃桿連線上的保護(hù)范圍見左圖1-1剖面，外側(cè)部分可按單支接閃桿的方法確定兩桿間的保護(hù)范圍，可以B、E桿尖為圓心、 為半徑畫弧線相交于點(diǎn)O，再以O(shè)為圓心、 為半徑畫弧線，B、E間的這段弧線即為桿間保護(hù)范圍。rhrh其中保護(hù)范圍最低點(diǎn)高度為：rrhhDhh2320)2(4-1v圖14中2-2剖面的保護(hù)范圍，以P點(diǎn)垂直線上的O點(diǎn)（距地面高度為 ）為圓心、 為半徑作弧線，與B、C和A、E兩支接閃桿所作的在該剖面的外側(cè)保護(hù)范圍延長(zhǎng)弧線相交于F、H點(diǎn)。v此兩點(diǎn)位置及高度可按如下公式計(jì)算rh0hhr2022)()(xbhhhxxr21220)2()(xDhhhhrxr4-24-3v