滾球法計(jì)算避雷針保護(hù)范圍

滾球法計(jì)算避雷針保護(hù)范圍(1)2008-08-3009:03:22作者：未知81文字大?。骸敬蟆俊局小俊拘　?/p>

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瀏覽次數(shù)：滾球法"是一種計(jì)算接閃器保護(hù)范圍的方法的計(jì)算原理為以某一規(guī)定半徑的球體在裝有接閃器的建筑物上滾過(guò)滾球體由于受建筑物上所安裝的接閃器的阻擋而無(wú)法觸及某些范圍這些范圍認(rèn)為是接閃器的保護(hù)...滾球法"是一種計(jì)算接閃器保護(hù)范圍的方法。它的計(jì)算原理為以某一規(guī)定半徑的球體在裝有接閃器的建筑物上滾過(guò)滾球體由于受建筑物上所安裝的接閃器的阻擋而無(wú)法觸及某些范圍把這些范圍認(rèn)為是接閃器的保護(hù)范圍這就是滾球法。"滾球法"是國(guó)際電工委員會(huì)（IEC推薦的接閃器保護(hù)范圍計(jì)算方法之一；我國(guó)目前正在實(shí)施的建筑防雷規(guī)范GB50057-94采納了"滾球法"。由立體幾何的知識(shí)即可進(jìn)行"滾球法"的計(jì)算助某些軟件在計(jì)算機(jī)上可以使計(jì)算的過(guò)程及計(jì)算結(jié)果的表述變得更加簡(jiǎn)易本行業(yè)內(nèi)大多數(shù)學(xué)者們的專著及文章中都對(duì)滾球法的計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算有詳細(xì)具體的說(shuō)明這里就不再?gòu)?fù)述下面介紹本公司在實(shí)際工程中是如何運(yùn)用滾球法的于使用避雷針做為接閃器時(shí)得到的保護(hù)范圍一般具有較好的軸對(duì)稱性而使用避雷帶等其它接閃器時(shí)所得到的保護(hù)范圍一般沒(méi)有軸對(duì)稱性并且較為復(fù)雜因此本文中只討論以避雷針做為接閃器的情況。首先規(guī)定以下幾個(gè)條件：1、滾球半徑為R（根據(jù)GB50057-94可選30、45、60m）。2、地面無(wú)論坡度多大均為絕對(duì)平面。3、避雷針高度H指針尖豎直至地面的距離，針尖以下部分均視為接閃器。針桿均為豎直安裝，即避雷針與豎直軸重合。一、常規(guī)單針（θ=0，H=R）這種情況的保護(hù)范圍沿豎直軸具有完全軸對(duì)稱性，任選一個(gè)通過(guò)豎直軸的軸線剖面如下圖滾球球心的運(yùn)動(dòng)軌跡為：L(直線)+A(圓弧)+L(直線)注：A=π

一個(gè)半徑為R的球沿θ=0的地面滾動(dòng)它遇到高度的避雷針時(shí)被阻礙讓它翻過(guò)針尖繼續(xù)向前滾滾球離開(kāi)避雷針后我們即可看到滾球無(wú)法觸及的范圍就是滾球外圓運(yùn)動(dòng)軌跡的內(nèi)包絡(luò)線與地面間的范圍就是該剖面上的保護(hù)范圍由于保護(hù)范圍沿豎直軸具有完全軸對(duì)稱性令該包絡(luò)線沿豎直軸旋轉(zhuǎn)得到的實(shí)體就是實(shí)際空間的保護(hù)范圍果被保護(hù)的建筑物完全在該實(shí)體的范圍內(nèi)，則我們認(rèn)為這樣的保護(hù)是有效的。二、常單針（θ=0，0<H<R）這種情況的保護(hù)范圍沿豎直軸具有完全軸對(duì)稱性，任選一個(gè)通過(guò)豎直軸的軸線剖面如下圖滾球球心的運(yùn)動(dòng)軌跡為：直線)+A(圓弧)+L(直線)注：0<A<π一個(gè)半徑為R的球沿θ=0的地面滾動(dòng)，當(dāng)它遇到高度的避雷針時(shí)被阻礙，讓它翻過(guò)針尖繼續(xù)向前滾球離開(kāi)避雷針后我們即可看到滾球無(wú)法觸及的范圍就是滾球外圓運(yùn)動(dòng)軌跡的內(nèi)包絡(luò)線與地面間的范圍。這就是該剖面上的保護(hù)范圍。由于保護(hù)范圍沿豎直軸具有完全軸對(duì)稱性該包絡(luò)線沿豎直軸旋轉(zhuǎn)得到的實(shí)體就是實(shí)際空間的保護(hù)范圍如果被保護(hù)的建筑物完全在該實(shí)體的范圍內(nèi)則我們認(rèn)為這樣的保護(hù)是有效的。三、常單針（θ=0，H>R）這種情況的保護(hù)范圍沿豎直軸具有完全軸對(duì)稱性，任選一個(gè)通過(guò)豎直軸的軸線剖面如下圖滾球球心的運(yùn)動(dòng)軌跡為：直線)+L(直線)+A(弧)+L(直線)+L(直線)注A=π一個(gè)半徑為R的球沿=0的地面滾動(dòng)當(dāng)它遇到高度H>R的避雷針時(shí)被阻礙讓它翻過(guò)針尖繼續(xù)向前滾滾球離開(kāi)避雷針后我們即可看到滾球無(wú)法觸及的范圍就是滾球外圓運(yùn)動(dòng)軌跡的內(nèi)包絡(luò)線與地面間的范圍就是該剖面上的保護(hù)范圍由于保護(hù)范圍沿豎直軸具有軸對(duì)稱性令該包絡(luò)線沿豎直軸旋轉(zhuǎn)得到的實(shí)體就是實(shí)際空間的保護(hù)范圍果被保護(hù)的建筑物完全在該實(shí)體的范圍內(nèi)，則我們認(rèn)為這樣的保護(hù)是有效的。總結(jié)上述三種情況（一，二，三）。它們的保護(hù)范圍都沿豎直軸具有軸對(duì)稱性并且避雷針與豎直軸均重合如果在不同高度上對(duì)保護(hù)范圍取水平截面時(shí)即可得到保護(hù)范圍的輪廓線它們是以避雷針為圓心的一系列同心圓當(dāng)保護(hù)范圍確定后，這些同心圓的半徑與水平截面的高度是一一對(duì)應(yīng)的。即r=f(h)，h∈[0,H]（1）式中：r----同心圓的半徑（保護(hù)半徑）----水平截面高度一般情況下，我們將r稱為保護(hù)半徑。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f(shuō)法應(yīng)該是某高度上的保護(hù)半徑。如"高度為時(shí)保護(hù)半徑為20m"保護(hù)半徑可以定義為：在某一高度的水平面上從避雷針到保護(hù)范圍邊界的距離而當(dāng)在具體工程應(yīng)用中需要描述避雷針的保護(hù)范圍時(shí)僅給出一個(gè)保護(hù)半徑是不夠的！

請(qǐng)看下面三種方法：1、公式法方法：給出保護(hù)半徑的表達(dá)式（）。優(yōu)點(diǎn)：描述完整，精確。缺點(diǎn)：計(jì)算復(fù)雜，不夠直觀。常用于：編寫(xiě)教材及發(fā)表論文。2、列r-h表方法：對(duì)高h(yuǎn)以一定的步長(zhǎng)取值，帶入保護(hù)半徑的表達(dá)式1）求出r列表即可。優(yōu)點(diǎn)：兼顧精確性及直觀性。缺點(diǎn)