避雷针保护范围的计算方法

避雷针保护范围的计算方法

避雷针保护范围的计算方法

卢伟辉1,黄旭丹2

1.广东粤华发电有限责任公司,广东广州 510731;

2.广东电力设计研究院广东广州 510600)

摘要：常用避雷针(这里仅指单针)保护范围的计算方法主要有折线法和滚球法，为此，就“折线法”和“滚球法”的计算进行了初步的分析和探讨，得出：“折线法”的主要特点是设计直观，计算简便，节省投资，但建筑物高度大于20 m以上不适用；“滚球法”的主要特点是可以计算避雷针(带)与网格组合时的保护范围，但计算相对复杂，投资成本相对大。

关键词：避雷针；折线法；滚球法；保护范围

Calculation methods of lightning conductor protective range

LU Weihui,UANG Xudan2

(1.Guangdong Yuehua Power Co.,Ltd.,Guangzhou 510731,China;

2.Guangdong Electric PowerDesign Institute,Guangzhou 510600,China)

Abstract：he common calculation methods of lightning rod (single rod only)protective range are the“polygon method” and the“rolling ball method”. his paper makes a primary discussion on these two methods,drawing a conclusion that the “polygon method” is of intuitionistic design,simple computation,economic costs,but it is inapplicable to buildings higher than 20 m; the “rolling ball method” can figure out the protective range of a lightning rod combined with gridding,yet the computation is more complicated and the investment is higher.

Keywords：polygon method; rolling ball method; lightning rod; protective range

在避雷针保护范围的计算方法中，“折线法”是比较成熟的方法。近几年来,国标中规定的“滚球法”也开始得到同行的认同，但在实际运用中，“滚球法”也碰到一些问题，特别是在计算天面避雷针保护范围的时候。因此有必要对电力系统常用的“折线法”和国标的“滚球法”进行比较分析，发现其中存在的问题。

1“折线法”避雷保护计算

“折线法”在电力系统又称“规程法”，即单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴的折线圆锥体。L/ 620—997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准就规定了单支避雷针的保护范围，见图。

1.1避雷针在地面上保护半径的计算

计算避雷针在地面上的保护半径可用公式

式中：Rp——保护半径；h——避雷针的高度；P——高度影响因数。

其中，P的取值是：当h≤30 m，P＝1；当30 m

的h的纯数值；当h＞20 m时，只能取h=120 m。

1.2被保护物高度hp水平面上保护半径的计算

a)当hp≥0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径

式中：Rp——避雷针在hp水平面上的保护半径；

hp——被保护物的高度；

ha——避雷针的有效高度。

b)当hp＜0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径

2“滚球法”避雷保护计算

“滚球法”是国际电工委员会(IEC)推荐的接闪器保护范围计算方法之一。我国建筑防雷规范G 50057—994(2000年版)也把“滚球法”强制作为计算避雷针保护范围的方法。滚球法是以hR为半径的一个球体沿需要防止击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器(包括被用作接闪器的金属物)或只触及接闪器和地面(包括与大地接触并能承受雷击的金属物)，而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器

的保护。滚球法确定接闪器保护范围应符合规范规定，见表。

应用滚球法，避雷针在地面上的保护半径的计算可见以下方法及图2。

a)避雷针高度h≤hR时的计算

距地面hR处作条平行于地面的平行线。以针尖为圆心、hR为半径作弧线交于平行线A，两点。以A，为圆心，hR为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切，这样，从弧线起到地面就是保护范围。保护范围是一个对称的锥体。避雷针在hP高度的xx＇平面上和在地面上的保护半径，按公式[2](4)计算确定

式中： Rp——避雷针保护高度xx＇平面上的保护半径； hR——滚球半径，按表确定；hp——被保护物的高度；R0——避雷针在地面上的保护半径。

b)当避雷针高度h＞hR时的计算在避雷针上取高度hp的一点代替单支避雷针针尖并作为圆心，亦可见图2。

3“滚球法”计算天面避雷针保护范围存在的问题

3.1 存在问题

用“滚球法”计算避雷针在地面上的保护，保护范围可以很好地得到确认，但用“滚球法”计算天面避雷针保护范围时却存在较大的误差。“滚球法”是以避雷针和被保护物所在平面为一无限延伸的平面作为前提的，当被保护物位于屋顶天面时，天面不是一个无限延伸的平面，况且，当滚球同时与避雷针尖和天面避雷带接触时，滚球和天面之间不存在确定的相切关系。因此《建筑物防雷设计规范》中给出的计算公式将不能直接运用。

在这种情况下，我们怎样计算其保护范围呢？由于天面不可延伸且形状不规则，因此，根据滚球法计算保护范围的原理，当避雷针位置确定后，滚球在以避雷针尖作为一个支点，以避雷带上任一点作为另一支点滚动时，它在一定高度的保护范围也将是一个不规则的图形。

从理论上讲，要想知道被保护物体能否得到全面保护，我们需要计算出以避雷针尖为一个滚球支点，

以避雷带上的所有点作为另一个滚球支点时，用避雷针在一定高度的所有保护半径来确定被保护物体能否完全得到保护。这种计算方法在实际应用中有一定的偏差。因此，我们需要寻找一种简便的方法来计算被保护物体能否得到避雷针的完全保护。

从滚球法计算保护范围的原理中，我们可以得出如下推论：

a)以避雷针的顶点为一个支点，另一个支点距避雷针基点的垂直距离越近时，其在一定高度的保护半径越小，反之，另一个支点距避雷针的基点垂直的距离越远(不能超过滚球半径)时，其在一定高度的保护半径越大。

b)当被保护物体最高点垂直于避雷针的平面上，计算出的保护半径大于被保护物体上最远点距避雷针的垂直距离时，该被保护物体可得到避雷针的全面保护。

根据以上推论，我们只要计算出避雷带上距避雷针基点最近(指以避雷针基点作为起点，经被保护物体在天面上的正投影与避雷带上各点连线中的最短距离)的点作为支点时，一定高度的保护距离，即可判断出该物体能否得到全面保护(当计算出的保护距离大于该被保护物体到避雷针的垂直距离的最大值时，被保护物体得到全面保护，反之，则相反)。

3.2举例说明

假设天面有一物体，物体的高度为3 m，其最远点距避雷针基点的垂直距离为7 m，避雷带上距避雷针基点最近的点(该支点与避雷针基点的连线经过被保护物体在天面的正投影)距避雷针的垂直距离为5 m。避雷针设多高才能对该物体进行全面保护？

根据以上条件，假设避雷针的基点为O点，被保护物体上距避雷针的最远点设为A点，滚球的另一个支点为点，依据滚球法的原理，可作图3。

a)分别以A，两点为圆心，以hR为半径划圆弧,则圆弧相交于E点，E点即为滚球的圆心。

b)以E点为圆心，以hR为半径划圆，则该圆一定经过A，两点且与避雷针相交于C点(当E点距避雷针的垂直距离大于hR时，无交点)，OC即为所求避雷针的高度。

c)经过滚球中心点E点作垂直于O的直线，与O的延长线相交于F点。连接EA，EB，EC，则线段

EA，EB，EC相等且等于滚球半径。经A，C两点作垂直于EF的直线，与EF相交于I，H两点。

d)设F=x，EF=y，避雷针高度OC=h，滚球半径取45m,则可得方程组

y=43.95 m。

避雷针的高度应取一定的裕量，所以取高度为7.5m，可对物体进行全面保护。如果用G50057—994标准给出的滚球法计算公式进行计算，所得结果为h= 6.4m，被保护对象可能得不到全面保护，存在一定雷电绕击概率。

4实例比较

下面以发电厂一些常见建筑物的保护面积来比较两种计算方法(由于电厂的建筑物多数属于第三类防雷建筑物，所以滚球半径按第三类防雷建筑物选择，即hR=60 m)。某电厂油区有两种规格的油罐，油罐保护高度hP分别为8 m和25 m,都设置了同样高度的避雷针，避雷针高度h=40 m,油罐保护半径分别以折线法和滚球法进行计算。

4.1折线法

根据公式(1)，油罐保护高度8m的地面保护半径等于油罐保护高度25 m的地面保护半径，R=5hP=52.2 m。这是因为保护高度hP=8 m＜0.5h=20 m，而保护高度hP=25 m＞0.5h=20 m。油罐保护高度8 m水平面上的保护半径Rp＝(1.5h－2hp)P=20.88 m。油罐保护高度25 m水平面上的保护半径Rp＝(h－hp)P= 13.05 m。

4.2滚球法

因为避雷针高度h=40 m，滚球半径hR= 60m，h＜hR,根据公式[2](4)，油罐保护高度8 m的地面保护半径等于油罐保护高度25 m的地面保护

对比以上数据，可以看出,在相同的条件下(滚球半径按第三类防雷建筑物选),用“滚球法”计算出来的建筑物高度水平面的保护半径(13.72 m和7.84 m)要比“折线法”计算出来的保护半径(20.88 m和13.05 m)要小，换言之，要达到相同的保护半径，用“滚球法”计算出的避雷针高度要比“折线法”计算出来的高度要高，可见“滚球法”要比“折线法”对独立避雷针的要求略高一些。只有第三类防雷建筑物的高度低于20 m时，“滚球法”算出的避雷针保护范围才与“折线法”算出的保护范围相似。

5结论

综上所述，可以得出以下几点结论：

a)“折线法”的主要特点是设计直观、计算简便、节省投资,但只适用于20 m以下的避雷高度，不

能计算高度20 m以上建筑物的保护范围,而且计算结果与雷电流大小无关。

b)“滚球法”的主要特点是可以计算避雷针(带)与网格组合时的保护范围。凡安装在建筑物上的避雷针、避雷线(带)，不管建筑物的高度如何，都可采用滚球法来确定保护范围，并且保护范围与雷电流大小有关，但独立避雷针、避雷线受相应的滚球半径限制(60 m)，其高度和计算相对复杂，比“折线法”要增大投资。

c)天面避雷针保护范围的计算必须具体情况具体分析，用滚球法的原理设计出不同的避雷针组合，对天面上的重要设施进行保护。

由于对大气电学特别是闪电规律的认识，现在还处在很不成熟的阶段，主要原因之一是由于闪电现象的随机性，而且大气现象还与地理位置，地貌等有关。所以无论在国内还是在国外，对防雷技术的看法还有很多意见。

目前电力系统的电气设备直击雷防护都是根据现行行业标准设计的，而按照现行行业标准进行的电力设备直击雷防护设计，从949年至今已经历了半个多世纪的安全运行经验的考验，没有出现重大问题。在对建筑物防雷设计国标送审稿审查时，电力系统过电压方面的专家已经指出，电力设备不同一般建筑物，因此该国标不一定适用于电力系统中电力设备的直击雷防护。

但“滚球法”对于结构复杂的高层建筑保护有很大的优势，了解规程中“折线法”和“滚球法”的各自特点，具体工程具体分析，才能制订出一套安全经济的保护方案。

参考文献

［1］G 50057—994，建筑物防雷设计规范(2000年版附录4)［S］.

［2］戴瑜兴.民用建筑电气设计手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，2003.

避雷针保护范围及其计算

避雷针保护范围及其计算 避雷针，又名防雷针，是用来保护建筑物、高大树木等避免雷击的装置。当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变。在避雷针的顶端，形成局部电场集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。 用折线法计算避雷针保护范围的方法： 1、单支避雷针保护范围的计算 2、双支等高避雷针保护范围的计算 3、双支不等高避雷针保护范围的计算 1、单支避雷针保护范围的计算 hx平面上的保护范围 避雷针在地面上的保护半径为 r=1.5h o 式中r――保护半径（米）；h――避雷针高度（米）。在被保护物高度hx水平面上的保护半径为 rx= （h-hx）p=hap ；

式中rx—避雷针在hx水平面上的保护半径（米）； hx—被保护物的高度（米）； ha —避雷针的有效高度（米）； p――高度影响系数（考虑避雷针太高时，保护半径不按正比例增大的系数）0 h< 30 米时，p=1 o 2、双支等高避雷针保护范围的计算 每支避雷针外侧的保护范围和单支避雷针的保护范围相同；两支避雷针中间的保护范围由通过两避雷针的顶点以及保护范围上部边缘的一最低点0作一圆弧来确定。 h0 :两避雷针之间保护范围上部边缘最低点的高度（m） D:避雷针之间距离 hx:被保护物高度 bx:宽度

其中 bx=1.5 (hO —hx) hO=h —D/7P 当D>7ph 时，h0=0, bx=0 3、双支不等高避雷针保护范围的计算 每支避雷针外侧的保护范围和单支避雷针的保护范围相同；内侧的保护范围：先做出较高避雷针的边界范围，再由较低针顶部做一条地面平行线，与较高边范围边界相交，过交点作垂线，以此为假想避雷针做保护范围 hO=h1 —D1/7P

避雷针的防护范围计算方法

避雷针的防护范围计算方法 常用避雷针(这里仅指单针)保护范围的计算方法主要有折线法和滚球法，为此，就“折线法”和“滚球法”的计算进行了初步的分析和探讨，得出：“折线法”的主要特点是设计直观，计算简便，节省投资，但建筑物高度大于20 m以上不适用；“滚球法”的主要特点是可以计算避雷针(带)与网格组合时的保护范围，但计算相对复杂，投资成本相对大。 在避雷针保护范围的计算方法中，“折线法”是比较成熟的方法。近几年来,国标中规定的“滚球法”也开始得到同行的认同，但在实际运用中，“滚球法”也碰到一些问题，特别是在计算天面避雷针保护范围的时候。因此有必要对电力系统常用的“折线法”和国标的“滚球法”进行比较分析，发现其中存在的问题。1“折线法”避雷保护计算 “折线法”在电力系统又称“规程法”，即单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴的折线圆锥体。L/ 620—997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准就规定了单支避雷针的保护范围，见图。 1.1避雷针在地面上保护半径的计算 计算避雷针在地面上的保护半径可用公式 式中：Rp——保护半径； h——避雷针的高度； P——高度影响因数。 其中，P的取值是：当h≤30 m，P＝1；当30 m 的h的纯数值；当h＞20 m时，只能取h=120 m。 1.2被保护物高度hp水平面上保护半径的计算 a)当hp≥0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径 式中：Rp——避雷针在hp水平面上的保护半径； hp——被保护物的高度； ha——避雷针的有效高度。 b)当hp＜0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径 2“滚球法”避雷保护计算 “滚球法”是国际电工委员会(IEC)推荐的接闪器保护范围计算方法之一。我国建筑防雷规范G 50057—994(2000年版)也把“滚球法”强制作为计算避雷针保护范围的方法。滚球法是以hR为半径的一个球体沿需要防止击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器(包括被用作接闪器的金属物)或只触及接闪器和地面(包括与大地接触并能承受雷击的金属物)，而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。滚球法确定接闪器保护范围应符合规范规定，见表。

避雷针折线法与滚球法

b）当hp v0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径

2“滚球法”避雷保护计算 “滚球法”是国际电工委员会（IEC）推荐的接闪器保护范围计算方法之一。我国建筑防雷规范G 50057—994（2000年版）也把“滚球法”强制作为计算避雷针保护范围的方法。滚球法是以hR为半径的一个球体沿需要防止击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括被用作接闪器的金属物）或只触及接闪器和地面（包括与大地接触并能承受雷击的金属物），而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。滚球法确定接闪器保护范围应符合规范规定，见表。 应用滚球法，避雷针在地面上的保护半径的计算可见以下方法及图2。 a）避雷针高度h< hR时的计算 距地面hR处作条平行于地面的平行线。以针尖为圆心、hR为半径作弧线交于平行线A,两点。以A,为圆心，hR为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切，这样，从弧线起到地面就是保护范围。保护范围是一个对称的锥体。避雷针在hP高度的xx'平面上和在地面上的保护半径，按公式［2］（4）计算确定 式中：Rp――避雷针保护高度xx'平面上的保护半径； hR ――滚球半径，按表确定； hp ――被保护物的高度； R0 ――避雷针在地面上的保护半径。 b）当避雷针高度h> hR时的计算 在避雷针上取高度hp的一点代替单支避雷针针尖并作为圆心，亦可见图2。 3“滚球法”计算天面避雷针保护范围存在的问题 3.1 用“滚球法”计算避雷针在地面上的保护，保护范围可以很好地得到确认，但用“滚球法”计算天面避雷针保护范围时却存在较大的误差。“滚球法”是以避雷针和被保护物所在平面为一无限延伸的平面作为前提的，当被保护物位于屋 顶天面时，天面不是一个无限延伸的平面，况且，当滚球同时与避雷针尖和天面避雷带接触时，滚球和天面之间不存在确定的相切关系。因此《建筑物防雷设计规范》中给出的计算公式将不能直接运用。 在这种情况下，我们怎样计算其保护范围呢？由于天面不可延伸且形状不规则，因此，根据滚球法计算保护范围的原理，当避雷针位置确定后，滚球在以避雷针尖作为一个支点，以避雷带上任一点作为另一支点滚动时，它在一定高度的保护范围也将是一个不规则的图形。从理论上讲，要想知道被保护物体能否得到全面保护，我们需要计算出以避雷针尖为一个滚球支点，以避雷带上的所有点作为另一个滚球支点时，用避雷针在一定高度的所有保护半径来确定被保护物体能否完全得到保护。这种计算方法在实际应用中有一定的偏差。因此，我们需要寻找一种简便的方法来计算

避雷针保护范围的计算方法

避雷针保护范围的计算方法 避雷针保护范围的计算方法 卢伟辉1,黄旭丹2 1.广东粤华发电有限责任公司,广东广州 510731; 2.广东电力设计研究院广东广州 510600) 摘要：常用避雷针(这里仅指单针)保护范围的计算方法主要有折线法和滚球法，为此，就“折线法”和“滚球法”的计算进行了初步的分析和探讨，得出：“折线法”的主要特点是设计直观，计算简便，节省投资，但建筑物高度大于20 m以上不适用；“滚球法”的主要特点是可以计算避雷针(带)与网格组合时的保护范围，但计算相对复杂，投资成本相对大。 关键词：避雷针；折线法；滚球法；保护范围 Calculation methods of lightning conductor protective range LU Weihui,UANG Xudan2 (1.Guangdong Yuehua Power Co.,Ltd.,Guangzhou 510731,China; 2.Guangdong Electric PowerDesign Institute,Guangzhou 510600,China) Abstract：he common calculation methods of lightning rod (single rod only)protective range are the“polygon method” and the“rolling ball method”. his paper makes a primary discussion on these two methods,drawing a conclusion that the “polygon method” is of intuitionistic design,simple computation,economic costs,but it is inapplicable to buildings higher than 20 m; the “rolling ball method” can figure out the protective range of a lightning rod combined with gridding,yet the computation is more complicated and the investment is higher.

防雷计算三种方法

防雷计算三种方法 1.几何法（GM） 几何法是不考虑避雷针的形状、高度及雷击电流大小，避雷针按45°保护角计算。<<工业与民用电力装置的过电压保护设计规范>>(GBJ64－83)规定的单支避雷针保护范围，应按下列方法确定： 避雷针在地面上的保护半径（图），应按下式确定： 图单支避雷针保护范围 r=1.5h 式中r-保护半径(m); h-避雷针的高度(m)。 在被保护高度h x水平面上的保护半径，应按下式确定 当h x≥h/2时， r x =(h- h x)ρ= h aρ 式中r x－避雷针在h x水平面上的保护半径（m）； h x－被保护物的高度（m）； h a－避雷针的有效高度（m）； ρ－高度影响系数，h≤30m，ρ=1；30m< h≤120m， 当h x

电气几何法人为有半径r0的球，沿地面或避雷装置周围滚动，球所不能触及的空间，即对应于r0的雷电流为有效的空间。 3.先导传播模型（LPM） 下行雷闪的先导在高处不受地面物体的影响而随机发展，当下行先导下落其一位置时，先导中的电荷引起的电场在目的物达到先导起始条件，便产生上行先导。上、下行先导在其空间电场作用下，沿一定方向发展，若相遇，将击中目的物。 一定几何形状和高度的目的物能否被一定雷电流幅值额雷闪击中，用吸引半径R a（针行）或吸引距离D a的参数来描述。R a和D a不仅是与雷电流幅值有关，而且与目的物的高度有关。对针行物吸引半径计算如下： 式中Ra－吸引半径，m； I－雷电流幅值，kA； h－针行物高度，m。

避雷针保护范围的计算方法

避雷针保护范围的计算方法 (2008-06-28 13:50:33) 标签：教育 分类：专业知识 1“折线法”避雷保护计算 “折线法”在电力系统又称“规程法”，即单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴的折线圆锥体。L/ 620—997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准就规定了单支避雷针的保护范围，见图。 1.1避雷针在地面上保护半径的计算 计算避雷针在地面上的保护半径可用公式 式中：R p ——保护半径； h ——避雷针的高度； P ——高度影响因数。 其中，P 的取值是：当h ≤30 m ，P ＝1；当30 m 的h 的纯数值；当h ＞20 m 时，只能取h=120 m 。 1.2被保护物高度h p 水平面上保护半径的计算 a)当h p ≥0.5h 时，被保护物高度h p 水平面上的保护半径 式中：R p ——避雷针在h p 水平面上的保护半径； h p ——被保护物的高度； h a ——避雷针的有效高度。 b)当h p ＜0.5h 时，被保护物高度h p 水平面上的保护半径

2“滚球法”避雷保护计算 “滚球法”是国际电工委员会(IEC)推荐的接闪器保护范围计算方法之一。我国建筑防雷规范G 50057—994(2000年版)也把“滚球法”强制作为计算避雷针保护范围的方法。滚球法是以h R 为半径的一个 球体沿需要防止击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器(包括被用作接闪器的金属物)或只触及接闪器和地面(包括与大地接触并能承受雷击的金属物)，而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。滚球法确定接闪器保护范围应符合规范规定，见表。 应用滚球法，避雷针在地面上的保护半径的计算可见以下方法及图2。 a)避雷针高度h ≤h R 时的计算 距地面h R 处作条平行于地面的平行线。以针尖为圆心、h R 为半径作弧线交于平行线A ，两点。以A ， 为圆心，h R 为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切，这样，从弧线起到地面就是保护范围。保 护范围是一个对称的锥体。避雷针在h P 高度的xx ＇平面上和在地面上的保护半径，按公式[2](4)计算确 定 式中： R p ——避雷针保护高度xx ＇平面上的保护半径； h R ——滚球半径，按表确定； h p ——被保护物的高度； R 0——避雷针在地面上的保护半径。 b)当避雷针高度h ＞h R 时的计算 在避雷针上取高度h p 的一点代替单支避雷针针尖并作为圆心，亦可见图2。

保护范围计算过程

1 保护范围计算 一、避雷针的保护范围 1．单支避雷针滚球法保护范围的确定： 滚球法是以r h 为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器(包括被利用作为接闪器的金属物)或只触及接闪器和地面(包括与大地接触并能承受雷击的金属物)而不触及需要保护的部件时，则该部件就得到接闪器的保护，见图5—11。 图5—11 单支避雷针滚球法的保护范围 滚球半径r h 的取值与建筑物防雷类别有关，第一类防雷建筑物的滚球半径r h 规定为30m ，第二类防雷建筑物的滚球半径r h 规定为45m ，第三类防雷建筑物的滚球半径r h 规定为60m. (1)避雷针高度h ≤r h 时； ①距地面r h 处作一平行于地面的平行线； ②以针尖为圆心，r h 为半径，作弧线交于平行线的A 、B 两点； ③以A 、B 为圆心，r h 为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切。从此弧线起到地面止就是保护范围。保护范围是一个对称的锥体； ④避雷针在r h 高度为XX ′平面上的保护半径x r 为避雷针轴线至锥体母线交点的水平距离，可按下列公式计算： )2()2(x r x r x h h h h h h r ---=

1 避雷针在地面上的保护范围：)2(0h h h r r -= 该建筑物 单支避雷针的保护范围的确定 我们把此类建筑物划为三类防雷范围，滚球半径选60米， 当避雷塔高度h=31.5m 时，其在13米高度平面的保护半径计算如下： )1360*2(*13)51.360*2(*51.3---=x r )51.360*2(*51.30-= r 式中：x r ——避雷针在x h 高度的XX ′平面上的保护半径(m)； r h ——滚球半径(m)；r h = 60米 x h ——被保护物的高度(m)；13米 r 0——避雷针在地面的保护半径； 计算可得：避雷针在13米高度平面x r =16.3579m 避雷针在地面上r 0=53.6540m 算依据：建筑物防雷设计规范 GB5057-2010

避雷针保护范围计算公式

避雷针保护范围计算公 式 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

避雷针保护范围计算公式 Rx=√H(2Hr-H)-√Hx(2Hr-Hx) Rd=√H(2Hr-H) 其中： Rx-----避雷针在Hx高度平面上的保护半径M Hr-----滚球半径M Hx――被保护物体高度M H―――避雷针的计算高度M Rd―――避雷针在地面上的保护半径M Rx=1.6Ha/(1+ Hx/H) Rx-----避雷针在Hx高度平面上的保护半径M Hx――被保护物体高度M H―――避雷针的计算高度M Ha=H-Hx―――避雷针的有效高度 避雷针的保护范围 众所周知，雷是一种常见的自然现象。雷电击中物体会产生强烈的破坏作用。防雷是人类同自然斗争的一个重要课题。安装避雷针是人们行之有效的防雷措施之一。 避雷针由接受器、接地引下线和接地体（接地极）三部分串联组成。避雷针的接受器是指避雷针顶端部分的金属针头。接受器的位置都高于被保护的物体。接地引下线是避雷针的中间部分，是用来连接雷电接受器和接地体的。接地引下线的截面积不但应根据雷电流通过时的发热情况计算，使其不会因过热而熔化，而且还要有足够的机械强度。接地体是整个避雷针的最底下部分。它的作用不仅是安全地把雷电流由此导入地中，而且还要进一步使雷电流在流入大地时均匀地分散开去。 避雷针的工作原理就其本质而言，避雷针不是避雷，而是利用其高耸空中的有利地位，把雷电引向自身，承受雷击。同时把雷电流泄入大地，起着保护其附近比它矮的建筑物或设备免受雷击的作用。 避雷针保护其附近比它矮的建筑物或设备免受雷击是有一定范围的。这范围像一顶以避雷针为中心的圆锥形的帐篷，罩在帐篷里面空间的物体，可以免遭雷击，这就是避雷针的保护范围。 单支避雷针的保护范围如图1所示，它的具体计算通常采取下列方法（这种方法是从实验室用冲击电压发生器作模拟

避雷针保护范围计算书

避雷针保护范围计算书 一、单支避雷针保护半径 对于#1﹑#2﹑#3,#4单个避雷针，h=30m，其保护半径均如下：当保护高度h x＜h/2 时 r x =(1.5h-2h x).p (p=1) ∴ h x =10m 时 r x=(1.5×30-2×10)=25m ∴ h x =7.3m 时 r x=(1.5×30-2×7.3)=30.4m ∴ h x =6m 时 r x=(1.5×30-2×6)=33m 二、双支避雷针保护宽度 该变电所每支避雷针的对地高度均为30m，均按双支等高避雷针来进行计算保护宽度。 对于等高双支避雷针： h0=h-D/7P (∵ h≤30m ∴ P=1)； 当 h x≥h0/2时 b x=(h0-h x) 当 h x＜h0/2时 b x=(1.5h0-2h x) 1. 对于#1﹑#2避雷针，等高h=30m，D1,2=45m, h0=h-D1,2/7=23.6m 保护高度h x=10m 时 b x1,2＝(1.5h0-2h x)=15.4m 保护高度h x=7.3m时 b x1,2＝(1.5h0-2h x)=20.8m 保护高度h x=6m 时 b x1,2＝(1.5h0-2h x)=23.4m 2. 对于#2﹑#3避雷针，等高h=30m，D2,3=49.1m, h0=h-D2,3/7=23m 保护高度h x=10m 时 b x2,3＝(1.5h0-2h x)=14.5m 保护高度h x=7.3m 时 b x2,3＝(1.5h0-2h x)=20m 保护高度h x=6m 时 b x2,3＝(1.5h0-2h x)=22.5m 3. 对于#3﹑#4避雷针，等高h=30m，D3,4=46.6m, h0=h-D3,4/7=19m

避雷针折线法与滚球法

避雷针保护范围的计算方法 目前世界各国关于避雷针保护范围的计算公式在形式上各有不同，大体上有如下几种计算方法： 1、折线法：即单一避雷针的保护范围为一折线圆锥体。 2、曲线法：即单支避雷针的保护范围为一曲线锥体。 3、直线法：是以避雷针的针尖为顶点作一俯角来确定，有爆炸危险的建筑物用45°角，对一般建筑物采用60°角，实质上保护范围为一直线圆锥体。 在避雷针保护范围的计算方法中，“折线法”是比较成熟的方法。近几年来,国标中规定的“滚球法”也开始得到同行的认同，但在实际运用中，“滚球法”也碰到一些问题，特别是在计算天面避雷针保护范围的时候。因此有必要对电力系统常用的“折线法”和国标的“滚球法”进行比较分析，发现其中存在的问题。 常用避雷针(这里仅指单针)保护范围的计算方法主要有折线法和滚球法，为此，就“折线法”和“滚球法”的计算进行了初步的分析和探讨，得出：“折线法”的主要特点是设计直观，计算简便，节省投资，但建筑物高度大于20 m 以上不适用；“滚球法”的主要特点是可以计算避雷针(带)与网格组合时的保护范围，但计算相对复杂，投资成本相对大。 在避雷针保护范围的计算方法中，“折线法”是比较成熟的方法。近几年来,国标中规定的“滚球法”也开始得到同行的认同，但在实际运用中，“滚球法”也碰到一些问题，特别是在计算天面避雷针保护范围的时候。因此有必要对电力系统常用的“折线法”和国标的“滚球法”进行比较分析，发现其中存在的问题。1“折线法”避雷保护计算 “折线法”在电力系统又称“规程法”，即单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴的折线圆锥体。L/ 620—997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准就规定了单支避雷针的保护范围，见图。 1.1避雷针在地面上保护半径的计算 计算避雷针在地面上的保护半径可用公式 式中：Rp——保护半径； h——避雷针的高度； P——高度影响因数。 其中，P的取值是：当h≤30 m，P＝1；当30 m 的h的纯数值；当h＞20 m时，只能取h=120 m。 1.2被保护物高度hp水平面上保护半径的计算 a)当hp≥0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径 式中：Rp——避雷针在hp水平面上的保护半径； hp——被保护物的高度； ha——避雷针的有效高度。

避雷针保护范围计算公式

避雷针保护范围计算公式 Rx=√H(2Hr-H)-√Hx(2Hr-Hx) Rd=√H(2Hr-H) 其中： Rx-----避雷针在Hx高度平面上的保护半径M Hr-----滚球半径M Hx――被保护物体高度M H―――避雷针的计算高度M Rd―――避雷针在地面上的保护半径M Rx=1.6Ha/(1+Hx/H) Rx-----避雷针在Hx高度平面上的保护半径M Hx――被保护物体高度M H―――避雷针的计算高度M Ha=H-Hx―――避雷针的有效高度 避雷针的保护范围 众所周知，雷是一种常见的自然现象。雷电击中物体会产生强烈的破坏作用。防雷是人类同自然斗争的一个重要课题。安装避雷针是人们行之有效的防雷措施之一。 避雷针由接受器、接地引下线和接地体（接地极）三部分串联组成。避雷针的接受器是指避雷针顶端部分的金属针头。接受器的位置都高于被保护的物体。接地引下线是避雷针的中间部分，是用来连接雷电接受器和接地体的。接地引下线的截面积不但应根据雷电流通过时的发热情况计算，使其不会因过热而熔化，而且还要有足够的机械强度。接地体是整个避雷针的最底下部分。它的作用不仅是安全地把雷电流由此导入地中，而且还要进一步使雷电流在流入大地时均匀地分散开去。 避雷针的工作原理就其本质而言，避雷针不是避雷，而是利用其高耸空中的有利地位，把雷电引向自身，承受雷击。同时把雷电流泄入大地，起着保护其附近比它矮的建筑物或设备免受雷击的作用。 避雷针保护其附近比它矮的建筑物或设备免受雷击是有一定范围的。这范围像一顶以避雷针为中心的圆锥形的帐篷，罩在帐篷里面空间的物体，可以免遭雷击，这就是避雷针的保护范围。 单支避雷针的保护范围如图1所示，它的具体计算通常采取下列方法（这种方法是从实验室用冲击电压发生器作模拟试验获得的）。 避雷针在地面上的保护半径为 r=1.5h。 式中r——保护半径（米）；h——避雷针高度（米）。在被保护物高度hx水平面上的保护半径为 rx=（h-hx）p=hap；

避雷针保护半径计算公式

避雷针保护半径计算公式 以避雷针保护半径计算公式为标题，写一篇文章。 一、引言 避雷针作为一种防雷设施，被广泛应用于建筑物、电力设备等场合。其作用是通过放电原理来保护设备或建筑物免受雷击的损害。在设计和安装避雷针时，计算避雷针的保护半径是非常重要的一步。 二、避雷针保护半径的意义 避雷针保护半径是指避雷针能够达到的保护范围半径。通过计算避雷针的保护半径，可以确定避雷针的布置位置和数量，以达到最佳的防雷效果。保护半径越大，避雷针能够覆盖的范围就越广，建筑物或设备受到雷击的风险就越小。 三、避雷针保护半径的计算公式 避雷针保护半径的计算公式是根据放电原理和电磁学理论推导得出的。其公式如下： R = k * h 其中，R代表避雷针的保护半径，k是与设备或建筑物特性相关的常数，h是避雷针与地面之间的垂直距离。 四、计算避雷针保护半径的步骤 1. 确定设备或建筑物的特性参数，如高度、形状等。

2. 根据设备或建筑物的特性参数，选择合适的常数k值。 3. 测量避雷针与地面之间的垂直距离h。 4. 将参数代入避雷针保护半径的计算公式，计算得出保护半径R。 五、常见影响避雷针保护半径的因素 1. 避雷针的高度：高度越高，保护半径越大。 2. 避雷针的形状：不同形状的避雷针对雷电的接收效果有差异，进而影响保护半径。 3. 地形和建筑物的周围环境：地势高低、周围建筑物的高度等因素都会影响避雷针的保护半径。 六、避雷针保护半径的应用举例 假设一座建筑物的高度为20米，选择适当的常数k值为0.03，避雷针与地面的垂直距离为10米。根据避雷针保护半径的计算公式，可得到保护半径R=0.03*10=0.3米。这意味着避雷针能够保护的范围半径为0.3米。 七、避雷针保护半径的局限性和注意事项 1. 避雷针保护半径的计算公式是基于理论推导得出的，实际应用中可能存在误差。因此，在设计和安装避雷针时，还需要考虑其他因素，如地形、建筑物周围环境等。 2. 避雷针保护半径的计算结果仅供参考，具体的避雷针布置方案还需要结合实际情况进行综合考虑。

双支避雷针的保护范围计算

单支避雷针的保护范围计算： 当针高度h小于或等于h r时： ①距地面h r处作一平行于地面的平行线； ②以针尖为圆心，h r为半径，作弧线交于平行线的A,B两点； ③以A、B为圆心，h r为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切。 从此弧线起到地面止就是保护范围。保护范围是一个对称的锥体； ④避雷针在h r高度的xx/平面上和地面上的保护半径，按下列计算式确 定： r x=√h(2h r–h) –√h x(2h r–h x) r o=√h(2h r–h) 式中r x 避雷针在h r高度的xx/平面上的保护半径÷ h r 滚球半径，按规范表5.2.1确定（m） h x 被保护物的高度 r o 避雷针在地面上的保护半径（m） 双支避雷针的保护范围计算： 在避雷针高度h小于或等于h r的情况下，当两支避雷针的距离D大于或等于2√h(2h r–h) 时，应各按单支避雷针的方法确定；当D小于2√h(2h r–h) 时，应按下列方法确定。

①AEBC外侧的保护范围，按照单支避雷针的方法确定。 ②C、E点位于两针间的垂直平分线上。在地面每侧的最小保护宽度b o按 下式计算： b o＝CO=EO=√h(2h r–h) –(D/2)2 在AOB轴线上，距中心线任以距离x处，其保护范围上边线上的保护高度h x按下式计算： h x＝h r —√(h r–h)2–(D/2)2–x2 该保护范围上边线是以中心线距离地面h r的一点O｜为圆心，以 √(h r–h)2＋(D/2)2为半径所作的圆弧AB。 ③两针间AEBC内的保护范围，ACO部分的保护范围按以下方法确定： 在任一保护高度hx和C点所处的垂直平面上，以hx作为假想避雷针，按单支避雷针的方法逐点确定。确定BCO、AEO、BEO部分的保护范围的方法与ACO部分的相同。 ④确定xx/平面上保护范围截面的方法。以单支避雷针的保护半径r x为半