用滚球法确定建筑物防雷接闪器的保护范围

附录B 滚球法单支避雷针(按闪器)的保护范围B.0.1 按照滚球法，单支避雷针(按闪器)的保护范围应按下列方法确定：1 当避雷针高度(h )小于或等于滚球半径(r h )时(图B ．0．1-1)，避雷针在被保护物高度的XX ＇，平面上的保护半径和在地面上的保护半径可按下列公式确定：图B.0.1-1单支避雷针的保护范围（h ≤r h)x b = （B.0.1-1）0r（B.0.1-2）式中h ——避雷针高度(m)；x h ——被保护物高度(m)；x r ——在被保护物高度，平面上的保护半径(m)； 0r ——在地面上的保护半径(m)；r h ——滚球半径(m)。

在现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057中，对于第一、二、三类防雷建筑物的滚球半径分别确定为30m 、45m 、60m 。

对一般施工现场，在年平均雷暴日大于15d ／a 的地区，高度在15m 及以上的高耸建构筑物和高大建筑A BOrxh rhrh rMA Bh xhh rr 0保护范围XX机械；或在年平均雷暴日小于或等于15d ／a 的地区，高度在20m 及以上的高耸建构筑物和高大建筑机械，可参照第三类防雷建筑物。

2 当避雷针高度(h )大于滚球半径(r h )时(图B.0.1-2)，避雷针在被保护物高度的XX ＇平面上的保护半径和在地面上的保护半径可按下列公式确定：x r r h =（B.0.1-3） 0rr h =（B.0.1-4）B.0.2 按照滚球法，单根避雷线(接闪器)的保护范围应按下列方法确定：当避雷线的高度大于或等于2倍滚球半径时，无保护范围；当避雷线的高度小于2倍滚球半径时(图B.0.2)，滚球半径的2圆弧线(柱面)与地面之间的空间即是保护范围。

当2r r h h h <<时，保护范围最高点的高度h 0可按下式计算：02r h h h=- （B.0.2-1）当h ≤r h 时，保护范围最高点的高度即为h ：0h h= （B.0.2-2）避雷线在x h 高度的XX ＇平面上的保护宽度x b 可按下式计算：x b（B.0.2-3）图B.0.1-2单支避雷针的保护范围（h >r h ）(a)2r r h h h <<时 (b) h ≤r h 时图B.0.2 单根架空避雷线的保护范围避雷线两端的保护范围按单只避雷针的方法确定r h 。

ห้องสมุดไป่ตู้
b
x
h(2hr h) hx (2hr hx )
避雷线两端的保护范围按单只避雷针的方法确定。
滚球法
测定避雷针保护范围
按照滚球法，单支避雷针(按闪器)的保护范围应按下列 方法确定： 1 当避雷针高度(h)小于或等于滚球半径(hr)时如图
h——避雷针高度(m)；
hx——被保护物高度(m)；
rx——在被保护物高度的 XX’平面上的保护半径(m)
r0——在地面上的保护 半径(m) hr——滚球半径(m)
避雷针在被保护物高度的XX‘，平面上的保护半 径和在地面上的保护半径可按下列公式确定：
r
0
h(2hr h)
式中滚球半径hr的确定如下：根据现行国家标准《建筑物防雷设 计规范》GB 50057中，对于第一、二、三类防雷建筑物的滚球半径 分别确定为30m、45m、60m。对一般施工现场，在年平均雷暴日大 于15d／a的地区，高度在15m及以上的高耸建构筑物和高大建筑机械； 或在年平均雷暴日小于或等于15d／'a的地区，高度在20m及以上的 高耸建构筑物和高大建筑机械，可参照第三类防雷建筑物。
2、当避雷线的高度小于2倍滚球半径时(图B．0．2)，滚球 半径的2圆弧线(柱面)与地面之间的空间即是保护范围。
当hr＜h<2hr时，保护范围最高点的高度h0可按下式计算： h0=2hr—h 当h≤hr时，保护范围最高点的高度即为h：
h0=h
避雷线在hx高度的XX'平面上的保护宽度bx可按下式计算：
2 当避雷针高度(h)大于滚球半径(hr)时，如图：
避雷针在被保护物高度的 XX'平面上的保护半径和在地面 上的保护半径可按下列公式确 定：

出 hy=10.051m 高度的平面上的接闪杆保护范围。
图四 四支等高接闪杆的保护范围 绿色线条一下部位为接闪杆的保护范围；AA’、BB’、CC’、EE’为接闪杆；
L-地面上保护范围的截面；M-某以高度 hy 平面上保护范围的截面； N-接闪杆外侧保护范围，由单支接闪杆的方法确定 图示比例为 1:10，图中标注单位为 mm
（1-1） 根据数据计算出 b0=27.84m，与模型实际测量数据一样。 1.2、规范 D.0.2 条第 3 款在两支接闪杆轴线上，距离中心点 O 任一距离 x 处， 其在保护范围上边线上的保护高度 hx 计算如下：
（1-2） 该 保 护 范 围 上 边 线 是 以 中 心 线 距 离 地 面 hr 的 一 点 O’ 为 圆 心 ， 以
根据数据计算出 h0=9.051m，与模型实际测量值一样。 3.3、规范 D.0.4 条第 3 款单侧的两支接闪杆轴线内侧的保护范围的确定。在该 模型中只对接闪杆 EE’、CC’作说明，其他同理。由于在四支接闪杆外侧的保护范 围应各按两支接闪杆的方法确定，所以滚球在单侧的两支接闪杆外侧滚动过程 中，在两支接闪杆之间的轴线上也会出现一个极高弧线（模型中 E’C’之间的黑色 弧线）和一个极低弧线（模型中 E’C’之间的绿色弧线 E’GC’），实际保护范围由极 低弧线确定。滚球在接闪杆内侧滚动过程中，滚球与四支接闪杆接触时，会在单 侧的两支接闪杆轴线上出现一个弧线（模型中 E’C’之间的红色弧线）。
图五 接闪杆 EE’、CC’轴线上方滚球滚过的几种弧线图
弧线 OF 的延长线与接闪杆 EE’、CC’轴线的中垂线 IG 的延长线相交，图中洋 红色线的交点；接闪杆 EE’、CC’外侧的保护范围的延长曲面与接闪杆内侧的保护 范围相交与弧线 E’FC’，在接闪杆 EE’、CC’轴线的中垂面上，弧线 GK 的延长线与 弧线 OF 相交与 F 点，这几条特殊弧线的位置关系详见图五。F 点的位置及高度 可以按照规范 D.0.4 条第 3 款的两个公式确定，也可以通过作图法来精确确定。 3.4、规范 D.0.4 条第 5 款确定四支接闪杆中间 hy 高度平面上的保护范围。以 P

滚球法计算避雷针保护范围（1）2008-08-30 09:03:22 作者：未知来源：渭南防雷网浏览次数：81 文字大小：【大】【中】【小】滚球法"是一种计算接闪器保护范围的方法。

它的计算原理为以某一规定半径的球体，在装有接闪器的建筑物上滚过，滚球体由于受建筑物上所安装的接闪器的阻挡而无法触及某些范围，把这些范围认为是接闪器的保护…滚球法"是一种计算接闪器保护范围的方法。

它的计算原理为以某一规定半径的球体，在装有接闪器的建筑物上滚过，滚球体由于受建筑物上所安装的接闪器的阻挡而无法触及某些范围，把这些范围认为是接闪器的保护范围。

这就是滚球法。

"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；我国目前正在实施的建筑防雷规范GB50057-94也采纳了"滚球法"。

由立体几何的知识即可进行"滚球法"的计算。

借助某些软件在计算机上可以使计算的过程及计算结果的表述变得更加简易。

在本行业内大多数学者们的专著及文章中都对滚球法的计算机辅助计算有详细具体的说明。

这里就不再复述。

下面介绍本公司在实际工程中是如何运用滚球法的：由于使用避雷针做为接闪器时得到的保护范围，一般具有较好的轴对称性；而使用避雷带等其它接闪器时所得到的保护范围一般没有轴对称性，并且较为复杂，因此本文中只讨论以避雷针做为接闪器的情况。

首先规定以下几个条件：1、滚球半径为R （根据GB50057-94可选30、45、60m）。

2、地面无论坡度9多大均为绝对平面。

3、避雷针高度H指针尖竖直至地面的距离，针尖以下部分均视为接闪器。

针杆均为竖直安装，即避雷针与竖直轴重合。

一、常规单针（9 =0, H=R）这种情况的保护范围沿竖直轴具有完全轴对称性，任选一个通过竖直轴的轴线剖面如下图滚球球心的运动轨迹为：L（直线）+A（圆弧）+L（直线）注：A=n一个半径为R的球沿9 =0的地面滚动，当它遇到高度H=R的避雷针时被阻碍，让它翻过针尖继续向前滚。

滚球法是一种计算接闪器保护范围的方法。

它的计算原理为以某一规定半径的球体，在装有接闪器的建筑物上滚过，滚球体由于受建筑物上所安装的接闪器的阻挡而无法触及某些范围，把这些范围认为是接闪器的保护范围。

弧垂是指在平坦地面上，相邻两基电杆上导线悬挂高度相同时，导线最低点与两悬挂点间连线的垂直距离。

1.平顶库房长12米、宽5米、高5米，设为二类防雷建筑，计划采用独立避雷针保护，避雷针设在距库房中心轴线上，距离库房边3米（如图），避雷针的高度为10米，问避雷针是否能对库房提供完全直击雷击保护？解：如图所示为库房在5m 高度上的平面示意图，在A 点设置的避雷针在房顶的最大保护半径 为直角三角形ABC 中的AC=1001/2=10（m ）库房为二类防雷建筑，滚球半径h r =45米，10米高的避雷针在5米高度上，避雷针A的保护半径为：r 5=8001/2-4251/2 =28.3-20.6=7.7（m ）＜AC=10米答：r 5=7.7（m ）＜AC=10m ，避雷针不能对库房提供完全直击雷保护。

2、如图所示为某平顶炸药库房，长20米、宽8米、高5米，在距平顶炸药库房两边分别为３米的A 、B 点安装15米等高避雷针，问A 、B 避雷针是否能完全保护炸药库？答：炸药库为一类防雷建筑，根据《建筑物防雷设计规范》滚球半径h r =30ｍ，A 、B 避雷针 针间距为ｄ=３+20+３=26ｍ,应符合d<2r 0 两针相关距离为： 2r 0=2)15302(15-⨯⨯=2675 ≈2⨯25.98 ≈52（m ）>d所以两针相关，有共同保护区域。

（宽度方向）的距离AC = =1851/2=13.6（m ）AC<r 0炸药库底面能得到避雷针的保护，如图2所示。

计算两针最低保护高度h 0h 0 = h r=30-19.85 =10.2（m ）设最低保护高度h 0，为假想避雷针的高度，求在5米高度上的保护半径：r 05=22.5-16.6=5.9(米)库房短边长度一半为：8/2=4m<r 05避雷针的最低保护高度高于炸药库高度，在炸药库的高度5m 处的保护宽度5.9G2大于炸药库的宽度8m ，炸药库5m 高度面能得到保护。

接闪器保护范围的计算方法对于建筑物，接闪器的保护范围按滚球法计算；对于电力装置，接闪器的保护范围按折线法计算。

（1）滚球法滚球法是设想一定直径的球体沿地面（或与大地接触且能承受雷击的导体）由远及近向被保护设施滚动。

如该球体触及接闪器或其引下线之后才能触及被保护设施，则该球体触及接闪器保护范围之内，球面线即保护范围的轮廓线。

滚球的半径按防雷级别确定：第一类防雷建筑物、滚球半径为30m；第二类防雷建筑物，滚球半径为45m；第三类防雷建筑物，滚球半径为60m。

①单支避雷针的保护范围如图1所示确定。

保护范围是一个圆锥体，先在距地面高度hr 上作一条地面的平行线，再以避雷针针尖（h≤hr）或从避雷针正下方hr 高度点（h >hr）为圆心，以hr为半径作圆弧与避雷针和地面相接，弧线以下即单支避雷针的保护范围。

在hx 高度上和地面上的保护半径为式中rx———在hx 高度上和地面上的保护半径，m；h———避雷针高度，m；hr———滚球半径，m；hx———被保护物高度，m。

h—避雷针高度；hr—滚球半径；hx—被保护物高度；在hx 高度上和地面上的保护半径；1—在xx′平面上保护范围的截面两支等高避雷针的保护范围如图2所示确定。

当时，分别按两支单针计算其保护范围；当时，按以下方法计算其保护范围。

1—AOB 轴线的保护范围；2—地面上保护范围的截面；3—xx′平面上保护范围的截面；d—两避雷针之间的水平距离·ACBE 外侧保护范围按单支避雷针计算。

·A、B 连线垂直面上的保护高度线为圆心（O′）高度hr、半径的居中圆弧，弧线高度为式中hx———弧线高度，m；hr———滚球半径，m；h———避雷针高度，m；d———两避雷针之间的水平距离，m；x———距两针中心点的水平距离，m。

地面上每侧最小保护宽度为ACBE 范围内，圆弧两侧的保护范围是将弧线顶点作为假想单支避雷针针尖按滚球法确定，如图2中1—1 剖面所示。

（3-1）
（3-2）
○ 式中：rx 避雷针在hx高度x-x’平面的保护半径； ○ hr 为滚球半径； ○ hx 被保护物的高度（m）； ○ r0 避雷针在地面上的保护半径 。
单支避雷针 在hx高度的保护范围 单支避雷针 的保护范围立体图
单支避雷针的保护范围剖面立体图
例一：第二类防雷建筑物，计算 单支避雷针的保护范围时，滚球 半径为45m，若避雷针离地高度 为45m，代入公式得避雷针在地 面上的保护半径为45m；若避雷 针的高度为8m，代入公式得：
（3）分别以A、B为圆心，hr为半径作弧线，该
弧线与针尖相交并与地面相切。从此弧线起到地面上 就是保护范围。图2-5、2-6为单支避雷针保护范围立 体图。
（4）避雷针在hx高度的x x’平面和地面上的保护
半径按下列方法确定：
单支避雷 针的保护 范围计算 简图
hr-h
由计算推导，单支避雷针的保护范围的计算式确定如下：
部门 / 时间 / 姓名
滚球法：滚球法的物理图象是，是以hr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 及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。
接闪器的布置
建筑物的防雷类 别
的距离D≥
时，应按单
支避雷针的
方法确定；
hx
hr
hr
h2D2x2
2
当D＜
时，应按下列方法
确定（见图）：
ABCD外侧的保
护范围，按照单支
避雷针的方法确定；
C、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bo按下

第一类防雷建筑物
30
≤5×5或≤6×4
第二类防雷建筑物
45
≤10 ×10 或≤12 ×8
第三类防雷建筑物
60
≤20 ×20 或 ≤24 ×16
半径为45米的滚球在建筑物上的移动轨迹
1992年颁布的英国标准《构筑物避雷的实用 规程》BS6651中明确指出:
对高度超过 20米的构筑物而言，高度在 20米 以下的任何避雷针的保护角均会是与较低的构 筑物相同的。然而对于 20米以上的构筑物而言， 有这样建筑物在侧面上遭闪击的可能性，可推 荐的是，被保护的空间应采用滚球方法予以测 定。
单支避雷针 的保护范围立体图
单支避雷针的保护范围剖面立体图
接闪器保护范围
滚球法：滚球法的物理图象是，是以 hr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位时，则 该部分就得到接闪器的保护。
接闪器的布置
建筑物的防雷类别 滚球半径hr（m） 避雷网格尺寸（m）
?
e
I 6.8
????
简化为：
hr ? 10I 0.65
(2)雷电先导对大地、导线及针形物体的雷击距离是
一致的。
(3)雷电先导是斜向入射的，其入射角呈概率分布，
即g(Ф)=2cos2Ф/п 。
与hr相对应的雷电流按公式整理后，为：
I＝
?? hr ??1.54
?10 ?
以hr值代入，由于第一类防雷建筑物确立 I=5.4kA ， 二类为 I=10.1kA ，三类为 I=15.8kA ，由此计算出第 一类防雷建筑物的 hr=30m；第二类hr=45m；第三类 hr=60m 。

二、物业管理设备维护维修类试题一单选题★1．对物业设备进行管理、操作、保养、维护,保证设备正常运行的总负责人是D。

A．维修人员、B．各专业技术主管、C．领班、D．工程部经理2．消防水箱宜与生活、生产水箱合用，以防止水质变坏.水箱内应贮存C的室内消防用水量.A．5min、B．8min、C．10min、D．15min3．居住小区是指含有教育、医疗、文体、商业服务及其它公共建筑的城镇居民住宅建筑区,一般居住小区占地面积为10～20万m2,居住C户。

A．300～800、B．1000~2000、C．2000~3000、D．3000~40004．建筑中一般采用单出口消火栓，高层建筑中应采用的消火栓口径为D。

A．30mm、B．40mm、C．50mm、D．65mm5．高压汞灯中的高压主要是形容B.Ａ．高电压、Ｂ．高气压、Ｃ．发光效率高、Ｄ．启动频率高6．电梯的定义是用电力拖动的轿厢运行于铅垂的或倾斜不大于B的两列刚性导轨之间运送乘客或货物的固定设备.A．10°、B．15°、Ｃ．20°、Ｄ．15°7．防雷接闪器的规格可用滚球法进行确定，那么第一类防雷建筑物所需的接闪器规格的滚球半径是A。

A．30m、B．45m、Ｃ．60m、Ｄ．100m★8．安全性最高的识别技术是A.A．生物识别系统、B．智能卡、C．磁卡、D．IC卡9．建筑智能化主要由三大系统组成，分别是A.A．通信网络系统、办公自动化系统和建筑设备自动化系统B．通信网络系统、消防自动化系统和建筑设备自动化系统C．保安自动化系统、消防自动化系统和办公自动化系统D．保安自动化系统、办公自动化系统、通信网络系统10．从技术角度看智能建筑系统集成的内容是指A。

A．功能集成和界面集成、B．网络集成和数据库的集成、C．功能集成和网络集成、D．界面集成和数据库的集成11．目前室内给水系统中广泛采用C水表.A。

流量式、B.体积式、C。

流速式、D.比重式12．在建筑内部排水管道系统中,起到将管道内散发的有毒有害气体排放到屋顶上方的大气中去的作用的是A系统.P45A.排水通气管、B。

如何正确运用滚球法确定接闪器的保护范围胡夏初;曾欣;邓丰年;宋爱武【摘要】应用滚球法的原理入手针对运用滚球法易出错的地方进行分析,提出使用滚球法确定接闪器保护范围的一些有效的办法,在防雷实际工作中具有较好的指导作用.【期刊名称】《气象研究与应用》【年(卷),期】2015(036)002【总页数】5页(P116-119,125)【关键词】滚球法;雷击距;滚球半径;保护范围【作者】胡夏初;曾欣;邓丰年;宋爱武【作者单位】株洲市气象局,湖南株洲412003;株洲市气象局,湖南株洲412003;株洲市气象局,湖南株洲412003;株洲市气象局,湖南株洲412003【正文语种】中文【中图分类】P427.321 引言滚球法于1980年首先被美国采用，1990年成为第一个国际防雷标准IEC1024－1推荐的接闪器保护范围计算方法。

我国采用滚球法始于1994年11月1日实施的GB50057－94《建筑物防雷设计规范》，此规范虽先后修订了两次，但接闪器的保护范围的计算方法仍沿用滚球法。

与IEC1024－1不同的是，我国防雷规范规定：第一、二、三类防雷建筑物滚球半径分别取30m、45m、60m，粮、棉及易燃物集中的露天堆场，滚球半径可取100m。

滚球法在我国已使用二十余年，但笔者在实际防雷工作和一些防雷刊物中发现，仍然有人在滚球法的理解和运用上存在问题。

略举两例说明如下：个例1：某学校教学楼为四层砖木结构建筑物，屋顶为两坡瓦屋顶，长24m、宽8m、高16m，现要进行直击雷的防护，防雷技术人员设计在筑物长边的一端屋脊位置安装一根高出建筑物9m的接闪杆，他的计算理由如下：学校建筑物按第二类防雷建筑物进行设计，滚球半径hr取45m，接闪杆高设计为9m在屋面上滚动保护屋脊（16m高度）的保护半径达到27m，而建筑物的长度才24m，离针最远端的檐角直线距离才24．3m，檐角高度比屋脊低 2m，针高应取 11m（9m＋2m），保护范围还会更大。

国家开放大学22春“物业管理”《物业设备设施管理》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.广泛应用于油田、炼油厂、油库、发电厂、汽车库、飞机库、矿井坑道等场所的灭火系统是()。

A.泡沫灭火系统B.干粉灭火系统C.卤代烷灭火系统D.二氧化碳灭火器参考答案：A2.供暖系统的管理包括()。

A.热源的管理B.热网的管理C.用户的管理D.热媒的管理参考答案：ABC3.民用建筑用电负荷分为三级。

下列属于二级负荷的是()。

A.中断供电将造成人身伤亡B.中断供电将造成重大政治影响C.中断供电将造成重大经济损失者D.中断供电将造成公共场所秩序混乱者参考答案：D4.建筑物的给水引入管，从配水平衡和供水可靠考虑，宜从建筑物()和不允许断水处引入。

A.靠近水泵处B.靠近水池处C.用水量最小处D.用水量最大处参考答案：D5.风机盘管式空调属于()。

A.集中式空调B.半集中式空调C.局部式空调D.独立式空调参考答案：B6.建筑设备自动控制系统由()系统，照明系统和空调与冷热源系统组成。

A.电力系统B.电梯系统C.给排水系统D.消防系统参考答案：A7.从防止人身触电的角度来看，一般电磁式漏电保护器的可靠性比电子式好，其动作电流不大于()mA。

A.15B.36C.20D.30参考答案：D8.高层建筑与低层建筑的高度分界线为()。

A.24米B.30米C.48米D.100米参考答案：B在建筑内部排水管道系统中，起到将管道内散发的有毒有害气体排放到屋顶上方的大气中去的作用的是()系统。

A.排水通气管B.排风C.通风D.中央空调参考答案：A10.高层建筑供电负荷中，客用电梯，供水系统，公用照明属于()。

A.一级负荷B.二级负荷C.三级负荷D.四级负荷参考答案：B11.消防储水量按保证室内()的消防设计流量考虑。

A.3minB.6minC.10minD.20min参考答案：C12.开启通风系统各种设备，先后顺序为()。

A.先开回风机，后开加热器，再开送风机B.先开送风机，后加热器，再开回风机C.先开加热器，后开送风机，再开回风机D.先开送风机，后开回风机，再开加热器参考答案：D13.室内给水系统有哪几种给水方式?参考答案：1、直接给水方式2、设置升压设备的给水方式3、分区供水的给水方式4、气压罐给水方式14.建筑物的防雷有哪些基本措施?参考答案：1、防直击雷的措施，主要是安装各种形式的接闪器是防直击雷的基本措施。

接闪器保护范围计算方法及应用摘要本文讨论利用滚球法计算接闪器保护范围的方法及在实际工作中的应用,针对实际工作中出现的具体问题举例说明根据被保护对象的结构、类型以及接闪器安装位置的不同，应如何科学、合理的选取相应的参考地面（与滚球体相切的水平面），这样才能准确的计算出接闪器的保护范围，为判断防直击雷装置是否完善提供技术依据。

关键词：接闪器，保护范围，计算方法1 引言接闪器是指能拦截闪击的接闪杆、接闪带、接闪线、接闪网以及用作接闪的金属屋面、金属构件等，是外部防雷装置的重要组成部分之一。

计算接闪器保护范围是判断被保护对象是否完全处于直击雷防护区域内的主要技术手段和方法，是防雷业务工作中的重要内容之一。

由于被保护对象的结构、形状、类型以及接闪器布置方式、布置位置的不同，使得接闪器保护范围的计算变得更加繁杂，需要考虑的因素要更加全面。

根据国家规范标准[1]的要求，我国目前计算接闪器保护范围的方法是“滚球法”，笔者在长期学习和多年实践的基础上，对实际工作中遇到的容易混淆和忽视的一些问题进行阐述，通过典型事例说明如何运用好“滚球法”科学的计算接闪器的保护范围，避免由于理解偏差、计算方法错误导致在工作中埋下防雷安全隐患。

2 滚球法的概念及原理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，我国现行的《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010也采纳了滚球法确定接闪器的保护范围。

它的计算原理是以某一规定半径（即滚球半径，30m、45m、60m）的球体，在装有接闪器的建筑物或设施上滚过，滚球体由于受建筑物或设施所安装的接闪器的阻挡并与平行与地面的接地导体或地面相切而无法触及到某些范围，这些范围就是接闪器的保护范围（图1）。

图1 通过滚球法确定接闪器保护范围Fig.1 Rolling Ball Method to determine the scope of lightning protection3 滚球法确定接闪器保护范围的计算方法按接闪器的形式可分为接闪杆、接闪带、接闪线、接闪网以及其它形式的接闪导体，根据防雷规范[1]要求，接闪带、接闪线、接闪网的保护范围均可按接闪杆保护范围的计算方法进行确定，本文通过对安装在建筑物上接闪带、接闪杆保护范围的计算来说明运用滚球法应注意的问题。

得：
D1 (hr h2)2 (hr h1)2 D2 2D
·············································· ·3-1
❖ 3.在地面每侧的最小保护宽度计算方法如下：
b0 CO EO h1(2hr h1) D12 ··································
图13、XX’平面保护范围
四、矩形布置四支等高接闪杆
❖ 在 h hr 的情况下：
❖ （1）当 D3 2 h(2hr h) 时，各按两支等高接闪杆所规定地方法 确定；
❖ （2）当 D32 h(2hr h) 时，外侧部分的保护范围按两支等高接 闪杆的方法确定
图14、四支等高接闪管的保护范围
即：
r0 hr
图5
❖ 例：某厂一座高30m的水
塔旁边，建有一水泵房
（属于第四类防雷建筑 物），水泵房高宽均为6m， 底面长10m，与水塔距离 12m。水塔上面安装有一 支高为2m的避雷针。试检
验此避雷针能否保护这一 水泵房。
图6
2m
查表得滚球半径 hr=60m，
h=30+2=32m，hx=6m；
地面上的保护半径按如下公式计算：
r0 h(2hr h)
式中：
h 为接闪杆高度；
r 0 为接闪杆在地面上的保护半径；
hr 为滚球半径，按规范表规定取值。
································ 1-2
等效法
❖ 求高度为hx 平面上单支接闪杆的保护范围可以用一种 等效的思想，即先求出高为 h 的接闪杆在地面上的防 护范围 r 0 ，再以 hr 高度作为假想的接闪杆求出防护范

= h2r - ( hr - h) 2 - h2r - ( hr - hx) 2
r2x + 2 rx h2r - ( hr - hx) 2 + h2r - ( hr - hx) 2 = h2r - ( hr - h) 2
( hr - h) 2 = ( hr - hx) 2 - 2 rx h2r - ( hr - hx) 2 - r2x
h2 (2 hr - h2) 时 (式中 a 为避雷针至屋面边缘的距 离) ,上述计算式 (1) 和 (2) 是成立的 ;而当 r0 > a 时 , 实际上滚球的底部已落在屋面之下 , 屋面已不能直 接支撑滚球的底部 , 在工程设计中这种情况比较常 见 。此时应按照《防雷规范》附录四中第 7 条的方 法 , 即作滚球与避雷针和屋面边缘避雷带相交确定 防雷保护范围 , 但《防雷规范》没有给出相应的计算 公式 。而以屋面作为基准面 , 利用公式 (1) 进行计 算则存在偏差 , 计算的保护距离大于滚球的实际保 护距离 ,从下面的公式推导可证明这一点 。
建筑电气 2005 年 第 2 期
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
hx ———被保护物高度 (m) ; h ———避雷针的计算高度 (m) ; r0 ———避雷针在地面上的保护半径 (m) 。 按照《防雷规范》条文说明第 51211 条第三款
(75) ·27 ·
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
dΔr dΔh
=
-
dΔrx dΔh

2022年日照市专业技术人员继续教育专业课安全生产技术试题与答案四71.建筑物防雷分类是指按建筑物的重要性、生产性质、遭受雷击的可能性和后果的严重性所进行的分类。

下列建筑物防雷分类中，正确的是(D)。

A.电石库属于第三类防雷建筑物B.乙炔站属于第二类防雷建筑物C.露天钢质封闭气罐属于第一类防雷建筑物D.省级档案馆属于第三类防雷建筑物72.接闪器的保护范围按照滚球法确定。

滚球的半径按建筑物防雷类别确定，一类建筑物的滚球半径为(B)。

A.15mB.30mC.45mD.60m73.有一种防雷装置，当雷电冲击波到来时，该装置被击穿，将雷电流引入大地，而在雷电冲击波过去后，该装置自动恢复绝缘状态，这种装置是(D)。

A.接闪器B.接地装置C.避雷针D.避雷器74.防雷装置包括外部防雷装置和内部防雷装置，外部防雷装置由接闪器和接地装置组成，内部防雷装置由避雷器、引下线和接地装置组成，下列安全技术要求中，正确的是(D)。

A.金属屋面不能作为外部防雷装置的接闪器B.独立避雷针的冲击接地电阻应小于100ΩC.独立避雷针可与其他接地装置共用D.避雷器应装设在被保护设施的引入端75.工艺过程中产生的静电可能引起爆炸和火灾，也可能给人以电击，还可能妨碍生产。

下列燃爆事故中，属于静电因素引起的是(C)。

A.实验员小王忘记关氢气阀门，当他取出金属钠放在水中时产生火花发生燃爆B.实验员小李忘记关氢气阀门，当他在操作台给特钢做耐磨实验过程中发生燃爆C.司机小张跑长途用塑料桶盛装汽油备用，当他到半路给汽车加油瞬间发生燃爆D.维修工小赵未按规定穿防静电服维修天然气阀门，当他用榔头敲击钎子瞬间发生燃爆76.电气设备运行过程中，可能产生静电积累，应对电气设备采取有效的静电防护措施。

关于静电防护措施的说法，正确的是(D)A.用非导电性工具可有效泄放接触一分离静电B.接地措施可以丛根本上消除感应静电C.静电消除器主要用来消除导体上的静电D.增湿措施不宜用于消除高温绝缘体上的静电77.生产过程中产生的静电可能引起火灾爆炸、电击伤害、妨碍生产。

端 屋 脊位 置 安 装 一 根 高 出建 筑 物 ９ ｍ 的接 闪 杆 ，
学 校建 筑 物 按第 二 类 防雷 建筑 物 进 行设 计 ， 滚
他 的计算 理 由如下 ：
球半 径 ｈ ｒ 取４ ５ ｍ，接 闪杆 高设计 为 ９ ｍ 在屋 面上 滚
动 保 护屋 脊 （ １ ６ ｍ高度 ） 的保 护 半 径 达 到 ２ ７ ｍ， 而 建 筑物 的长 度才 ２ ４ ｍ，离针 最远 端 的檐角 直 线距 离 才
法 的理 解 和运用 上存 在 问题 。略举 两 例说 明如 下 ：
２ ４ ． ３ ｍ， 檐 角 高 度 比屋脊 低 ２ ｍ， 针高应取 １ ｌ ｍ（ ９ ｍ＋
２ ｍ） ， 保护 范 围还会 更大 。
ｒ— ——— ——— ——— 一 ｒ ——— —— ——— ——— —一
计算公式 ： ｒ ｏ ＝Ｖｈ （ ２ ｈ ｒ － ｈ ）＝Ｖ９ （ ２ ＊ ４ ５ — ９ ）＝
范》 ， 此 规 范虽 先 后修 订 了两次 ， 但 接 闪器 的保 护 范
围的计算 方法 仍沿 用滚 球法 。与 Ｉ Ｅ Ｃ ｌ ０ ２ ４ 一 ｌ 不 同的 是， 我 国防雷 规范 规定 ： 第一 、 二、 三类 防 雷建筑 物滚 球 半径 分 别 取 ３ ０ ｍ、 ４ ５ ｍ、 ６ ０ ｍ， 粮、 棉 及 易 燃 物集 中 的露 天堆 场 ， 滚 球 半径 可取 １ ０ ０ ｍ。 滚球 法在 我 国 已使 用二 十余 年 ，但 笔 者在 实 际 防雷 工作 和一 些 防雷 刊物 中发现 ，仍 然有 人在 滚球
有 效 的办 法 ， 在 防雷 实 际 工 作 中具 有 较 好 的指 导 作 用 。 关键字 ： 滚球法 ； 雷击 距 ； 滚球 半 径 ； 保 护 范 围

防雷设计中保护范围计算方法分析发布时间：2021-05-08T04:56:29.596Z 来源：《防护工程》2021年2期作者：夏鑫鑫[导读] 雷电防护中接闪器保护范围的计算是防雷设计的基础，计算方法主要有折线法和滚球法两种，在不同的行业采用的方法也不尽相同。

南阳市气象局河南南阳 473000摘要：雷电防护中接闪器保护范围的计算是防雷设计的基础，计算方法主要有折线法和滚球法两种，在不同的行业采用的方法也不尽相同。

本文重点从两种计算方法的理论基础进行深度剖析和对比，指出了它们的优缺点，为雷电防护中保护范围的设计提供理论和方法支持。

关键词：接闪器；保护范围；计算方法；分析引言雷电是自然界中常见的自然灾害，每年给各行业带来巨大经济损失和人员伤亡。

雷电放电的危害分为3种方式：直击雷，感应雷和雷电过电压波入侵。

富兰克林根据雷电的特性发明了“避雷针”--接闪器，从而有效的降低或减少了雷电灾害。

但它们接闪器的保护范围的计算成为了学者们的研究对象，目前，不同行业对其保护范围的计算方法不尽相同，但折线法和滚球法是被普遍采用的。

多年的实践和文献证明，这两种方法都是行之有效和可靠的。

但两者也存在着差异，在实践中应根据不同的具体情况区别对待，否则混淆使用两种计算方法，就会造成不必要的浪费，甚至出现雷击安全事故。

1防雷保护范围计算的重要性雷击作为一种自然灾害，由于破坏力巨大，造成的损失也相当严重。

随着经济的发展，需要进行防雷保护的设施也越来越多，发生雷电灾害的概率也同时提高。

由于设计时对保护范围的计算方法不当，不仅造成巨大浪费，甚至发生雷击安全事故。

而在直击雷事故中，已有防雷设施，因为不在保护范围之内造成的雷击事故占有很大比例，防雷设施形同虚设。

因此，防雷保护范围的计算方法在防雷设计、防雷装置安全性能检测中就显得尤为重要[1-2]。

2折线法与滚球法在防雷保护范围计算中的比较2.1滚球法和折线法原理滚球法是设想一个半径为R的球围绕避雷针两侧滚动，被球体和球面接触的地方为可能被雷电击中的地方，未能触及的地方为保护区域。