最新“滚球法”计算接闪器保护范围

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 。

CAD三维图解读滚球法确定接闪器的保护范围——两支、四支接闪杆的保护范围摘 要：在学习《建筑物防雷设计规范》ＧＢ　５００５７－２０１０里滚球法确定接闪器的保护范围时发现，接闪杆的保护范围示意图都使用单侧平面视图和局部剖切图加以说明，规范部分条款又具有三维说明，但却是使用二维的作图法。

为加深对滚球法确定接闪器的保护范围的理解与计算，将个人在Ａｕｔｏ　ＣＡＤ中建立的滚球法三维模型的作图过程与对规范条款的理解同初学者分享。

　关键词：Ａｕｔｏ　ＣＡＤ 三维图 两支接闪杆 四支接闪杆 保护范围　引 言　《建筑物防雷设计规范》ＧＢ　５００５７－２０１０（以下简称规范）中附录Ｄ（滚球法确定接闪器的保护范围），介绍了单支、两支等高、两支不等高、四支等高接闪杆；单根、两根等高接闪线的保护范围的确定方法和计算方式。

但使用的都是二维图来解读的，部分条款上的说明，在二维图上没有办法将其直观的展现出来，所以在此利用Ａｕｔｏ　ＣＡＤ软件将两支和四支接闪杆的保护范围三维展示并解读。

　１、两支等高接闪杆的保护范围　根据规范附录Ｄ．０．２条，建立两支等高接闪杆的保护范围三维模型如图一，其中滚球半径ｈｒ＝４５ｍ，接闪杆高ｈ＝２０ｍ，接闪杆间距Ｄ＝５０ｍ，在两支接闪杆轴线之间距中线点Ｏ任一距离ｘ＝１８．０５６ｍ处，及ＦＦ’所在位置（建立模型时任意取的距离ｘ）。

　图一 两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’为两支等高接闪杆；　Ｌ－地面上保护范围的截面；Ｍ－某以高度ｈｘ（ＦＦ’）平面上保护范围的截面；　Ｎ－接闪杆间轴线的保护范围（ＡＥＢＣ外侧由单支接闪杆的方法确定）　１．１、规范Ｄ．０．２条第２款两支接闪杆ＡＡ’、ＢＢ’之间，在地面每侧的最小保护宽度ｂ０计算如下：　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：　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，以为半径所作的圆弧Ａ’ＧＢ’。

（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 。