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保护范围计算过程

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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。

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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）0h< 30 米时，p=1 o2、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。

避雷针保护范围

避雷针保护范围

避雷针保护范围的计算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=1.5（h-hx）p。

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）；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）这里取p=1两针间的保护范围，上限最低高度：H0 =H-D/7PD---两避雷针之间的距离m井架上两支避雷针的高度为38米，天轮最高点位置按30米计算，两避雷针之间的距离为9.05米，变电所旁及主提绞车房旁的避雷针高均为18米，井架避雷针到两个绞车房的距离均按60米计算，井架到机厂的最远距离按50米计算，绞车房的高度为6米，机厂宿舍的高度为3米。

H0 =38-9.05/7=36.7＞30井架上避雷针在绞车房屋顶平面上的保护范围r1=1.5×（38-6）×1=48米主提绞车房旁的避雷针在绞车房屋顶平面上的保护范围r2=1.5×（18-6）×1=18米变电所旁的避雷针在绞车房屋顶平面上的保护范围r3=1.5×（18-6）×1=18米井架上避雷针在机厂屋顶平面上的保护范围r4=1.5×（38-3）×1=52.5米由以上计算与避雷针到各场所的实际距离相比较，可得出结论：各场所均在避雷针的保护范围之内。

生活区两个避雷针的高度均为15米，宿舍高度为3米，生活区到避雷针的最远距离为15米，两避雷针之间的距离为10米。

生活区避雷针在宿舍屋顶平面上的保护范围r5=1.5×（15-3）=18米两针的保护范围，上限最低高度H0= H-D/7P=15-10/7=13.57＞3米由以上计算与避雷针到各场所的实际距离相比较，可得出结论：生活区各场所均在避雷针的保护范围之内。

“滚球法”计算接闪器保护范围

“滚球法”计算接闪器保护范围

（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
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。