最新防雷装置的保护范围Word下载.docx

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　　　　r０—-避雷针在地面上的保护半径

高度为水平面上的保护半径

　当≥ｈ时　　　=k（ｈ—）

　当≤ｈ时　　　　=ｋ（１.5h－２）

　　式中:

k—-高度影响系数

h≤3０m,　　　k=1;

3０ｍ〈ｈ≤12０m时,　k＝５．5/

　如图5—10所示,为单支避雷针的折线圆锥体确定保护范围，其作图方法是：

作避雷针的水平底线,在底线中点作长度避雷针高度h的垂线;

从针的项点向下,按避雷针保护物防雷要求角度（一般为4５°

）,作斜线至１／２h处。

即构成圆锥体的上半部分;

在底线上取距避雷针1.5ｈ的点，向上作斜线与前一斜线在1/２h处相交,即构成了折线圆锥体。

图5-1０　单支避雷针折线圆锥体法的保护范围

某一高度的保护半径．则作高度为的水平线共XX′相交于圆锥体母线,避雷针至交点的水平距离即为该高度的平面保护半径。

依据地面保护半径ｒ＝1.5h和水平面上的保护半径，可做出单支避雷针保护范围的俯视图。

　通过上述作图可以看出，高度一定的单支避雷针随着保护平面的升高，避雷针的保护范围减少,要想增加其保护范围就必须增加避雷针的高度。

另外,为使单支避雷针的保护空间得到充分利用,单支避雷针应安装在被保护物的纵向中央;

独立单支避雷针与被保护半径物的最短距离，在符合安装规定的情况下，应尽量靠近建筑物。

　2．单支避雷针滚球法保护范围的确定:

　滚球法是以为半径的一个球体，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规定为３0m，第二类防雷建筑物的滚球半径规定为45ｍ。

（1）避雷针高度h≤时；

①距地面处作一平行于地面的平行线；

　②以针尖为圆心,为半径，作弧线交于平行线的A、Ｂ两点；

③以A、B为圆心,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避雷针在高度为XX′平面上的保护半径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：

式中:

——避雷针在高度的ＸＸ′平面上的保护半径（m）；

　　　——滚球半径（m）;

　　　——被保护物的高度（ｍ）.

　　（２）当避雷针高度ｈ>

时，在避雷针上取高度的一点代替单支避雷针针尖为圆心,其余的作法同上。

（二）双支等高避雷针的保护范围

1.双支等高避雷针折线圆锥体法保护范围的确定

　双支等高避雷针的两针外侧的保护范围按单支避雷针确定,两针间的保护范围,应通过两针的高度h和两针间的距离D确定.

两针之间保护范围边缘最低点的高度计算式为:

　当h≤３0ｍｍ时,　　　ｈ0＝h-

当h〉３0mｍ时,　　　h0=ｈ—

　式中:

h—-避雷针的高度（m）。

　　　　　D——两针间的距离（m）。

　　　h０-—两针间保护范围边缘最低点的高度（m）.

　　　k——两度影响系数、取值同单支避雷针。

两针间在XX′平面上中心线每侧的最小保护宽度为：

=1.5（ｈ0—）

——两针间在h高度的XX′平面上中心线每侧的最小保护宽度（m）．

　由计算式可以看出,当两针之间距离增至D=7ｋh时,h0=０,两针间不再构成联合保护范围。

因此，两针间距离Ｄ不宜过大，一般情况下，两针间距离与针高之比D/h不宜大于5。

如图５—12所示,为双支等高避雷针的折线圆锥体法确定的保护范围,方法为：

（1）作避雷针水平底线,在水平底线上确定两针距离D，作出高度为h的两针垂线及两针距离中点处高度为h0＝h—d／7ｋ（k值同单支避雷针）的垂线OO′,通过两针顶点作AOB弧线.其Ｏ点为两针间保护边缘的最底点,h0是两针间保护范围边缘最低点的高度。

（2）上图中的右边、以ｈ0为高度,以1.5ｈ0为地面保护半径，作假想避雷针保护范围的ＯO′截面圆锥图。

（3）在图上,作高度的XX′水平面，得出高度的XX′平面上的保护半径和两针中线每侧的最小保护宽度。

（４）作以两针为圆心,为半径的圆与两侧宽度为的两针中心线端点相切,即为双支等高避雷针在高度为的XX′平面上的保护范围。

图5-12双支等高避雷针折线圆锥体法的保护范围

　2．双支等高避雷针滚球法保护范围的确定

双支等高避雷针的保护范围,在ｈ≤的情况下,当两支避雷针之间的水平距离D≥2　时，由于两针之间形成不了联合保护范围,各支避雷针的保护范围按单支避雷针的方法确定;

当D<

2时,两针之间形成了一定的联合保护范围，见图5-13.

图５—13　双支等高避雷针滚球法的保护范围

　双支等高避雷针保护范围的确定方法是：

（1）AEBC外侧的保护范围，按照单支避雷针的方法确定.

（2）Ｃ、正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按下列公式计算：

b0=CO=EＯ=

　　在AOB轴线上,距中心线任一距离Ｘ处，其保护范围上边缘的保护高度按下列确定:

　实际上，该保护范围上的边线是以中心线距地面的一点O′为圆心，以为半径所作的圆弧。

　（３）两针间AEＢＣ内的保护范围,ＡCD、BCO、ＡEO、ＢEＯ各部分是类同的,以ＡCＯ部分的保护范围为例，按以下方法确定;

在任一保护高度作为假想避雷针，按单支避雷针的方法逐点确定（见图5—13“1—Ⅰ剖面图”）。

　（三）双支不等高避雷针保护范围

　1．双支不等高避雷针折线圆锥体法保护范围的确定

双支不等高避雷针的两针外侧的保护范围按单支避雷针确定，两针间的保护范围,应先按单支避雷针规定的方法作出较高避雷针的保护范围，（如图5-14所示）然后经过较低避雷针的顶点B作水平线相交于较高避雷针保护范围的A′点，取A′点作为一支等效避雷针的顶点，BA′之间的保护范围按双支等高避雷针的方法确定。

其最低点高度为:

h0＝hB—D′／7ｋ

　式中：

hＢ——较低避雷针的高度；

　　Ｄ′——较低避雷针与等效避雷针之间的距离.

图5—14　双支不等高避雷针折线圆锥法的保护范围

　2.双支不等高避雷针滚球法保护范围的确定

双支不等高避雷针的保护范围，在ｈ１≤和h２≤的情况下,当D≥时，各支避雷针的保护范围按单支避雷针的方法确定;

当Ｄ〈时，双支避雷针的保持范围见图5—1５。

图5—15双支不等高避雷针的保护范围

　其保护范围的确定方法:

（1）AEBＣ外侧的保护范围。

按照单支避雷外的方法确定。

（2）ＣE线或HO′线的位置按下列公式计算：

　　（３）在地面上每侧的最小保护宽度按下式计算：

在AOＢ轴线上,Ａ、B间保护范围上边线按下列公式确定:

　　式中X为距CＥ线或HO′线的距离。

实际上，该保护范围上边线是以HO′线上距地面的一点Ｏ′为圆心，以为半径所作的圆弧。

　　（4）两针间AEＢC内的保护范围,AＣO与ＡEO是对称的，BＣO与BEＯ也是对称的，以AＣＯ部分的保护范围为例,按以下方法确定：

在和C点所处的垂直平面上,以作为假想避雷针，按单支避雷针的方法确定,如图５—15“Ⅰ—Ⅰ剖面图”

　　（四）多支避雷针保护范围

　　1．多支避雷针成直接布置时,应区别等高或不等高两种情况,分别按双支等高或不等高避雷的方法,两两组合确定其保护范围.

　2.三支避雷针形成三角形布置时,应区别等高或不等高两种情况，其三角形内侧保护范围,按相邻两支等高或不等高避雷针的方法确定；

如各相邻两支避雷针的最小保护宽度≥０时,则全部面积均受到保护。

见图５-1６。

３.四支及四支以上避雷针形成四角形或多角形布置时,可先将其分成两个或几个三角形,然后按三支避雷针成三角形布置的情况,确定其保护范围；

如各边的最小保护宽度≥0时,则全部面积均受到保护。

图５-16多支避雷针保护范围

例：

某仓库有一栋地面库房见图5—17,原已在库房后墙中央距墙5m处安装了一支高为20m的独立避雷针，试校核该库房是否在避雷针的保护范围内？

若未被保护可采取什么措施？

图5—17地面库的形状及尺寸

　解１:

校核避雷针的保护范围

　根据避雷针尺寸和库房尺寸,见图5—18。

图5-18库房避雷针保护范围图

　由图可知,在=９ｍ（屋脊高度）的水平面上的屋角和＝5m（屋檐高度）的水平面上的檐角,均未在该避雷针的保护范围内，即该库房不能全部受到避雷针的保护。

　　解2：

采取加高单支避雷针的措施保护库房

（1）=９ｍ时,按屋角被保护的半径确定单支避雷针的高度．

已知避雷针设置在后墙中央5ｍ处,避雷针每侧的库房长度为３１／2＝1５.5m,避雷针至屋脊线的垂直距离为１0m。

　由三角形定理求避雷针至屋角的半径为:

　由≤1/２h时,＝1．5h－２可求出避雷针高度h为:

h=（+2）/１．5=（1８.４5+2×

9）／１.５=24．3ｍ

（２）＝5m时,按檐角被保护的半径ｒx确定单支避雷针的高度.

　已知避雷针每侧的库房长度为31／2=１5．5m，避雷针至前屋檐线的垂直距离为１５ｍ。

由三角形定理求避雷针至前檐角的半径为:

由≤1/2h时，＝１．5ｈ-2可求出避雷针高度h为：

ｈ=（+２1h）/1.５＝（21．57＋２×

5）/1．5=21．05ｍ

　若要使库房全面受到保护,避雷针的高度应取上述两个极点计算值的较高者.即单支避雷针的高度为24．3m,考虑到一定的保险系数,可再加0.5～1m的余量，该避雷针的高度应按25m设置。

　解3：

改用双支等高避雷针保护库房

（1）确定避雷针的安装位置

　为了避免产生雷电反击现象和在库房得到保护的前提下使避雷针的高度最低,双支等高避雷针应分别安装在库房两山墙的外侧中央且离开库房５m处.

（2）确定两针之间保护边缘最低点的高度h

由题设库房尺寸可知

　　在屋檐高度＝5m的平面上，每侧的最小保护宽度=１0/2=5ｍ．

　由公式：

=1.5（ｈ０—）

求出:

ｈ0=　/1．５+＝５／１.５+5=８．３m

　在屋脊高度=9m的平面上，屋脊为一条直线，其最小保护宽度应满足≥0

　由公式＝1．5（h0-）可知，当≥0时，则ｈ0≥＝９ｍ。