防雷装置的保护范围版本

1、防雷装置的保护范围精品文档防雷装置的保护范围防雷装置的保护范围是指防雷装置保护其对象，被雷电击中的概率在0 1以下的范围。在防雷装置中，只对避雷针和避雷线确定其空间保护范围，而避雷网和避雷带， 因为是直接设在建筑物表面上，已构成了确定的平面保护范围，不须要再计算确定。 避雷针、避雷线的保护范围与布局形式和高度有关。避雷针、避雷线的布局形式取决 于被保护物的结构尺寸 （高度和面积 ），通常有单支、双支、三支等高，双支不等高避雷 针和单根、两根平行等高，两根平行不等高避雷线等布局形式。避雷针和避雷线的保护范围确定方法有两种，一种是折线圆锥体法，另一种是滚 球法。对于同一结构的避雷针和避雷线，滚球法

2、比折线圆锥体法核算的保护范围要小 些，即滚球法比折线圆锥法对避雷针和避雷线的保护作用要求更严格一些。一、避雷针的保护范围（一）单支避雷针的保护范围的确定1单支避雷针折线圆锥体法保护范围的确定，按下式计算：r015h式中： h避雷针的高度 （m）。r0避雷针在地面上的保护半径高度为 hx 水平面上的保护半径 rx1当hx2 h时hx =k（h hx ）1当hx2 h时rx=k（15h2hx）式中： k高度影响系数h 30m，k=1；30m hr时，在避雷针上取高度 hr 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

3、收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档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：D当 h 30mm 时，h0=h 7D当 h30mm 时，h0=h 7k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： bx =15(h0hx)式中： bx 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

4、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 Dh 不宜大于 5。如图 512 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=hd/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 15h0 为地面保护半径，作假想避雷针保护范围的 OO截面圆锥图

5、。(3)在图上，作高度 hx的 XX 水平面，得出hx高度的 XX 平面上的保 护半径 rx和两针中线每侧的最小保护宽度 bx。(4)作以两针为圆心， rx 为半径的圆与两 侧宽度为 bx的两针中心线端点相切，即为双支等高避雷针在高度为 bx的 XX 平面上的 保护范围。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档图 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 hhr 的情况下，当两支避雷针之间的水平距离 D 2 h(2hr h) 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 D2 h

6、(2hr h) 时，两针之间形成了一定的联合保护范围， 见图 513。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= h(2hr h) (D /2)2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 hr 按下 列确定：hx hr (hr h)2 (D /2)2 x2 实际上，该保护范围上的边线是以中心线距地面 hr的一点 O为圆心，以为半径所 作的圆弧。(3) 两针间 AEBC

7、 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hx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收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档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 514 所示)然后经过较低避雷针的顶点 支等效避雷针的顶点， 度为：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BA 之间

8、的保护范围按双支等高避雷针的方法确定。其最低点高h0=hBD7k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 h1hr和 h2hr 的情况下，当 D h1(2hr h1) h2(2hr h2) 时，各支避雷针的保护范围按单支避雷针的方法确定；当 D h1(2hr h1) h2(2hr h2) 时，双支避雷针的保持范围见图 515。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档图 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

9、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：D1 2hr(h1 h2) h12 h22 D2/2D(3)在地面上每侧的最小保护宽度按下式计算：b0 CO EO h1(2hr h1) D12在 AOB 轴线上， A、B 间保护范围上边线按下列公式确定：hx hr hr2 h1(2hr h1) D12 X 2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 hx 的一点 O为圆心，以 hr h1(2hr h1) D1 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

10、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 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确定，如图515“-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 bx0 时，则全部面积均受到保护。见图 516。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档3四支及四支以上避雷针形成

11、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 bx 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 517，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收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档图 5 18 库房避雷针保护范围图由图可知，在 hx=9m(屋脊高度 )的水

12、平面上的屋角和 hx=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) hx =9m时，按屋角被保护的半径 hr 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 312=155m，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：22rx 15.52 102 18.45m由hx 1/2h时， rx =15h-2hx可求出避雷针高度 h为： h=(rx+2hx)/15=(1845+29)/15=243m(2) hx =5m时，按檐角被保护

13、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=155m，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 rx 为：rx 15.52 152 21.05m由hx 1/2h时， rx =15h-2hx可求出避雷针高度 h为：h=(rx +21h)/15=(2157+25)/15=2105m收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档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 243m，考虑到一定的保险系数，可再加 051m 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

14、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 hx=5m 的平面上，每侧的最小保护宽度 bx =10/2=5m。由公式： bx=15(h0 hx)求出： h0= hx/15+hx=5/15+5=83m在屋脊高度 hx =9m的平面上，屋脊为一条直线，其最小保护宽度应满足 bx 0 由公式 bx=15(h0 hx )可知，当 bx 0时，则 h0 hx=9m。 依据上述，两避雷针之间保护边缘最

15、低点的高度 h0 应取其中较高者，即 h09m。(3) 确定避雷针高度 h已知：两针间距离 D=31+25=41m。取 h0=9m，高度影响系数 k=1 由下式计算避雷针高度h0=h D/7kh=h0+D/7k=9+41/71=14 9mm考虑到一定的保险系数，可再加高 051m 的余量，取该双支等高避雷针的高度 为 155m 为宜。二、避雷线保护范围(一)单根避雷线保护范围1单根避雷线折线圆锥体法保护范围的确定，见图 5 19。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档图 5 19 单根避雷线折线圆锥体法的保护范围 避雷线在地面上投影线每侧的最小保护宽度，按下式计算： b12h 式中： b

16、避雷线在地面上投影线每侧的最小保护宽度 (m)。 h避雷线最大弧垂点的高度 (m) 。避雷线在 hx高度上的 XX 平面上投影线每侧的保护范围按下式确定。当 hx 1 2h时，bx =07(h hx)k当 hx 12h 时，bx =(12h17 hx )k单根避雷线端部的保护范围以 bx 为半径作半圆弧。 2单根避雷线滚球法保护范围的确定 单根避雷线的保护范围是当避雷线的高度 h2hr 时，无保护范围；当避雷线的高 度 hh hr 时，保护范围最高点的高度 h0按下列公式计算： h0=2 hr h(5) 避雷线在 hx高度 XX 平面上的保护宽度，按下列公式计算： bx h(2hr h) hx

17、 (2hr hx)式中： bx 避雷线在 hx高度的 XX 平面上的保护宽度(m)； h避雷线的高度 (m) ； hr 滚球半径 (m)； hx 被保护物的高度 (m)。(6) 避雷线两端的保护范围按单支避雷针的方法确定。(二)两根平行等高避雷线保护范围 1两根平行等高避雷线折线圆锥体法保护范围的确定 两根平行等高避雷线的外侧保护范围按单根避雷线确定。两线间的保护范围如图 5 21所示。应通过两线最大弧垂点 A、B 和中心 O的圆弧确定， O点是两线间保护范 围边缘的最低点，其高度 h0 应按下式计算。D当 h 30m 时，h0=h 4D当 h 30m 时，h0=h 4k式中： D两线间的距离

18、 (m)。h0两避雷线间保护范围边缘的最低点的高度 (m) 。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档图 5 21 两根平行等高避雷线折线圆锥体法保护范围2两根等高避雷线滚球法保护范围的确定(1)在避雷线的高度 hhr 的情况下，当 D2 h(2hr h) 时，各按单根避雷线规定 的方法确定其保护范围。(2)在避雷线高度 hhr 的情况下，当 D2 h(2hr h)时，两根等高避雷线的保护 范围见图 5 22。图 522 两根等高避雷线在 hhr 时滚球法的保护范围确定两根等高避雷线保护范围的方法是：两极避雷线的外侧，各按单根避雷线的方法确定；两根避雷线之间的保护范围按以下方法确定：以 A

19、、B 两避雷线为圆心、 hr为半径作圆弧交于 O点，以 O点为圆心、 hr为半径作圆弧交于 A、B 点；两避雷线之间保护范围最低点的高度 h0 按下列公式计算：h0 2hr2 (D/ 2)2 h hr 避雷线两端的保护范围按双支避雷针的方法确定，但在中线上h0 线的内移位置按以下方法确定 (剖面 )：以双支避雷针所确定的中点保护范围最低点的高度收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档h0 hr (hr h) (D /2) 作为假想避雷针，将其保护范围的延长弧线与 h0线交于 E 点。内移位置的距离 x 也可按下列公式计算：Xh0(2hr h0) b0式中 b0 按双支等高避雷针的方法确定。(3) 在避雷线高度为 hr D2 hr h(2hr h) 的情况下，两根等高避雷线的保护范围见图 523。图 523 两根等高避雷线在 hr h2 hr 时滚球法的保护范围图 523 中确定两根等高避雷线保护范围的方法是： 距地面 hr 处作一与地面平行的线； 以避雷线 A、B作为圆心、 hr 为半径弧线相交于 O点并与平行线相交或相切于 C、E 点； 以 O为圆心、 hr 为半径作弧线交于 A、B点； 以 C、E为圆心、 hr 为半径作弧线交于 A 、B并与地面相切。 两