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1、,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,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。
2、,国际公认滚球理论的基础是Whitehead 提出的，学术上称为电气几何法(EGM)。 EGM理论认为，雷电先导首先进入哪一物体的雷击距离，就对哪一物体放电，雷击距离是雷电流的函数，可简略地归纳以下三点: (1)滚球法是基于以下的雷闪数学模型(电气几何模型)： 简化为： (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()=2cos2/ 。,与hr相对应的雷电流按公式整理后，为： I 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
3、hr=45m；第三类hr=60m。 在使用滚球半径的尺度上，我国标准与国际标准是有差别的。IEC标准将防雷级别分为类，其该球半径分别为20m、30m、45m和60m。,一、单支避雷针的保护范围,当避雷针的高度hhr（滚球半径）时： （1）距地面处作一平行于地面的平行线； （2）以针尖为圆心，hr为半径，作弧线交于平行线 A、B两点： （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
4、计算推导，单支避雷针的保护范围的计算式确定如下： （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： =25.6(m) 若单支避雷针的高度大于滚球半径，则避雷针在地面上的保护半径等于滚球半径，即： r0 = hr,双支
5、避雷针之间的保护范围是按照两个滚球在地面从两侧滚向避雷针，并与其接触后两球体的相交线而得出的。,二、双支等高避雷针的保护范围,在避雷针高度h小于或等于滚球半径hr时，当两支避雷针的距离D 时，应按单支避雷针的方法确定； 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按下式计算： （3-3） 在AOB轴线上，距中心线任一距离x处，其在保护范围上边线上的保护高度hx按下式确定： （3-4）,两针间AEBC内的保护范围，ACO部分的保护范围按以下方法确定：在任一保护高度hx和C点所处的垂直平面上，
6、在F点上以hx作为假想避雷针，按单支避雷针的方法逐点确定（见图）。,双支等高避雷针保护范围脊线的计算简图,应当注意的是，1-1剖面的剖切位置，滚球曲线是半径为hr且通过F、C两点。,双支等高避雷针的保护范围立体图 （D小于 ）,双支等高避雷针在hx高度的保护范围 （在D小于 时, hx高度的保护范围的情况）,双支等高避雷针在hx高度的保护范围 （在D小于 时, hx高度的保护范围的情况）,例二：一旧建筑物为坡屋顶，屋长40m，宽8m，脊高5.5m，檐高3.5m，采用双支避雷针保护，避雷针装在屋脊上D=30m，针高5m。经测量接地电阻为30欧姆。现用作桶装贮漆间或用作非桶装贮漆间时，需分别对该建
7、筑物进行防雷技术核定，并要求提出审核结论。,解：1、用作桶装贮漆间时，为2区爆炸危险环境，经核定该建筑为第二类防雷建筑物，按双支等高避雷针的保护范围进行核定，原避雷两针之间的间距为 D=30m，针高度为5+5.5=10.5m 。,=57.78m 30m 在两避雷针间的垂直平分线上，其上边线的保护高度： =7.38m5.5m（满足要求） 在山墙的屋脊部位hx=5.5m时， rx = = =7.33m5.0m（满足要求） 在避雷针的垂直平分线位置，屋檐的hx=3.5m，虚拟避雷针的高度为7.38m时， rx = = =7.29m4.0m（满足要求） 结论一：经防雷审核，用作桶装贮漆间时，原有避雷针
8、可满足要求。,2、用作非桶装贮漆间时，为1区爆炸危险环境，经核定该建筑为第一类防雷建筑物，按双支等高避雷针的保护范围进行核定，原有避雷两针之间的间距为 D=30m，避雷针高度为10.5m。 在两避雷针间的垂直平分线上，其上边线的保护高度： =5.398m5.5m（不满足要求） 在山墙的屋脊部位hx=5.5m时， rx = = =5.49m5.0m（满足要求） 结论一：经防雷审核，用作非桶装贮漆间时，原有避雷针不满足要求。,例三：一混合结构房屋，屋长60m，宽10m，脊高5.9m，檐高3.4m，如何考虑避雷？ 解： 经审定该建筑物为第三类防雷建筑物： 房屋长、而宽度不大时，可选用双支等高独立避雷
9、针保护（如房屋长且宽时可选用多支避雷针保护）。为了安全起见，避雷针离开建筑物3m以上,按4m设置；避雷针距建筑物山墙端部5m，为防止跨步电压及防接触电压，避雷针不要立在人行道上。,房屋的物檐使最突出的部位。只要避雷针能够保护屋檐，则对整个房屋起保护作用。设避雷针在房屋两侧成斜线布置，两针中间的最小保护宽度如图所示。 hr=60m,h=12.3m,Sa2=4m,W=10m,L=60m,H1=3.4m,H2=5.9m 1、计算地面保护半径： r0= =36.39m 2、两针之间的距离D= =53.14m 236.39m 3、在H1=3.4m的高度时，r1=16.48m。 4、在H2=5.9m高度的
10、保护半径，r2=10.44m, 画出两针在该高度的保护范围。,5、结论： A、5.9m高度上的中段屋脊不在保护范围内。 B、 3.4m高度上的中段屋檐不在保护范围内。 C、修改方案是：、加高避雷针；、改用避雷线。,5、结论： A、5.9m高度上的中段屋脊不在保护范围内。 B、 3.4m高度上的中段屋檐不在保护范围内。 C、修改方案是：、加高避雷针；、改用避雷线。,双支不等高避雷针的保护范围，在h1小于或等于hr和h2小于或等于hr的情况下： 当D 时，应各按单支避雷针所规定的方法确定； 当D 时，应按下列方法确定： 1、ABCD外侧的保护范围，按照单支避雷针的方法确定； CE线或HO线的位置按
11、下式计算 （3-5） 2、在地面上每侧的最小保护宽度b0按下式计算 （3-6）,三、双支不等高避雷针的保护范围,3、在AOB轴线上，A、B间保护范围上边线按下式确定： （3-7） 式中：x 距CE线或HO线的距离。 该保护范围上边线是以HO线上距地面hr的一点O为圆心，以 为半径所作的圆弧AB。,4、ACO部分的保护范围按以下方法确定：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（见图）。,3、双支不等高避雷针在AOB铅垂面上保护范围的计算简图 在h1hr和h2hr情况下： 当D 时，各按单支避雷针方法确定； 当D 时： 1） AEBC外侧按单支避雷针方法确定； 2） CE线、HO按下列方法确定； 由图可知： R = =,双支等高避雷针保护范围的计算简图,R= =,DD1 = D1 = 将R代入，可得： D1 = 整理后得：D1 =,双支不等高避雷针保护范围的立体图,双支不等高避雷针在hx高度保护范围,