防雷滚球法Word文档下载推荐.docx

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防侧击雷措施

从30m起每隔不大于6m,沿建筑物四周设水平避雷带与引下线相连.引下线不应少于2根,并沿建筑物四周均匀对称布置,其间距不应大于12m.

30m以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接.

消雷器（有争议）

消雷器组成:

装设在被保护物上方,带有“很多尖端电极的电离装置”.设置在地表层内的“地电流收集装置”.接通这两种装置的“连接导线”.

消雷器工作原理

消雷器是70年代由美国发展起来的新型防雷装置.

利用金属针状电极的尖端放电原理设计的.

在雷云电场作用下,当尖端电场达到一定值时,周围空气发生游离后,在电场力作用下离去,而接替它的空气分子相继又被游离.如此下去,从金属针端各周围有离子电流流去.随着电位的升高,离子电流按指数规律增加.

当雷电出现在消雷器及被保护设备上空时,消雷器及附近大地均感应出与雷云电荷极性相反的电荷.安装有许多针状电极的离子化装置,使大地的大量电荷在雷云电场作用下,由针状电极发射出去,向雷云方向运动,使雷云被中和,雷电场减弱,从而防止保护物遭雷击.

消雷器的功能:

使雷电冲击放电的微秒千安级瞬变过程转化为秒安级缓慢放电过程,因而使被保护物上可能出现的感应过电压降低到无危害的水平,达到“防雷消灾”的目的.

消雷器根据离子化装置上金属针状电极不同分类:

少长针型,多短针型.

国产分类:

导体伞板型,导体阵列型

导体伞板型用途:

占地一定面积的发电厂、变电站、军火库、气象站、电视塔、重要防雷场所.

导体阵列型用途:

架空线路.

接地电阻一般小于100Ω,则可满足要求.

Ⅳ.1.2第二类防雷建筑物

重要的或人员密集的大型建筑物.

如:

国家级重点文物保护的建筑物,国家级办公建筑物,大型会展中心或博物馆,国家级大型计算机中心和装有重要通信、电子设备的建筑物,19层及以上住宅楼,超过50m的其他建筑物等.

装设独立避针.

装设在建筑物上避雷网（带）或避雷针或由其混合组成的接闪器.

建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物,应就近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上（可不另设接地装置）.

建筑物内防雷电感应的接地干线与接地装置的连接不应小于2处.

防感应雷接地装置与电气接地装置共用或相连时,应在电源线路引入端装设避雷器.

防雷电入侵波

将避雷器、电缆金属外皮、钢管等连接在一起接地.

冲击接地电阻不应大于10Ω.

Ⅳ.1.3第三类防雷建筑物

不属于第一、第二类建筑物,又需要作防雷保护的建筑物.

防直击雷:

宜采用装设在建筑上的避雷网（带）或避雷针或由这两种混合组成的接闪器（利用其高出被保护物的凸出位置,把雷电引向自身,然后通过引下线和接地装置将雷电流泄放到大地,使被保护的线路、设备、建筑物免受雷击）.

冲击接地电阻不应大于30Ω.

Ⅳ.3防雷设备

防雷设备主要有:

避雷针、避雷线、避雷器、浪涌保护器（电子信息系统）

Ⅳ.3.1避雷针

避雷针的组成:

接闪器（避雷针的针头）、引下线、接地体.通常接闪器安装在构架上.

用滚球法确定避雷针的保护范围.

国际电工委员会1990年3月出版的建筑物防雷标准，以滚球法作为确定接闪器的保护范围.我国《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994中规定避雷针保护范围的计算采用滚球.

Ⅳ.3.1.1滚球法

滚球法

是以半径的一个球体,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,则该部分就能得到接闪器的保护.

不同建筑物防雷级别的滚球半径

用滚球法计算避雷针的保护范围时,不同防雷建筑物的滚球半径,表2.1.1.

表2.1.1不同建筑物防雷级别的滚球半径

建筑物的防雷级别

滚球半径/m

避雷网尺寸/m

第一类防雷建筑物

30

10×

10

第二类防雷建筑物

45

15×

15

第三类防雷建筑物

60

20×

20

Ⅳ.3.1.2单支避雷针的保护范围

针高度（滚球半径）作图方法,图2.1.3

图2.1.3单支避雷针高度小于滚球半径时的保护范围

距离地面处作一平行于地面的直线.

以针尖为圆心,为半径,作弧线交于平行线的A、B两点.

以A、B为圆心,为半径,作弧线,与针尖相交,与地面相切.此弧线绕避雷针旋转360°

形成一锥体,锥体及为保护范围.

由图得,在高度平面上保护半径:

（2.1.5）

式中-滚球半径,m;

-被保护物高度,m.

避雷针在地面上的保护半径:

（2.1.6）

针高度（滚球半径）作图方法,图2.1.4

在针上取高度的一点代替单支避雷针针尖为圆心,其余作图法同图2.1.3.

图2.1.4单支避雷针高度大于滚球半径时的保护范围

Ⅳ.3.1.3双支等高避雷针的保护范围

避雷针高度（滚球半径）（两针距离时,各按单针确定保护范围）

两避雷针距离,作图方法,图2.1.5.

图2.1.5两支等高避雷针保护范围

AEBC外侧保护范围,按单针确定.

C、E点位于两针间的垂直平分线上,在地面的最小保护宽度

（2.1.7）

A，B针尖保护范围上边线,是以AB针中心线上距地面的一点O＇为圆心,以R为半径所作的弧

（2.1.8）

在AOB轴线上,距中心任一距离x处,其保护范围上边缘的保护高度

（2.1.9）

在保护高度上的保护半径

（2.1.10）

任一保护高度和C点所处的垂直平面上,以作为段想避雷针,按单针方法确定,如图2.1.5的1-1剖面.

两针之间保护范围的最低点

（2.1.11）

Ⅳ.3.1.4双支不等高避雷针的保护范围

避雷针1#高度（滚球半径）,避雷针2#高度,且两针之间的距离

时,各按单针确定保护范围.

时,作图方法.图2.1.6

图2.1.6双支不等高避雷针保护范围

AEBC外侧保护范围,按单针方法确定.

地面上的保护范围,

（2.1.12）

地面上每侧最小保护宽度

（2.1.13）

两针尖之间最高保护范围R

作垂直平分线,与线交于O＇点,以O＇为圆心,R为半径,作圆弧AB.

（2.1.14）

（2.1.15）

CE线或O＇H线位置计算,由式（2.1.14）、（2.1.15）联立求解得

（2.1.16）

AB针之间的保护范围

解之得

（2.1.17）

AB两针之间保护范围的最低点

式（2.1.17）中,当x=0时

（2.1.18）

两针之间AEBC内的保护范围ACO与AEO,BCO与BEO是对称的,故以ACO部分的保护范围为例,在和C点所处的平面垂直平面上,以作为假想避雷针,按单支针的方法确定,图2.1.6中的剖面1-1.

确定平面上保护范围截面的方法与双支等高避雷针类同.

Ⅳ.3.1.5矩形布置的四支等高避雷针的保护范围

针高（滚球半径）,当对角两针之间的距离时,各按双支等高避雷针的方法确定保护范围.

针高（滚球半径）,对角两针之间的距离时,作图方法如下:

四支针外侧保护范围各按双针方法确定.

地面上的保护范围

B、E二针连线上保护范围,图2.1.7的1-1剖面.

E、B两针尖的保护范围:

以B、E针尖为圆心,为半径,作弧,相交于O点,再以O点为圆心,以为半径作圆弧,与两针尖相接.

保护范围最低点高度

（2.1.19）

高度的yy＇平面上保护范围截面,以P点为圆心的半径

（2.1.20）

2-2剖面的保护范围,作图法

以P点的垂直线上的O＇点（距离地面的高度）为圆心,为半径作圆弧,与被保护高度的水平线相交于F、H点.以F、H为假相的针作图.

图2.1.7四支等高避雷针保护范围

（关键点）保护范围最低点的高度按式（2.1.19）计算,（因为距离最长,最小）即

由直角△O＇TH看出

由直角△KLH看出

（2.1.21）

出可由式（2.1.20）,（2.1.21）联立求出和值.

3-3剖面的保护范围,作图法（与2-2剖面相同）

以P点的垂直线上的O〃点（距离地面的高度）为圆心,为半径作圆弧,与被保护高度的水平线相交于U、V点.以U、V为假相的针作图.

可联立解出和值.

确定4支等高避雷针中间在至之间高度平面上保护范围截面,以点P为圆心,作圆或圆弧,与各双支避雷针在外侧所作的保护范围截面组成该保护范围截面.

Ⅳ.3.2架空避雷线

Ⅳ.3.2.1单根避雷线的保护范围

架空避雷线的高度要考虑弧垂的影响,在无法确定弧垂的情况下,可考虑架空避雷线中点的弧垂为:

等高支柱之间的距离小于120m时,弧垂为2m;

间距为120~150m时,弧垂为3m.

当单根避雷线的高度时,无保护范围.

当单根避雷线的高度时,保护范围确定,图2.1.8.

图2.1.8单根架空避雷线保护范围

作图方法:

距离地面处作一条平行于地面的直线.

以避雷线为圆心,为半径作弧,交于平行线的A、B两点.

以A、B两点为圆心,为半径作弧线,该两段弧线相交或相切并与地面相切,从该弧线起到地面止即为保护范围.

当时,保护范围最高点的高度按（2.1.22）计算.

（2.1.22）

〖证明:

直角,,〗

避雷线在高度的平面上的保护宽度

（2.1.24）

式中-避雷线在高度的平面上的保护宽度,m;

-避雷线的高度,m;

-滚球半径,m.由表2.1.1确定;

-被保护物高度,m.

〖证;

∵直角中,

直角中,

∴〗

Ⅳ.3.2.2两根等高避雷线的保护范围

当避雷线高度,两线之间的距离时,各按单根避雷线方法确定.

当避雷线高度,两线之间的距离时,作图方法,图2.1.9.

两根避雷线的外侧,各按单根避雷线的方法确定.

两避雷线之间保护范围:

以C、D两线为圆心,为半径,作圆弧交于O点.以O为圆心,为半径,作圆弧交于C、D点.