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避雷針的保護範圍

文字:[大][中][小] 2018-6-20  瀏覽次數:1832

      避雷針的保護範圍是以它對直擊雷的保護空間來表示的,其概念與一定的繞擊率相對應。所謂繞擊率就是指某一物體雖然處於避雷針的保護空間之內,但是由於雷電放電的路徑受很多偶然因素的影響,仍然不能保證其絕對不會受到雷擊,在此情況下,物體受到雷擊的概率就是繞擊率,如圖4.4所示,繞擊率為1%的避雷針保護範圍就比繞擊率為0.1%的保護範圍大得多。繞擊率與雷電流本身的參數有關,一般雷電流愈大,繞擊率愈小,但繞擊率還與其他的因素有關,在山區地形、氣象等不利條件下,也不排除發生大雷電流產生繞擊的例外情況。下麵討論避雷針的保護範圍時規定具有0.1%的繞擊率,實踐證明這是可以接受的。
  

     關於是避雷針保護範圍的計算,現在有好幾種方法,如普裏斯(w.H.Preece最早使用的幾何去,1942年瓦(C.F.Wagner) 提出的三段折線法,1945年戈爾德(R H Cold) 提出概念麵1963年楊(F.S Young)真正把它用於防雷工程的初級電氣幾何法,李(R.H.Lee)建議而德國列人防雷規範的滾球法,以及在電氣幾何法基礎上,由薩金特(M A Sargent)、埃田克森(A.L Enikson)與穆薩(A M. Mousa)三人發展出的現代電氣幾何模型(ECM)法等。這些方法的出現,展示了人們從不同側麵對雷擊物理的認識,但無論哪種方法都存在局限,仍未達到至緣完善的程度。我國建築防雷規範采用了國際電工委員會  (IEC)推薦的滾球法,該法與我國過去建築物防雷所使用的折線法相比,計算出的避雷針保護範圍較小,是一種偏嚴格、偏保守的方法,所以必須注意它的適用範圍,因為在許多具體場合中,它都是與避雷針實際應用情況相悖的。
   

     IEC 所推薦的滾球法仍屬幾何模擬法,它以雷電放電路徑幾何距離的長短作為避雷針保護範圍的依據,該法認為雷電先導是一個從雷雲出發,不受地麵任何特征影響的自由發展的放電,隻是當它到達大地附近一定高度時才受地麵物體影響而發生偏轉,繼而產生雷擊。由此設想有一個半徑等於先導放電開始偏轉時的高度(即雷擊距離) h,的球體,圍繞著避雷針和地麵物體上下左右滾動,如圖4.5所示。這樣凡是被該球觸及的,均認為是可能受到雷擊的地方,而在避雷針附近不能被該球接觸到的地方,就被避雷針所保護了,故其保護範圍的計算如下:

 

  避雷針

(一)單根避雷針的保護範圍
如圖4.6所示,當進雷針高度hs滾球半徑h,時:
①距地麵h,處作-條平行於地麵的平行線;
⑦以針尖為圓心,h1為半徑,作弧線與平行線相交於A、B兩點;
③以人、B為圓心,h1為半徑,分別作弧線。該弧線與針尖相交並與地麵相切,從弧線到地麵即避雷針的保護範圍(一個對稱的圓維體);
④起雷針在h1高度的xx水平麵上的保護半徑rx可以按照下麵公式來計算:

 避雷針

避雷針

(二)兩根等高避雷針的保護範圍
如圖4.7所示,當港雷針高度h小於等於滾球半徑h,時,若兩根避雷針之間的距離D3
2/h根號(2h,一h),其保護範圍應各自按照單根避雷針的計算方法來確定。若兩根避雷針之間的距離D<2根號h(2h,-h),其保護範圍則應按照下麵所列方法來確定:
①AEBC外測的保護範圍,可以按照單根避管針的方法來確定。
②C、E兩點位於兩針之間的垂直平分線上,在地麵上每測的最小保護寬度b0。可以按照下麵公式來計算:

避雷針

(三)兩根不等高避雷針的保護範圍
如圖4.8所示,當兩根避雷針的高度h1和h2均小於或等於滾球半徑hr時,若兩根避雷針之間的距離D大於等於根號h1(2hr-h1)+根號h2(2hr一h2),其保護範圍應當各自按照單根避雷針的方法來確定。若兩根避雷針之間的距離D<根號h(2hr-h1)+根號h2(2hr-h2),其保護範圍則應當按照下列方法來確定:

避雷針

①AEBC外側的保護範圍,可以按照單根避雷針的方法來確定。

②CE線或HO'線的位置應當按照下麵公式米計算:

避雷針

 

 

 

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