避雷针保护范围计算方法哪位了解?

避雷针的保护范围
避雷针由接受器、接地引下线和接地体（接地极）三部分串联组成。避雷针的接受器是指避雷针顶端部分的金属针头。接受器的位置都高于被保护的物体。接地引下线是避雷针的中间部分，是用来连接雷电接受器和接地体的。接地引下线的截面积不但应根据雷电流通过时的发热情况计算，使其不会因过热而熔化，而且还要有足够的机械强度。接地体是整个避雷针的最底下部分。它的作用不仅是安全地把雷电流由此导入地中，而且还要进一步使雷电流在流入大地时均匀地分散开去。避雷针的工作原理就其本质而言，避雷针不是避雷，而是利用其高耸空中的有利地位，把雷电引向自身，承受雷击。同时把雷电流泄入大地，起着保护其附近比它矮的建筑物或设备免受雷击的作用。避雷针保护其附近比它矮的建筑物或设备免受雷击是有一定范围的。这范围像一顶以避雷针为中心的圆锥形的帐篷，罩在帐篷里面空间的物体，可以免遭雷击，这就是避雷针的保护范围。单支避雷针的保护范围如图1所示，它的具体计算通常采取下列方法（这种方法是从实验室用冲击电压发生器作模拟试验获得的）。避雷针在地面上的保护半径为r=1.5h。式中r——保护半径（米）；h——避雷针高度（米）。在被保护物高度hx水平面上的保护半径为rx=（h-hx）p=hap；rx=（1.5h-2hx）p。式中rx—避雷针在hx水平面上的保护半径（米）；hx—被保护物的高度（米）；ha—避雷针的有效高度（米）；p——高度影响系数（考虑避雷针太高时，保护半径不按正比例增大的系数）。h≤30米时，p=1。图1中顶角α称为避雷针的保护角．对于平原地区α取45°；对于山区，保护角缩小，α取37°。我们通过一个具体例子来计算单支避雷针的保护范围。一座烟囱高hx=29m，避雷针尖端高出烟囱1m。那么避雷针高度=30m,避雷针在地面上的保护半径r=1.5h=1.5×30=45（m），避雷针对烟囱顶部水平面的保护半径rx=（h-hx）p=（30-29）×1=1（m）。随着所要求保护的范围增大。单支避雷针的高度要升高，但如果所要求保护的范围比较狭长（如长方形），就不宜用太高的单支避雷针，这时可以采用两支较矮的避雷针。两支等高避雷针的保护范围如图2所示。每支避雷针外侧的保护范围和单支避雷针的保护范围相同；两支避雷针中间的保护范围由通过两避雷针的顶点以及保护范围上部边缘的一最低点O作一圆弧来确定。这个最低点O离地面的高度为式中h0——两避雷针之间保护范围上部边缘最低点的高度（m）；h——避雷针的高度（m）；D——两避雷针之间的距离（m）；p——高度影响系数。两避雷针之间高度为hx水平面上保护范围的一侧的最小宽度bx=1.5（h0—hx）．当两避雷针间距离D=7hp时，h0=0，这意味着此时两避雷针之间不再构成联合保护范围。当单支或双支避雷针不足以保护全部设备或建筑物时，可装三支或更多支形成更大范围的联合保护，其保护范围在此不再赘述。需要注意的是，雷电时期内，在避雷针接地装置附近，由于跨步电压甚高，人员接近时有触电的危险，一般在避雷针接地装置附近约10米的范围内是比较危险的。

避雷针在地面上保护半径的计算
计算避雷针在地面上的保护半径可用公式 式中：Rp——保护半径；h——避雷针的高度；P——高度影响因数。 其中，P的取值是：当h≤30  m，P＝1；当30  m的h的纯数值；当h＞20  m时，只能取h=120  m。
被保护物高度hp水平面上保护半径的计算
a)当hp≥0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径 式中：Rp——避雷针在hp水平面上的保护半径；hp——被保护物的高度；ha——避雷针的有效高度。b)当hp＜0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径。

地面时的保护范围计算，单针保护范围的计算l在实际工作中大部分防雷工程都是要求避雷针设在屋顶。所以很多人为了套用公式，不管何种情况，都把屋顶作为地面来进行计算，这是不符合滚球法原则的。将屋顶做为地面来计算避雷针保护范围的方法是有条件的，各种规范中都有详细的说明。笔者多年来都是根据现场的实际情况灵活使用滚球法原理进行简便的、不需要记公式的方法计算避雷针的保护范围。如下例：例2雷达站接闪器保护范围的计算该雷达塔楼为圆形，雷达天线罩所在天面高83．2m，三根避雷针安装在三个支撑柱的顶端。二类防雷建筑，滚球半径hr为45m。由于楼高超过hr，所以塔楼必须采取防侧击雷措施。对雷达天线的防护，只要计算出避雷针在雷达天线罩顶端和侧面的保护范围即可达到保护的目的。①雷达天线罩顶端保护范围的计算：图3为塔楼侧剖面图，在塔楼中轴线上方距天线罩顶hr+lm(保护距离取1m)处一点0为圆心，以hr为半径作圆弧交避雷针于A点，交中轴线于E点。AD为避雷针距中轴线的距离，设计图已给出作者简介：谭玉龙(1963一)，男，四川兰电防雷有限公司总经理、法人代表，气象电子工程师。长期从事雷电防护工程工作，在实践中，累积了大量经验并总结应用新技术，开发新产品，广泛应用于省内多个大型防雷工程，主持并参与40多个大、中型综合防雷工程的设计、施工。并解决了古建筑物、通信基站和铁路信号系统等防雷技术难题。计算避雷针保护范围的一种方法为13m。图2滚球法图3顶面和侧面保护范围的计算A8l8lOD=0A一AD=43．08m．其中OA=45mAD：13mDE=hr—OD=1．92m避雷针高(从天线罩基座算起)h=天线罩高度+保护距离+DE=14．4m即专用避雷针高度大于14．4m即可。考虑专用避雷针生产规格，故选专用避雷针高度为15m。②雷达天线罩侧面保护范围的计算：见图4(图4为图3中H—B的剖面图)，以O为圆心，以hr为半径作圆弧交避雷针C、B。则：FB=DB×sin60。=AD×sin60。=11．26m．OF=~／／0B一FB=43．57m．见图3，以避雷针B为圆心，以O”F为半径作弧；以观景大厅顶部避雷带(或均压环)边缘G点为圆心，以hr为半径作弧；两弧交于H点。以H点为圆心，hr为半径作弧交G、I两点，两点间的圆弧即为雷达天线罩侧面最小保护范围。结论：专用避雷针高度为15米。／…～＼＼＼＼＼图4H—B的剖面图雷达天线罩顶部最短保护距离为：专用避雷针高度一雷达天线罩高度一DE=15—11．48—1．92=1．6米。雷达天线罩边缘最短保护距离为：雷达天线罩中心距H点的距离一雷达天线罩半径一h，从图中量得为1．05米。雷达天线罩中部的保护范围见图5。图5天线罩侧面的保护范围若采用先计算雷达天线罩侧面的保护范围再计算顶端的保护范围，还可得出更精确的数值。一般来说，用绘图的方法计算避雷针保护范围比较方便，尤其是设在山上或屋顶的球体或圆柱体的被保护物，需要安装三根针或四根针进行保护时，其避雷针的保护范围计算采用绘图结合计算的方法最简便。笔者曾看到很多文章介绍避雷针保护范围计算时都是利用建筑物屋顶平面做为地平面来计算，这样可以直接套用公式。用建筑物屋面做为地面来计算避雷针保护范围是有条件的，一是屋面要有合适的避雷网格，二是只限于屋面范围内，扩大屋顶面积做为地面来套用公式计算是错误的。实际上，只要掌握滚球法的原理，在各种条件下都可采用以上这种简便的方法来计算避雷针的保护范围。