浅议利用滚球法进行防雷设计步骤和应用

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1、浅议利用滚球法进行防雷设计步骤和应用　　摘要：“滚球法”是国际电工委员会(IEC)推荐的接闪器保护范围计算方法之一。笔者阐述了利用滚球法进行防雷设计的设计步骤，并给出了rx、的计算公式。关键词：避雷针；滚球法；保护范围Abstract:The“ball”istheInternationalElectrotechnicalCommission(IEC)recommendedbythelightningarresterprotectionrangecalculationmethod.Theauthordescribesthedesignstepso

2、fballlightningprotectiondesign,andgivestheRx,calculationformula.Keywords:lightningrod;rollingballmethod;thescopeofprotection中图分类号：：TU856文献标识码：A文章编号：1、前言6“滚球法”是国际电工委员会(IEC)推荐的接闪器保护范围计算方法之一。我国《建筑防雷规范》GB50057—1994(2000年版)也把“滚球法”强制作为计算避雷针保护范围的方法。滚球法是以为半径的一个球体沿需要防止击雷的部位滚动，当球体只触及接

3、闪器(包括被用作接闪器的金属物)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。利用滚球法进行防雷（两支避雷针及以上）设计时，需要确定的因素包括：防雷类别、避雷针在高度的保护半径rx值、避雷针在高度联合保护的最小保护宽度值。下面将对如何利用滚球法进行防雷设计做简单的阐述。2、滚球半径的确定按《工业与民用配电手册》，不同类别的防雷建筑物的滚球半径，如表1-1所示。表1-13、避雷针在高度的平面上的保护半径的确定：按《工业与民用配电手册》，避雷针在高度的平面上的保护半径值为：（1-1

4、）式中：避雷针在高度的平面上的保护半径，m；滚球半径，m；被保护物的高度，m；避雷针的高度，m。当=0时，由公式（1-1）可以得到避雷针在地面上的保护半径值为：（1-2）6式中：避雷针在地面上的保护半径，m。4、避雷针在高度联合保护的最小保护宽度值的确定：在防雷设计中，我们不仅需要在图中标注出h值、值、D值；而且还要标注出值。但在《工业与民用配电手册》和《建筑防雷规范》GB50057—1994(2000年版)中，只给出了的计算公式，没有给出bx值的计算公式，下面将对的公式进行推导：4.0、双支等高避雷针联合保护范围的做法：通过设计及个人总结，笔

5、者总结出了双支等高避雷针联合保护范围的做法：（1）、分别以A、B为圆心，为半径，做圆弧，两圆弧交于点O、O’，（2）、分别以O、O’为圆心,以-为半径做圆，与圆A、圆B切于点C、D、E、F。（3）、则封闭圆弧CDEFC为双支避雷针在高度的平面上的联合保护范围（如图1）。图14.1、双支等高避雷针在高度联合保护的最小保护宽度值公式的推导：（1）、由图1可以计算出，当时，双支避雷针在高度联合保护的最小保护宽度值为：6（1-3）即：（1-4）式中：双支等高避雷针的距离，m；双支等高避雷针在高度联合保护的最小保护宽度，m。（2）、时，双支等高避雷针的保

6、护范围为各自单针的保护范围，此时两根针没有联合保护范围，如图2所示。图2（3）、当时，双支等高避雷针的联合保护范围为两根针各自保护范围的交集，如图3所示。图3图35、工程应用：在工程设计中，我们经常设置几支等高的避雷针来进行防雷保护。所以，利用上面的方法就可以汇出完整的防雷保护设计图。下面举例进行说明：滴西10井区气田地面建设工程集气处理站分离换热区为一级防雷，滚球半径为30m，装置区的防雷保护高度为5.0m。本装置区设置了三座25.0m（基础高度0.2m）高的避雷针进行防雷保护。（1）、利用公式1-1可以求得避雷针在5.0m高度的保护半径值为

7、：6（2）、利用公式1-2可以求得地面保护半径的值为：（3）、1#避雷针与2#避雷针在5.0m高度联合保护的最小宽度值为：由于两针间的距离为47.9m，由公式1-3可以求得为：同理可以求得：；。（4）、利用上面的方法及计算数据，3支25.0m高的避雷针在5.0m高度保护范围如图4所示：图46、结束语随着国民经济建设的日益发展，雷电造成的灾害越来越严重，各行业遭受雷电灾害的频率越来越高，经济损失也逐年加重，尤其是城市高层建（构）筑物、易燃易爆场所、计算机及其场地等极容易遭受雷电袭击。人们也在不断地增强防雷电意识，越来越加强雷电的防护。由此可见防雷

8、设计重要性，通过上述方法，可以准确地计算出防雷的保护范围，有效地保护设备、减少经济损失、避免人员伤亡。参考文献1、《工业与民用配电设计手册》中国电力出