CAD三维解读滚球法确定接闪器的保护范围

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1、CAD三维图解读滚球法确定接闪器的保护范围——两支、四支接闪杆的保护范围摘要：在学习《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010里滚球法确定接闪器的保护范围时发现，接闪杆的保护范围示意图都使用单侧平面视图和局部剖切图加以说明，规范部分条款又具有三维说明，但却是使用二维的作图法。为加深对滚球法确定接闪器的保护范围的理解与计算，将个人在AutoCAD中建立的滚球法三维模型的作图过程与对规范条款的理解同初学者分享。关键词：AutoCAD三维图两支接闪杆四支接闪杆保护范围引言《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010（以下简称规范）中附录D（滚球法确定接闪器的

2、保护范围），介绍了单支、两支等高、两支不等高、四支等高接闪杆；单根、两根等高接闪线的保护范围的确定方法和计算方式。但使用的都是二维图来解读的，部分条款上的说明，在二维图上没有办法将其直观的展现出来，所以在此利用AutoCAD软件将两支和四支接闪杆的保护范围三维展示并解读。1、两支等高接闪杆的保护范围根据规范附录D.0.2条，建立两支等高接闪杆的保护范围三维模型如图一，其中滚球半径hr=45m，接闪杆高h=20m，接闪杆间距D=50m，在两支接闪杆轴线之间距中线点O任一距离x=18.056m处，及FF’所在位置（建立模型时任意取的距离x）。图一两支等高接闪杆的

3、保护范围绿色线条一下部位为接闪杆的保护范围；AA’、BB’为两支等高接闪杆；L-地面上保护范围的截面；M-某以高度hx（FF’）平面上保护范围的截面；N-接闪杆间轴线的保护范围（AEBC外侧由单支接闪杆的方法确定）1.1、规范D.0.2条第2款两支接闪杆AA’、BB’之间，在地面每侧的最小保护宽度b0计算如下：（1-1）根据数据计算出b0=27.84m，与模型实际测量数据一样。1.2、规范D.0.2条第3款在两支接闪杆轴线上，距离中心点O任一距离x处，其在保护范围上边线上的保护高度hx计算如下：（1-2）该保护范围上边线是以中心线距离地面hr的一点O’为圆心

4、，以为半径所作的圆弧A’GB’。根据数据计算出hx=14.60m，圆弧A’GB’的半径=35.36m，与模型实际测量数据一样。在模型中，当半径45m的滚球在两支接闪杆之间滚动的时候，在两支接闪杆的轴线上会出现一个极高弧线A’IB’和一个极低弧线A’GB’，他们分别对应的弧线半径为45m和35.36m。而极低弧线A’GB’的最低点G与地面的高度OG就是在两支接闪杆轴线上的最低保护高度h0，此时半径45m的滚球正好也与地面相切，滚球的球心距地面45m，这样极低弧线A’GB’的圆心O’就可以确定下来。h0的计算如下：将x=0代入式（1-2）可以计算出h0=9.64

5、m，与模型实际测量数据一样。1.3、两支等高接闪杆的保护范围在CAD三维窗口下的作图方法也相对比较简单，只需要先作出AEBC外侧C、E两点任一一点对应接闪杆的保护曲线，在使用CAD中的环形阵列工具，在世界坐标下，分别选择接闪杆的地面点和要阵列的对象弧线的圆心作为中心点，在三维模型下测量∠EAC或∠EBC（接闪杆外围组成的角）和∠A’EB’或∠A’CB’的角度作为阵列的角度，就可以作出模型中的效果了。而模型中M的确定，安照规范D.0.2条第5款处理，再将作出的图形沿接闪杆抬升hx的高度，就可以得到模型中M截面。2、两支不等高接闪杆的保护范围2.1、根据规范附录

6、D.0.3条，建立两支不等高接闪杆的保护范围三维模型一如图二，其中滚球半径hr=45m，接闪杆AA’高h1=10m，接闪杆BB’高h2=20m，接闪杆间距D=50m，在两支接闪杆轴线之间距点O任一距离x=12.056m处，及FF’所在位置（建立模型时任意取的距离x）。图二两支不等高接闪杆的保护范围——模型一绿色线条一下部位为接闪杆的保护范围；AA’、BB’为两支接闪杆；L-地面上保护范围的截面；M-某以高度hx（FF’）平面上保护范围的截面；N-接闪杆间轴线的保护范围（AEBC外侧由单支接闪杆的方法确定）2.1.1、规范D.0.3条第2款首先确定CE线与AB

7、轴线的交点O点的位置，即计算出O点与矮的接闪杆（AA’）的距离D1，计算如下：（2-1）根据数据计算出D1=19.00m，与模型实际测量数据一样。2.1.2、规范D.0.3条第3款两支接闪杆AA’、BB’之间，在地面每侧的最小保护宽度b0计算如下：（2-2）根据数据计算出b0=20.95m，与模型实际测量数据一样。2.1.3、规范D.0.3条第4款在两支接闪杆轴线上，距离点O任一距离x处，其在保护范围上边线上的保护高度hx计算如下：（2-3）该保护范围上边线是以接闪杆轴线上距离地面hr的一点O’为圆心，以为半径所作的圆弧A’GB’。根据数据计算出hx=7.0

8、4m，圆弧A’GB’的半径=39.82m，与模型实际