多支避雷针保护范围的计算.doc

多支避雷针保护范围的计算 采用滚球法计算多支避雷针的保护范围在《建筑物防雷 设计规范))(GB50057—2000)附录四中已作了简要介绍,但由 于个人的理解不同,在实际应用中存在很大的差距.如何正确 的理解,掌握《规范》附录提供的方法,是使避雷针对保护物提 供有效保护的关键,下面通过实际计算例子,介绍我们常用的 计算方法. 1双支等高避雷针保护范围的计算 双支等高避雷针保护范围的计算是多支避雷针计算的基 础,附录四提供的方法可归纳如下: 当双支避雷针的高度h≤h,针间距离D≥2,/=时 按单支避雷针方法计算. 当Dlt;2v时,外侧按单支避雷针方法计算;两 针之间的保护范围:以高度为hr的地面平行线和O点垂线的 交点o为圆心,,/(h,h)+(D/2)为半径,作圆弧(图1所示), 相交于两针尖A,B,圆弧AB就是两针保护范围的上边线;在 离两针中间点距离为X的上边线的高度可按公式:hx=hr— fI L 1-1~tl面 图1双支等高避雷针的保护范围计算图 ,/(h)+(D,2)一()计算.地面上的保护范围:分别以两针 基础为圆心,r.=,/j为半径作的相Ic,E的两个圆弧 确定.在三角形ACO范围1—1剖面内,以上边线的高度h为假 想避雷针,按单支避雷针的方法逐点确定,BCO,AEO,BEO部 分的保护范围方法与ACO部分相同. 式中r.——避雷针在地面上的保护半径(m); h——避雷针高度; h-滚球半径; h——被保护物高度(m). 因此,两针的保护范围是以两针针尖为顶做成的两个圆 锥体和以上边线为假想避雷针构成的立体图形.而在高度hx 上的剖面是以此圆锥体的底部及剖面平面组成的立体图形确 定(图2所示) 一图2双支等高避雷针的保护范围立体图 2双支等高避雷针保护范围的计算举例 例一:某地建造雷达塔楼,采用架设在天线平台上的双支 等高避雷针保护,平台高20m,直径12.6m,雷达天线罩高度为 7m.直径6.6m,试按二类防雷建筑物标准计算避雷针的高度. 分析:按照提供的设计数据资料,从地平面算起,天线罩 的实际高度应为27m,远低于滚球半径h~=45m.因此,在计算时 可以直接把地面作为滚球的支撑面,用作图法确定上边线的 高度(上边线的最低点的高度应略高于天线罩的高度),由于 等,全部互相连接,构成不规则的法拉第笼,起到较好的屏蔽 作用.整个工作室建立良好的接地装置,尽可能降低雷击时雷 电对工作室内设备造成的损坏. 2.2内部防护 内部防护是指在建筑物内部对测风仪主机,计算机等专 用设备进行过电压(雷电或电源系统内部过电压)的防护.该 系统是由测风主机,计算机,专用调制解调器,UPS,蓄电池等 设备组成的集数据采集,显示,存储为一体的实时监测通信的 设备.因雷电及操作瞬间过电压造成的危害越来越严重,系统 内部雷电防护非常重要,必须内外结合,形成多层防护,即对 防直击雷,防感应雷,防雷电波入侵,防电磁感应,防地电位反 击以及操作瞬间过电压影响等诸多方面作通盘考虑.我们采 用的方法为:等电位连接,屏蔽,保护隔离,合理布线和设置过 40 电压保护器等措施.这些措施经实际检验,对系统设备起到了 较好的防雷保护作用,但同时也存在着一定的局限性,还不是 很完善. 2-3对于铁路大风监测系统输入电源线路和通信线路的防 护同样不容忽视,我们采用分流技术,即用高吸收能量的分流 设备(避雷器)将雷电过电压(脉冲)能量分流泻入大地,达到 保护设备的目的. 3结论 新疆铁路大风监测系统的防雷措施,从无到有,经过几年 来不断的改进,内外部防护同时并举,构成综合防雷系统,基 本保证了在雷雨季节系统设备的正常运转,避免了因雷电造 成的损失. 新疆气象20o6年第29卷第6期 ● T L 天线罩呈球形,在不同高度上有不同的宽度,要使整个天线罩 均在其保护范围内,显然仅考虑天线罩的高度是达不到要求 的.由于在两针中间的垂直平面上球形罩的宽度最宽,应该利 用这个剖面来确定能起到宽度上保护作用的假想避雷针的高 度,再根据假想避雷针的高度计算出实际的避雷针的高度. 步骤1.按比例画出两针中间垂直面上的天线平台,天线 罩剖面图(见图3) P 厂nl\..J| 图3h≤h支避雷针的保护范围计算 步骤2.求出两针中间点上边线高度.作出高度为h的地 面平行线,在平行线上找出一点P,以P为圆心,hr为半径作与 天线罩剖面相切于N点的圆弧,该圆弧与地面相切,切点为M, 与地面0点的垂线相交于G点,OG即为假想避雷针的高度h= 33.9m,.IR34m.即在天线罩中间有一支高度为hx=34m的假想避 雷针才能将整个天线罩保护起来,这支假想避雷针应该是架 设在天线罩平台上的双支高度为h的避雷针确定的. 步骤3.求出实际避雷针高度.将hx=34m,D=12.6m代入上 r———