接閃器保護范圍的計算方法

接閃器保護范圍的計算方法對于建筑物，接閃器的愛護范圍按滾球法計算；對于電力裝置，接閃器的愛護范圍按折線法計算。

（1）滾球法滾球法是設(shè)想肯定直徑的球體沿地面（或與大地接觸且能承受雷擊的導體）由遠及近向被愛護設(shè)施滾動。如該球體觸及接閃器或其引下線之后才能觸及被愛護設(shè)施，則該球體觸及接閃器愛護范圍之內(nèi)，球面線即愛護范圍的輪廓線。滾球的半徑按防雷級別確定：第一類防雷建筑物、滾球半徑為30m；其次類防雷建筑物，滾球半徑為45m；第三類防雷建筑物，滾球半徑為60m。

①單支避雷針的愛護范圍如圖1所示確定。愛護范圍是一個圓錐體，先在距地面高度hr上作一條地面的平行線，再以避雷針針尖（h≤hr）或從避雷針正下方hr高度點（h

hr）為圓心，以hr為半徑作圓弧與避雷針和地面相接，弧線以下即單支避雷針的愛護范圍。在hx高度上和地面上的愛護半徑為

式中rx———在hx高度上和地面上的愛護半徑，m；

h———避雷針高度，m；

hr———滾球半徑，m；

hx———被愛護物高度，m。

h—避雷針高度；hr—滾球半徑；hx—被愛護物高度；

在hx高度上和地面上的愛護半徑；1—在xx′平面上愛護范圍的截面

兩支等高避雷針的愛護范圍如圖2所示確定。當時，分別按兩支單針計算其愛護范圍；當時，按以下方法計算其愛護范圍。

1—AOB軸線的愛護范圍；2—地面上愛護范圍的截面；

3—xx′平面上愛護范圍的截面；d—兩避雷針之間的水平距離

·ACBE外側(cè)愛護范圍按單支避雷針計算。

·A、B連線垂直面上的愛護高度線為圓心（O′）高度hr、半徑的居中圓弧，弧線高度為式中hx———弧線高度，m；

hr———滾球半徑，m；

h———避雷針高度，m；

d———兩避雷針之間的水平距離，m；

x———距兩針中心點的水平距離，m。地面上每側(cè)最小愛護寬度為

ACBE范圍內(nèi)，圓弧兩側(cè)的愛護范圍是將弧線頂點作為假想單支避雷針針尖按滾球法確定，如圖2中1—1剖面所示。

hx高度地面平行平面上愛護范圍的確定：以A、B為圓心，以單支避雷針的愛護半徑rx為半徑作弧度與四邊形ACBE相交，再以C、E為圓心，以單支避雷針的（r0-rx）為半徑

作弧線與上一弧線相交，四條弧線限定的范圍即平面上的愛護范圍。

③兩支不等高避雷針的愛護范圍如圖3所示確定。圖中h1和h2分別為兩支避雷針高度，當d≥［h1（2hr-h1）］-0.5+［h2（2hr-h2）］-0.5時，分別按兩支單針計算其愛護范圍；當d［h1（2hr-h1）］-0.5+［h2（2hr-h2）］-0.5時，按以下方法計算其愛護范圍。

ACBE外側(cè)愛護范圍按單支避雷針計算。A、B連線垂直面上的愛護高度線為圓心（O′）高度hr、半徑［（hr-h1）2+d12］-0.5的居中圓弧CE線的位置按下式計算，即

圓弧線高度為

式中x———距O′點的水平距離，m。

圖3用滾球法計算兩支不等高避雷針的愛護范圍

1—AOB軸線的愛護范圍；2—地面上愛護范圍的截面；

3—xx′平面上愛護范圍的截面

地面上每側(cè)最小愛護寬度為

·ACBE范圍內(nèi)，圓弧兩側(cè)的愛護范圍是將弧線頂點作為假想單支避雷針針尖按滾球法確定，如圖3中1—1剖面所示。

·hx高度地面平行平面上愛護范圍按兩支等高避雷針的方法確定。

④矩形布置的四支等高避雷針的愛護范圍如圖4所示確定。當時，分別按雙支等高避雷針計算其愛護范圍；當時，按以下方法計算其愛護范圍。

圖4用滾球法計算矩形布置的四支等高避雷針的愛護范圍

1—yy′平面上愛護范圍的截面；2—地面上愛護范圍的截面

·四支針外側(cè)愛護范圍按兩支等高避雷針的方法確定。

·B、E兩針連線上的愛護范圍如圖4中1—1剖面，其外側(cè)愛護范圍按單支避雷針確定，其內(nèi)側(cè)愛護范圍按兩針之間的圓弧確定。該圓弧是先以兩針針尖為圓心，以hr為半徑作弧相交于O點，再以O(shè)點為圓心，以hr為半徑繪制的，圓弧最低點的高度為

圖4中2—2剖面上的愛護范圍按以下方法確定：圓心位于中心，圓心高度為hr+h0，圓弧半徑為hr，圓弧最低點為h0，該圓弧與A和E、B和C兩支等高避雷針外側(cè)愛護范圍的向上延長線相交于F、H點，弧線下面的范圍即這兩個斷面上的愛護范圍。F點和H點高度符合以下兩式要求，即

⑤單條避雷線的愛護范圍如圖5所示確定。避雷線的高度h應取最低弧垂點的高度，無法確定弧垂點時，支柱間距離120m以下者可取弧垂為2m；支柱間距離120～150m者可取弧垂為3m。當h≥2hr時，單支避雷線無愛護范圍；當h2hr時，愛護范圍按以下步驟確定。

先在距地面高度hr上作一條地面的平行線，再以避雷線為圓心，以hr為半徑作弧線與該水平線相交A、B兩點，再以A、B兩點為圓心，以hr為半徑作圓弧相交（或相切）并

與地面相切，弧線以下即單條避雷線的愛護范圍。

當hhr時，愛護范圍最高點的高度h0按下式計算，即

h0=2hr-h

在hx高度上的愛護寬度bx按下式計算，即

避雷線兩端的愛護范圍按單支避雷針的方法確定。

圖6用滾球法計算單條避雷線的愛護范圍

⑥兩條等高避雷線的愛護范圍如圖6所示確定。圖中d為兩避雷針之間的水平距離。

當時，分別按單條避雷線計算其愛護范圍；當h≤hr、且時，按以下方法計算其愛護范圍。

·兩線外側(cè)愛護范圍按單條避雷線確定。

·兩線內(nèi)側(cè)按半徑為hr，連接A、B兩點的圓弧確定，圓弧最低點高度h0按下式計算，即

避雷線兩端的愛護范圍按兩支等高避雷針確定，如圖6（a）中1—1剖面，圖中h′0為兩支等高避雷針愛護范圍最低點的高度；h0線內(nèi)移距離x可按下式計算，即

當2hrhhr、且時，按以下方法計算其愛護范圍。

·兩線外側(cè)愛護范圍按圓心高度和半徑均為hr，經(jīng)過A點或B點的圓弧確定，最小愛護寬度bmin按下式計算，即

·

兩線內(nèi)側(cè)按半徑為hr，連接A、B兩點的圓弧確定，圓弧最低點高度h0按下式計算，即

避雷線兩端的愛護范圍按兩支等高避雷針確定，如圖6（b）中1—1剖面，圖中h′0為兩支等高避雷針愛護范圍最低點的高度，h0線內(nèi)移距離x可按下式計算，即

（2）折線法將接閃器的愛護范圍視為折線圓錐形。單支避雷針的愛護范圍如圖7所示確定。設(shè)避雷針高度為h，以避雷針頂點為軸向下作45°斜線，構(gòu)成錐形愛護空間的上部；從斜線上距地面h/2處，作大于45°斜線與距針角1.5h地面處相交，構(gòu)成圓錐形愛護空間的下半部。因此，其整體構(gòu)成折線圓錐形。地面上的愛護半徑按下式確定，即

r=1.5h

式中r———愛護半徑，m；

h———避雷針高度，m。

被愛護物高度為hx，水平面的愛護半徑為rx。

當hx≥h/2時rx=（h-hx）p=hep

當hxh/2時rx=（1.5h-2hx）p

式中hx———被愛護物高度，m；

rx———在hx高度的水平面上的愛護半徑，m；

p———高度影響系數(shù)，考慮當針太高時，愛護半徑不成

正比增大的系數(shù)，當h≤30m時，p=1；當h30m時，；當h120m時，p=0.5；

he———避雷針有效高度，m。

圖7用折線法計算單支避雷針的愛護范圍

h—避雷針高度；hx—被愛護物高度；rx—避雷針在hx高度的水平面上的愛護半徑；1—在地面上的愛護范圍；2—在xx′平面上的愛護范圍

②兩支等高避雷針的愛護范圍如圖8所示確定。當需要愛護的范圍較大時，用一支高避雷針愛護往往不如用兩支比較低的避雷針愛護有效，由于兩針之間受到了良好的屏蔽作用，除受雷擊的可能極少外，更便于施工且經(jīng)濟效果好。

兩針外側(cè)愛護范圍按單支避雷針的愛護范圍確定。

兩針之間的愛護范圍按連接兩針的頂點及中點O的圓弧確定，并按下式計算，即

h0=h–d/7p

式中h0———兩針間愛護范圍上部邊緣最低點的高度，m；

d———兩針間的距離，m；

p———高度影響系數(shù)。

兩針在hx水平面上的愛護范圍如圖8所示，在其愛護范圍一側(cè)的最小寬度為

bx=1.5（h0-hx）

當d=7hp時，h0=0，即兩針之間不能構(gòu)成聯(lián)合愛護網(wǎng)，兩針之間距離與針高之比（d/h）不宜大于5。

以上介紹的是適用于平原的頂端愛護角為45°的折線愛護范圍方法。此外，還有適用于山區(qū)的頂端愛護角為37°的避雷針、兩支不等高避雷針、三支避雷針、四支避雷針等，其愛護范圍及計算方法可參考有關(guān)設(shè)計手冊。

③單條避雷線的愛護范圍如圖9所示確定。避雷線向下作與鉛垂面成20°～30°（愛護角，現(xiàn)取25°）的斜面構(gòu)成愛護空間的上部，在h/2處轉(zhuǎn)折，其他如圖9所示。愛護空間也可以用下式表達，即

當hx≥h/2時rx=0.47（h-hx）p當hxh/2時rx=（h-1.53hx）p

式中h

x———被愛護物的高度，m；

h———避雷線最大弧垂點的高度，m；

rx———避雷線在hx水平面上的愛護范圍，m；

p———高度影響系數(shù)。

④兩條等高平行避雷線的愛護范圍如圖10

圖8用折線法計算單條避雷線的愛護范圍

圖10用折線法計算兩條等高平行避雷線的愛護范圍

兩條避雷線外側(cè)愛護范圍