接闪器的保护范围的计算,在G***057《建筑物防雷设计规范》的附录D‘滚球法确定接闪器的保护范围’中列出了计算单支接闪杆(避雷针)、两支等高接闪杆、两支不等高接闪杆、成矩形布置的四支等高接闪杆、单根接闪线(接闪带、避雷带)、两根等高接闪线的保护范围的保护范围的计算方法,并绘制了相关示意图。正因为这个原因,也有人建议将避雷针改名为引雷针,但总的来说,还是接闪杆这个名称较为贴切。
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对于广大的雷电防护行业的技术人员,按照G***057给出的方法,可以用手工的方式对一些简单的情况进行计算,但是在日常工作中,经常遇到远比规范上列出的案例复杂得多的现场情况,比如:多支不等高的且不以规则方式布置的接闪杆、不等高的接闪线、接闪杆和接闪线的联合的保护范围,对这些复杂情况的计算,以手工方式是根本无法进行的,G***057也没有给出具体的计算方法。这个问题是雷电防护行业中一个经常会遇到的技术难题。近几年来,国标中规定的“滚球法”也开始得到行业的认同,但在实际运用中“滚球法”也碰到一些问题,特别是在计算天面避雷针保护范围的时候。
按我国统计的雷电流幅值较大约为300 kA,其对应的雷击高度为408 m。取雷击***高度为400m,可得出不同高度避雷针的保护区和散击区的地表半径见表1。我国旧式民房一般高度在10 m以下,避雷带和避雷网的高度与房高相同,安装的短针防雷其高度为1~2 m,它们引起的散击现象不明显;高耸建筑物和高架避雷针引雷招致雷击率和存在散击区。我雷学者历来不主张用高架避雷针保护建筑物,主张用屋顶短针和避雷带防雷就是考虑了既能发挥它的引雷作用,又避免增加散雷区。这样,带电云层与避雷针形成通路,而避雷针又是接地的,避雷针就可以把云层上的电荷导入大地,使其不对高层建筑构成***,保证了它的安全。
单支避雷针的保护范围在DL/T620-997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准中有所规定;“滚球法”是国际电工委会(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G***057-1994Z中也把“滚球法”强制作为计算避雷针保护范围的方法。滚球法是以hR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。近几年来,中规定的“滚球法”也开始得到行业的认同,但在实际运用中“滚球法”也碰到一些问题,特别是在计算天面避雷针保护范围的时候。总的来说这二种算法各有特点,一般高层建筑更多的使用“滚球法”。它是为了保护建筑的表层不被击坏,避雷网和避雷带宜采用镀锌圆钢或扁钢,应优先选用圆钢,其直径不应小于8mm,扁钢宽度不应小于12mm,厚度不应小于4mm。
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