避雷针的保护范围

避雷针的保护范围是以它对直击雷的保护空间来表示的，其概念与一定的绕击率相对应。所谓绕击率就是指某一物体虽然处于避雷针的保护空间之内，但是由于雷电放电的路径受很多偶然因素的影响，仍然不能保证其绝对不会受到雷击，在此情况下，物体受到雷击的概率就是绕击率，如图4.4所示，绕击率为1%的避雷针保护范围就比绕击率为0.1%的保护范围大得多。绕击率与雷电流本身的参数有关，一般雷电流愈大，绕击率愈小，但绕击率还与其他的因素有关，在山区地形、气象等不利条件下，也不排除发生大雷电流产生绕击的例外情况。下面讨论避雷针的保护范围时规定具有0.1%的绕击率，实践证明这是可以接受的。   关于是避雷针保护范围的计算，现在有好几种方法，如普里斯(w.H.Preece最早使用的几何去，1942年瓦格纳(C.F.Wagner) 提出的三段折线法，1945年戈尔德(R H Cold) 提出概念面1963年杨(F.S Young)真正把它用于防雷工程的初级电气几何法，李(R.H.Lee)建议而德国列人防雷规范的滚球法，以及在电气几何法基础上，由萨金特(M A Sargent)、埃田克森(A.L Enikson)与穆萨(A M. Mousa)三人发展出的现代电气几何模型(ECM)法等。这些方法的出现，展示了人们从不同侧面对雷击物理的认识，但无论哪种方法都存在局限，仍未达到至缘完善的程度。我国建筑防雷规范采用了国际电工委员会  (IEC)推荐的滚球法，该法与我国过去建筑物防雷所使用的折线法相比，计算出的避雷针保护范围较小，是一种偏严格、偏保守的方法，所以必须注意它的适用范围，因为在许多具体场合中，它都是与避雷针实际应用情况相悖的。   IEC 所推荐的滚球法仍属几何模拟法，它以雷电放电路径几何距离的长短作为避雷针保护范围的依据，该法认为雷电先导是一个从雷云出发，不受地面任何特征影响的自由发展的放电，只是当它到达大地附近一定高度时才受地面物体影响而发生偏转，继而产生雷击。由此设想有一个半径等于先导放电开始偏转时的高度(即雷击距离) h,的球体，围绕着避雷针和地面物体上下左右滚动，如图4.5所示。这样凡是被该球触及的，均认为是可能受到雷击的地方，而在避雷针附近不能被该球接触到的地方，就被避雷针所保护了，故其保护范围的计算如下:    (一)单根避雷针的保护范围 如图4.6所示，当进雷针高度hs滚球半径h，时: ①距地面h,处作-条平行于地面的平行线; ⑦以针尖为圆心，h1为半径，作弧线与平行线相交于A、B两点; ③以人、B为圆心，h1为半径，分别作弧线。该弧线与针尖相交并与地面相切，从弧线到地面即避雷针的保护范围(一个对称的圆维体); ④起雷针在h1高度的xx水平面上的保护半径rx可以按照下面公式来计算:   (二)两根等高避雷针的保护范围 如图4.7所示，当港雷针高度h小于等于滚球半径h，时，若两根避雷针之间的距离D3 2/h根号(2h,一h)，其保护范围应各自按照单根避雷针的计算方法来确定。若两根避雷针之间的距离D<2根号h(2h,-h),其保护范围则应按照下面所列方法来确定: ①AEBC外测的保护范围，可以按照单根避管针的方法来确定。 ②C、E两点位于两针之间的垂直平分线上，在地面上每测的最小保护宽度b0。可以按照下面公式来计算: (三)两根不等高避雷针的保护范围 如图4.8所示，当两根避雷针的高度h1和h2均小于或等于滚球半径hr时，若两根避雷针之间的距离D大于等于根号h1(2hr-h1)+根号h2(2hr一h2)，其保护范围应当各自按照单根避雷针的方法来确定。若两根避雷针之间的距离D<根号h(2hr-h1)+根号h2(2hr-h2)，其保护范围则应当按照下列方法来确定: ①AEBC外侧的保护范围，可以按照单根避雷针的方法来确定。 ②CE线或HO线的位置应当按照下面公式米计算: