1、建筑物防雷设计的计算方法和设计要求作者：电气线路 来源： 中国电能质量网 2006-11-10 align=center作者：刘屏周 摘要： 建筑物防雷计算，折线法滚球半径法等。避雷接地装置的设置与规格要求 关键词： 防雷设计 计算方法 设计 .1 建筑物防雷设计的计算方法 .1.1 建筑物年预计雷击次数 1.建筑物年预计雷击次数应按下式确定：align=center (1) 式中 N建筑物预计雷击次数，次/a ；k校正系数，在一般情况下取 1，在下列情况下取相应数值：位于旷野孤立的建筑物取 2；金属屋面的砖木结构建筑物取 1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、
2、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取 1.5；Ng建筑物所处地区雷击大地的年平均密度，次/km2?a；Ae与建筑物截收相同雷击次数等效面积， km2。 2.雷击大地的年平均密度应按下式确定：align=center (2) 式中 Td年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定，d/a。 3.建筑物截收相同雷击次数等效面积 Ae 应为其实际面积向外扩大后的面积。其计算方法应符合下列规定： 一、当建筑物的高 H 小于 100m 时，其每边的扩大宽度和等效面积应按下列公式计算确定（图1）：align=center (3) align=center (4) 式中 D建筑物每边的扩罂矶龋
3、琺；L、W、H分别为建筑物的长、宽、高，m。align=center align=center图1 建筑物截收相同雷击次数等效面积align=center注：建筑物平面积扩大后的面积 Ae 如图1 中周边虚线所包围的面积。 二、当建筑物的高 H 等于或大于 100m 时，其每边的扩大宽度应按等于建筑物的高 H 计算；建筑物等效面积应按下式确定：align=center (5) 三、当建筑物各部位的高不同时，应沿建筑物周边逐点算出最大扩大宽度，其截收相同雷击次数等效面积 Ae 应按每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积计算。 .1.2 接地装置冲击接到电阻与工频接地电阻的换算 1.接地装置冲击
4、接到电阻与工频接到电阻的换算应按下式确定：align=center (6) 式中 R接地装置各支线的长度取值小于或等于接地体的有效长度 le 或者有支线大于le 而取其等于 le 时的工频接到电阻， ；A换算系数，其数值宜按图2 确定；Ri所要求的接地装置冲击接到电阻， 。 2.接地体的有效长度应按下式确定：align=center (7) 式中 le接地体的有效长度，应按图3 计量，m ；敷设接地体处的土壤电阻率，?m。3.环绕建筑物的环形接地体应按以下方法确定冲击接到电阻： 一、当环形接地体周长的一半大于或等于接地体的有效长度 le 时，引下线的冲击接地电阻应为从与该引下线的连接点起沿两侧
5、接地体各取 le 长度算出的工频接到电阻（换算系数 A 等于 1）。 二、当环形接地体周长的一半 l 小于 le 时，引下线的冲击接地电阻应为以接地体的实际长度算出的工频接到电阻再除以 A 值。 4.与引下线连接的基础接地体，当其钢筋从与引下线的连接点量起大于 20 m 时，其冲击接地电阻应为以换算系数 A 等于 1 和以该连接点为圆心、 20 m 为半径的半球体范围内的钢筋体的工频接到电阻。align=center align=center图2 换算系数 Aalign=center注：l 为接地体最长支线的实际长度，其计量与 le 类同。当它大于 le 时，取其等于 le。align=cen
6、ter align=center图3 接地体有效长度的计量 .1.3 滚球法确定接闪器的保护范围 1.单支避雷针的保护范围应按下列方法确定（图4）。一、当避雷针高度 h 小于或等于 hr 时： 距离地面 hr 处作一平行地面的平行线； 以针尖为圆心，hr 为半径，作弧线交于平行线的 A、B 两点； 以 A、B 为圆心，hr 为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切。则从此弧线起到地面止就是保护范围。保护范围是一个对称的锥体； 避雷针在 hx 高度的 xx 平面上和在地面上的保护半径，按下式求得：align=center (8) align=center (9) 式中 rx避雷针在 hx 高度
7、的 xx 平面上的保护半径，m；hr滚球半径，第一、二、三类防雷建筑物分别为 30 m、45 m 、60 m ；hx被保护物的高度，m；r0避雷针在地面上的保护半径，m 。 二、当 h 大于 hr 时，在避雷针上取高度 hr 的一点代替单支避雷针的针尖作为圆心。其余做法同本款第 1）项。8 和9 式中的 h 用 hr 代入。align=center align=center图4 单支避雷针的保护范围 2.单根避雷线的保护范围，当避雷线的高度 h 大于或等于 2hr 时，无保护范围；当避雷线的高度 h 小于 2hr 时，应按下列方法确定（图5）。确定架空避雷线的高度时应计及弧垂的影响。在无法确定
8、弧垂的情况下，当等高支柱间的距离小于 120m 时架空避雷线中点的弧垂宜采用 2m，距离为 120150m 时宜采用 3m。align=center a）hr align=center图5 单根避雷线的保护范围 (1)距离地面 hr 处作一平行于地面的平行线； (2)以避雷线为圆心、hr 为半径，作弧线交于平行线的 A、B 两点； (3)以 A、B 为圆心，hr 为半径作弧线，两弧线相交或相切并与地面相切，从该弧线起到地面止就是保护范围； (4)当 h 小于 2hr 且大于 hr 时，保护范围的最高点的高度 h0 按下式计算：align=center (10) (5)避雷线在 hx 高度的 x
9、x平面上的保护宽度 bx，按下式：align=center (11) 式中 bx避雷线在 hx 高度的 xx平面上的保护宽度，m；h避雷线的高度，m；hr滚球半径，m；hx被保护物的高度，m。 (6)避雷线两端的保护范围按单支避雷针的方法确定。 .1.4 雷电流 1、闪电中可能出现的三种雷击见图6 其参量应符合表1表3 的规定。雷击参数的定义应按7 确定。align=center align=center图6 闪电中可能出现的三种雷击 短时间首次雷击后续雷击长时间雷击align=center align=center align=center图7 雷击参数定义I峰值电流（幅值）T从波头起自幅值 10至波点
