防雷接地滚球法

滚球法

滚球法是以h r为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动当球体只触及接闪器（包括被利用作为接闪器的金属物），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。当采用避雷针作接闪器时，应按表2－2规定的不同建筑物防雷级别的滚球半径，采用滚球法计算避雷针的保护范围。

不同建筑物防雷级别的滚球半径

(1)单支避雷针的保护范围。

单支避雷针的保护范围应按图2-7的作图方法确定。

B

A

X x ’

1）当避雷针高度h≤h

时。

r

高度的xx’平面上和在地面上的避雷针在h

x

保护半径，按式（2-11）和（2-12）确定

r x=

ℎ(2ℎx−ℎ)−

ℎx(2ℎr−ℎx)(2-11)

r0=ℎ(2ℎr−ℎ)

(2-12)

—避雷针在hx高度xx’的平面上的保式中 r

x

护半径，m；

hr—滚球半径，按表2-2确定，m；

hx—被保护物的高度，m；

r0—避雷针的地面上的保护半径，m。

2）当避雷针高度h＞hr时，在避雷针上

取高度hr的一点代替单支避雷针尖作为圆心，

其余的做法同1）。

（2）双支等高避雷针的保护范围。在避

雷针高度h≤hr的情况下，当两支避雷针的距离D≥2ℎ(2ℎr−ℎ)时，应按单支避雷针的方法确定；当D<2ℎ(2ℎr−ℎ)时，应按图2-8的作图方法确定。

1）AEBC外侧的保护范围，按照单支避雷针的方法确定。

2）C、E点位于两针间的垂直平分线上。在地面每侧的最小保护宽度b

按式（2-13）计算

)2

b0=CO=EO=ℎ2ℎr−ℎ−(D

2

(2-13)

在AOB轴线上，距中心线任一距离x处，其在保护范围上边线上的保护高度hx按式（2-14）确定

ℎx=ℎr−(ℎr−ℎ)2+(D

)2−x2

2

(2-14) 该保护范围上边线是以中心线距地面ℎr

)2为半径所的一点O’为圆心，以(ℎr−ℎ)+(D

2

作的圆弧AB。

3）两针尖AEBC内的保护范围，ACO部分的保护范围按以下方法计算：在任一保护范围高度和C 点处垂直平面上，以k：作为假想避雷针，按单支避雷针的方法确定，如图2－8中的1－1剖面所示确定BCO．AEO．BEO部分的保护范围的方

法与ACO部分的相同

确定XX’平面上保护范围截面的方法：以单支避雷针的保护半径r x为半径，以A、B为圆心作弧形与四边形AEBC相交、再以单支避雷针的(r0−r x)为半径，以E、C为圆心作弧线与上述弧线相接，如图28中的粗虚线所示。

（3）双支不等高度避雷针的保护范围

在ℎ1≤ℎr，和ℎ2≤ℎr的情况下，当D≥ ℎ12ℎr−ℎ1+ℎ2(2ℎr−ℎ2)时，应各按单支避雷针所规定的方法确定：当D< ℎ12ℎr−ℎ1+ℎ2(2ℎr−ℎ2)时，应按图2-9的作图方法确定。

1)AEBC

外侧的保护范围，按照单支避雷针的方法确定。

2)CE线

或HO’线的位置按式（2－15）计算D

D1=(ℎr−ℎ2)2−ℎr−ℎ12+D2

2D

(2-15)

3）在地面上每一侧的最小保护宽度b0按式（2-16）计算

b0=CO=EO=ℎ12ℎr−ℎ1−D12

（2-16）在AOB轴线上，A、B间保护范围上边线按式（2-17）计算

ℎx=

ℎr−(ℎr−ℎ1)2+D12−x2

(2-17)

式中 x-距CE线或HO’线的距离。

该保护范围上边线是以HO’线上的距离地面ℎr的一点O’为圆心，以（ℎr−ℎ1）2+D12为

半径所作的圆弧AB。

4）两针间AEBC内的保护范围，ACO与AEO是对称的，BC0与BEO是对称的。ACO部分的保护范围按以下方法确定：在hx和C点所处的垂直平面上，以hx作为假想避雷针，按单支避雷针的方法确定，如图2－9中的1-1剖面所示。确定AEO、BCO、BEO部分的保护范围的方法与ACO 部分的相同。

5）确定平面xx’上保护范围截面的方法与双

支等高避雷针相同。

例某一类防雷建筑物附近立一支独立避雷针进行直击雷防护，针高h=25m，被保护建筑物的高度h x=10m，请分别计算出该针在地面的保护半径r0和在被保护建筑物高度h x=10m时的保护半径r10。解：查表2-2得，第一类防雷建筑物滚球半径h r=30m。

避雷针在地面的保护半径r0为

r0=ℎ2ℎr−h

=25×2×30−25

=29.6(m)

避雷针在被保护建筑物高度hx=10m时的保护半径为

r10=

ℎ2ℎr−ℎ− ℎx2ℎr−ℎx=

25×2×30−25−

10×2×30−10=7.2(m)