滚球法计算

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试验表明，雷击距的大小与下行先导
头部的电位高低有关，因此与先导通道中
携带的电荷密度有关，而先导通道中的电
荷密度又决定着随后回击出现的雷电流幅
值，所以可以认为雷击距的大小依赖于雷
电流幅源自文库。
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d
s
bI
c m
d s －雷击距，m;
r0 h(2hr h)
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式中：
rx──避雷针在 hx高度的xx′平面上
的保护半径（m）
hr──滚球半径
hx──被保护物的高度（m）
r0──避雷针在地面上的保护半径（m）
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双针保护计算
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临界定向范围示意图
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单针保护计算
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滚球法是以 hr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(包括被作为接闪器的金属物)， 或只触及接闪器和地面(包括大地接触并能 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。
面上，以hx作为假想避雷针，按单支避雷针的方
法逐点确定。
hx hr hr
hr F
C
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确定BCO、AEO、BEO部分的保护范 围的方法与ACO部分的相同。
确定xxˊ平面上保护范围截面的方法:
以单支避雷针的保护半径rx 为半
径，以 A、B为圆心作弧线与四边形AEBC
滚球法计算
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用避雷针防范直击雷的避雷方式, 在使用中 积累了大量统计资料, 又有多年的实验室模 拟研究, 对确定避雷针的保护范围有着决定 性意义; 但由于调查资料会受到地理条件、 时间等的限制, 模拟试验统计资料也受到设 备、技术条件等的限制
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B
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b0按下式计算：
b0 CO EO
h(2hr
h) ( D)2 2
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两针 AEBC内的保护范围，ACO部分的保护 范围按以下方法确定：
在任一保护高度hx 和C点所处的垂直平
平行线的A、B两点
③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。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
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④避雷针在hx高度的xxˊ平面上和在地面上 的保护半径，按下列计算式确定：
rx h(2hr h) hx (2hr hx )
O'
hr A
x
hr
F
xx'平面上保护范围的截面
x D
E
A
O
C
B AOB轴线的保护范围 x' 地面上保护范围的截面
B
AEBC外侧的保护范围，按照单支避雷针的方法确定。
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hr h hx b0
O'
hr A
x
hr
F
xx'平面上保护范围的截面
x D
E
A
O
C
B AOB轴线的保护范围 x' 地面上保护范围的截面
I m －雷电流幅值，kA；
b 、c －常数，由实测数据拟合确定
建筑物防雷类别 第一类防雷建筑物 第二类防雷建筑物 第三类防雷建筑物
滚球半径hr (m) 30 45 60
建筑的防雷类别越高，其滚球半径越 小，雷击距越小，即其可能遭受的不同大 小雷电流的分布范围越广，所以对建筑物 能进行更加严密的保护
相交；以单支避雷针的（r0－rx）为半径，
以E、C为圆心作弧线与上述弧线相接。见
附图4．2中的粗虚线。
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由此可知，2 h(2hr h) 是一个临界距离。
下面将讨论这个临界距离的计算。
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如上图所示，D/2即为临界距离。 AOH三点组成的直角三角形，根据勾股定理可知
(D / 2)2 OH 2 hr2
又因为 所以
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当避雷针高度h小于或等于hr时： ①距地面hr处作一平行于地面的平行线 ②以针尖为圆心，hr为半径，作弧线交于
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2
目前世界各国关于避雷针保护范围的公式在形 式上各有不同, 有以下几种计算方法: ①折线法, 单支避雷针的保护范围为一折线圆锥体;
②曲线法, 单支避雷针的保护范围为一曲线圆 锥体;
③直线法, 单支避雷针的保护范围为一直线圆 锥体。
以上各种避雷针保护范围的计算方法, 有
一个共同点, 都是避雷针越高, 其保护范围越宽。
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雷击距： 在雷云对地放电时，下行先导自雷云向地
面发展，在先导头部到达距被击物体的临界定 向距离之前，它的下行发展是不受地面物体存 在影响的。当下行先导最先到达地面上某一物 体的临界定向范围时，它才定向地向这个物体 发展，并使之遭受雷击，这种临界定向距离称 为雷击距，有时也称为定向距离。
OH hr h
D / 2 h(2hr h)
即临界距离为 D 2 h(2hr h)
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下面讨论D小于 2 h(2hr h) 时的双
支等高避雷针的保护范围。
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hr h hx b0
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r
r
r
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在避雷针高度h小于或等于hr的情况下，
当两支避雷针的距离D大于或等于2 h(2hr h) 时，两支等高避雷针保护范围的确定方法与单支 避雷针保护范围的确定方法一样。