接闪器保护范围相关问题论文
建筑物防雷装置暗敷接闪带浅析
[6]中华人民共和国建设部.《普通混凝土力学性能试验方法标准》.2003
[7]日小幡守著.冷锦文曾纪勇译.《最新建筑结构力学》.1983
[8]刘刚张奎志韩冰.《滨海电厂钢筋混凝土腐蚀防护应用》.研究简报.2005
[9]《建筑物防雷装置检测技术规范》.中国标准出版社.2008.7
作者简介：杨翼（1967年12-），男，汉族，河南省信阳市光山县人，本科，工程师，从事行政管理工作。
明装接闪带的保护宽度只有这么多，那比明装接闪带还要低矮的暗敷接闪带的保护范围呢？所以，利用暗敷接闪带是不能完全保护到建筑物的。
目前在中国的防雷市场上广泛使用的提前放电避雷针，其宣传资料称提前放电避雷针发出来的上行先导可以提前行至离避雷针数十米甚至上百米处与雷云的下行先导接闪，从而扩大了接闪器的保护范围。可见，提前放电避雷针作用类似于提高了避雷针的高度，因此扩大了保护范围。但其所采用保护范围的计算公式只是法国的标准，并不是中国的标准，而且对于提前放电避雷针功效还有待验证。由提前放电避雷针的保护范围功效深入考虑暗敷接闪带，如果暗敷接闪带能保护的到与之等高的物体，只能说明暗敷接闪带具有提前放电避雷针的功能，但却与国家标准相违背。
建筑物防雷装置暗敷接闪带浅析
摘要：本文通过规范、保护范围、混凝土化学和混凝土材料力学等多方面因素简单分析了暗敷接闪带的特点，并认为暗敷接闪带不属于接闪器，而是水平引下线。
屋面接闪器保护范围讨论
隙形状 下 ， 其 放 电 电压与击 穿距 离都 是线 性 的关 系 ； 电极 形 状 对 击 穿 电 压 没 有 影 响 ， 都 可 按 照 双 针 间 隙 的放 电规律 估算 ， 这 些 规 律 是 从 小 到 大 线 性 地 增 长 的” 。这 个 理 论 和 假 设 在 现 在 看 来 是 十 分 片 面 的 ， 因
到 的 问题 。 关键 词 ： 接 闪器 ； 滚球 法 ； 保 护 角 法
中图分类 号 ： ＴＵ８ ９ ５ ； ＴＭ ８ ６ ２
１ 接 闪 带 的 作 用
文献标 识码 ： Ａ
文 章编 号 ： １ Ｏ Ｏ ７ —６ ９ ２ １ （ ２ ０ １ ５ ） １ ９ 一Ｏ １ ｌ ６ 一Ｏ ２
２ ．１ 滚 球 法 原 理
１ ９ ３ ８年 施 瓦 格 首 先 提 出 滚 球 பைடு நூலகம் ， 他 的 理 论 基 于 以下 假 设 ： “ 避雷 针 和避 雷 线 的保 护 范 围相 同 ， 都 是 按 照它们 与 雷 电先 导之 间 的距 离 判定 的 ， 即 在 所 有 电压形 式 （ 交流 、 直流 和脉 冲波 形 ） ， 所 有 火 花 放 电 间
由此 可 见 ， 目前 高 层 建 筑 的 接 闪 带 主 要 安 装 方 式 还 是 明敷 。
２ 保 护 范 围
ｈ ｒ 距 离来 袭 时 ， 由 于 此 时 避 雷 针 的 引 雷 区 域 在 被 保
护 物 的引雷 区域 上方 （ 区 域 一 ）， 此 时 雷 击 将 被 引 向
基 于电气 几何 理论得 出的滚球 法是 极 为相似 的。
安装 在女 儿墙 上 的接 闪 器 ， 安 装 时 需 计 算 接 闪 器保 护 范 围 ， 目 前 主 要 有 ２种 计 算 方 法 ： 滚 球 法 和 保
滚球法确定接闪器的保护范围
附录四滚球法确定接闪器的保护范围1．单只避雷针的保护范围应按下列方法确定（附图4．1）。
（1）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；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：（附4．1）（附4．2）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，按本规范表5．2．1确定（m）；hx——被保护物的高度（m）；r0——避雷针在地面上的保护半径（m）。
（2）当避雷针高度h大于hr时，在避雷针上取高度hr的一点代替单支避雷针针尖作为圆心。
其余的做法同本款第（1）项。
（附4．l）和（附4．2）式中的h用hr代人。
2．双支等高避雷针的保护范围，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大于或等于时，应各按单支避雷针的方法确定；当D小于时，应按下列方法确定（附图4．2）。
（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b0按下式计算：（附4．3）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 按下式确定：（附4．4）该保护范围上边线是以中心线距地面的hr一点O’为圆心，以为半径所作的圆弧AB。
（3）两针间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点所处的垂直平面上，以hx作为假想避雷针，按单支避雷针的方法逐点确定（见附图4．2的1—1剖面图）。
确定BCO、AEO、BEO 部分的保护范围的方法与ACO部分的相同。
（4）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。
避雷针的保护范围
避雷针的爰护范围摘要本文争论了避雷针的感应静电场掌握原理，说明白避雷针应用的环境性，提出了对避雷针（接闪器）的选择和设计的几点建议。
关键词避雷针接闪器建筑物防雷笔者在"避雷针爰护范围的理论与试验"⑴一文中介绍了避雷针爰护范围的主要历史资料，本文重要从物理学的角度，也就是从感应静电场掌握的角度争论这个问题。
可供防雷工作者参考，如有谬误之处欢迎同行和读者批判指正。
1.避雷针是引雷针1.1为避雷针正名避雷针实际上是引雷针，它的爱护作用是拦截闪电打在自己身上，从而使建筑物避开患病直接雷击，它把雷电的能量沿着引下线平安地导入地中；它不能阻挡雷电的行进，也不能消退雷电。
现在只有中国和日本仍旧使用"避雷针”这个名词；英国和美国都把它称为"导电针""我国称它为"接闪器"等等。
由于我们祖先用的是象形文字系统，望文生义是我们的习惯，为了避开误会"避雷针"的爱护原理，有人提出"要为避雷针正名"的建议。
在防雷学科本科的教科书《高电压工程学》中，接受直接雷击的防雷装置称为接闪器，避雷针是接闪器的一种，是棒形的；接闪器的形式还包括：避雷带、避雷网和法拉第笼（金属箱体和罐体）等。
2.2击选择性原理接闪器是依据雷击选择性原理设计的。
雷电先导放电的路径听从于统计规律，在全部可能放电的方向中，最主要的方向打算于最大电场强度。
雷雨云中的电荷积集到肯定密度，首先从云中某处产生空气的电离而形成下行先导流注，高空先导流注放电的方向是随机的, 不受地面物体的影响。
雷雨云下面的地面和地物受雷云电荷的静电感应，产生出与雷电异号的电荷，并使各地物表面的电场强度增加。
当下行先导流注进展到某种高度，即所谓雷电定位高度H1处时，大气电场开头被地物感应电场所歪曲，雷电先导向歪曲后的最大电场强度方向进展。
当下行先导流注行进到雷击高度H2后，某一个或几个地物表面电场强度达到了击穿空气的数值，该地物就会产生迎面先导流注，它向上进展与下行先导流注汇合，然后就产生剧烈的主放电，该地物就遭到了雷击。
直击雷接闪器的研究
直击雷接闪器的研究[摘要]本文介绍了直击雷危害的相关知识，对直击雷接闪器的原理与保护范围计算进行了系统的阐述，以提高建筑物防雷的可靠性和安全性。
[关键词]直击雷接闪器接地屏蔽地网中图分类号：td327.3 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）11-0253-021 雷电基本理论通常所谓雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层与大地之间的迅猛的放电。
通常雷击有三种形式：其一是直击雷，是指带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。
其二是感应雷，是带电云层由于静电感应作用，使地面某一范围内带上异种电荷。
当直击雷发生以后，云层带电迅速消失，而地面上某些范围由于散流电阻大，以致出现局部高电压，或者由于直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压以致发生闪击的现象。
其三是球形雷，在雷电频繁的雷雨天，偶然会发现紫色，红色，灰红色，蓝色的“火球”。
这些火球有时从天空降落，然后又在空中或沿地面水平方向移动，有时平移有时滚动。
这种火球能通过烟囱，开着的窗户，门和其它缝隙进入室内，或者无声地消失，或者发出丝丝的声音，或者发生剧烈的爆炸。
球形雷发生的机会很少，存在时间又十分短暂，所以对它的研究十分困难，它的成因目前为止并没有完满的解释。
2 接闪器原理到目前为止防直击雷都是采用避雷针、避雷带、避雷线、避雷网作为接闪器，然后通过良好的接地装置迅速而安全地把它送回大地。
当高空中出现雷云的时候，大地上由于静电感应作用，必然带上与雷云相反的电荷，然而接闪器都处于地面上建筑物的最高处，与雷云的距离最近，以致接闪设备附近空间电场强度相对比较大，比较容易吸引雷电先驱，使主放电集中在它上面，因而在它附近尤其是比它低的物体受雷击的几率就大大减少。
由于接闪器都与大地有良好的电气连接，使大地积存的电荷能量迅速与雷云的电荷中和。
这样由雷击而造成的过电压的时间大大的缩短，雷击危害性就大大减少。
如何正确运用滚球法确定接闪器的保护范围
端 屋 脊位 置 安 装 一 根 高 出建 筑 物 ９ ｍ 的接 闪 杆 ，
学 校建 筑 物 按第 二 类 防雷 建筑 物 进 行设 计 ， 滚
他 的计算 理 由如下 ：
球半 径 ｈ ｒ 取４ ５ ｍ，接 闪杆 高设计 为 ９ ｍ 在屋 面上 滚
动 保 护屋 脊 （ １ ６ ｍ高度 ） 的保 护 半 径 达 到 ２ ７ ｍ， 而 建 筑物 的长 度才 ２ ４ ｍ，离针 最远 端 的檐角 直 线距 离 才
法 的理 解 和运用 上存 在 问题 。略举 两 例说 明如 下 ：
２ ４ ． ３ ｍ， 檐 角 高 度 比屋脊 低 ２ ｍ， 针高应取 １ ｌ ｍ（ ９ ｍ＋
２ ｍ） ， 保护 范 围还会 更大 。
ｒ— ——— ——— ——— 一 ｒ ——— —— ——— ——— —一
计算公式 ： ｒ ｏ ＝Ｖｈ （ ２ ｈ ｒ － ｈ ）＝Ｖ９ （ ２ ＊ ４ ５ — ９ ）＝
范》 ， 此 规 范虽 先 后修 订 了两次 ， 但 接 闪器 的保 护 范
围的计算 方法 仍沿 用滚 球法 。与 Ｉ Ｅ Ｃ ｌ ０ ２ ４ 一 ｌ 不 同的 是， 我 国防雷 规范 规定 ： 第一 、 二、 三类 防 雷建筑 物滚 球 半径 分 别 取 ３ ０ ｍ、 ４ ５ ｍ、 ６ ０ ｍ， 粮、 棉 及 易 燃 物集 中 的露 天堆 场 ， 滚 球 半径 可取 １ ０ ０ ｍ。 滚球 法在 我 国 已使 用二 十余 年 ，但 笔 者在 实 际 防雷 工作 和一 些 防雷 刊物 中发现 ，仍 然有 人在 滚球
有 效 的办 法 ， 在 防雷 实 际 工 作 中具 有 较 好 的指 导 作 用 。 关键字 ： 滚球法 ； 雷击 距 ； 滚球 半 径 ； 保 护 范 围
接闪器保护范围的计算方法
接闪器保护范围的计算方法对于建筑物，接闪器的保护范围按滚球法计算；对于电力装置，接闪器的保护范围按折线法计算。
（1）滚球法滚球法是设想一定直径的球体沿地面（或与大地接触且能承受雷击的导体）由远及近向被保护设施滚动。
如该球体触及接闪器或其引下线之后才能触及被保护设施，则该球体触及接闪器保护范围之内，球面线即保护范围的轮廓线。
滚球的半径按防雷级别确定：第一类防雷建筑物、滚球半径为30m；第二类防雷建筑物，滚球半径为45m；第三类防雷建筑物，滚球半径为60m。
①单支避雷针的保护范围如图1所示确定。
保护范围是一个圆锥体，先在距地面高度hr 上作一条地面的平行线，再以避雷针针尖（h≤hr）或从避雷针正下方hr 高度点（h >hr）为圆心，以hr为半径作圆弧与避雷针和地面相接，弧线以下即单支避雷针的保护范围。
在hx 高度上和地面上的保护半径为式中rx———在hx 高度上和地面上的保护半径，m；h———避雷针高度，m；hr———滚球半径，m；hx———被保护物高度，m。
h—避雷针高度；hr—滚球半径；hx—被保护物高度；在hx 高度上和地面上的保护半径；1—在xx′平面上保护范围的截面两支等高避雷针的保护范围如图2所示确定。
当时，分别按两支单针计算其保护范围；当时，按以下方法计算其保护范围。
1—AOB 轴线的保护范围；2—地面上保护范围的截面；3—xx′平面上保护范围的截面；d—两避雷针之间的水平距离·ACBE 外侧保护范围按单支避雷针计算。
·A、B 连线垂直面上的保护高度线为圆心（O′）高度hr、半径的居中圆弧，弧线高度为式中hx———弧线高度，m；hr———滚球半径，m；h———避雷针高度，m；d———两避雷针之间的水平距离，m；x———距两针中心点的水平距离，m。
地面上每侧最小保护宽度为ACBE 范围内，圆弧两侧的保护范围是将弧线顶点作为假想单支避雷针针尖按滚球法确定，如图2中1—1 剖面所示。
接闪器保护范围计算方法及应用
接闪器保护范围计算方法及应用摘要本文讨论利用滚球法计算接闪器保护范围的方法及在实际工作中的应用,针对实际工作中出现的具体问题举例说明根据被保护对象的结构、类型以及接闪器安装位置的不同，应如何科学、合理的选取相应的参考地面（与滚球体相切的水平面），这样才能准确的计算出接闪器的保护范围，为判断防直击雷装置是否完善提供技术依据。
关键词：接闪器，保护范围，计算方法1 引言接闪器是指能拦截闪击的接闪杆、接闪带、接闪线、接闪网以及用作接闪的金属屋面、金属构件等，是外部防雷装置的重要组成部分之一。
计算接闪器保护范围是判断被保护对象是否完全处于直击雷防护区域内的主要技术手段和方法，是防雷业务工作中的重要内容之一。
由于被保护对象的结构、形状、类型以及接闪器布置方式、布置位置的不同，使得接闪器保护范围的计算变得更加繁杂，需要考虑的因素要更加全面。
根据国家规范标准[1]的要求，我国目前计算接闪器保护范围的方法是“滚球法”，笔者在长期学习和多年实践的基础上，对实际工作中遇到的容易混淆和忽视的一些问题进行阐述，通过典型事例说明如何运用好“滚球法”科学的计算接闪器的保护范围，避免由于理解偏差、计算方法错误导致在工作中埋下防雷安全隐患。
2 滚球法的概念及原理滚球法是国际电工委员会（IEC）推荐的接闪器保护范围计算方法之一，我国现行的《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010也采纳了滚球法确定接闪器的保护范围。
它的计算原理是以某一规定半径（即滚球半径，30m、45m、60m）的球体，在装有接闪器的建筑物或设施上滚过，滚球体由于受建筑物或设施所安装的接闪器的阻挡并与平行与地面的接地导体或地面相切而无法触及到某些范围，这些范围就是接闪器的保护范围（图1）。
图1 通过滚球法确定接闪器保护范围Fig.1 Rolling Ball Method to determine the scope of lightning protection3 滚球法确定接闪器保护范围的计算方法按接闪器的形式可分为接闪杆、接闪带、接闪线、接闪网以及其它形式的接闪导体，根据防雷规范[1]要求，接闪带、接闪线、接闪网的保护范围均可按接闪杆保护范围的计算方法进行确定，本文通过对安装在建筑物上接闪带、接闪杆保护范围的计算来说明运用滚球法应注意的问题。
接闪器保护范围
(2)B、E 避雷针连线上的保护范围 ( 见 1-1 剖面 ) ，外侧部分按单支避雷针的方法确定。两针的 保护范围按以下方法确定：以B、E两针针尖为 圆心、hr为半径作弧相交于O点，以 O点为圆心 、 hr为半径作圆弧，与针尖相连的这段圆弧即 为针间保护范围。保护范围最低点的高度ho按 下式计算： （3-3-6）
r x r o
hr ho hx
2
D1 h x 2
2 r
2
（3-3-8）
(4) 3-3剖面的保护范围的方法与2-2剖面部分的相同。
采用滚球法计算保护范围设计示例
为了保护屋面上中央空调设备可在14、15与 G、H轴线交叉处设置避雷针，此时可按照矩 形布置四支等高避雷针保护范围计算 D1=18.3m；D2=8m；D3= 18.32 8 2=19.97m； h0=19.5m。
将R代入，可得：
D1 =
整理后得：D1 =
hr h2 2 D D1 2 hr h1 2
2hr h1 h2 h2 h1 D 2 2D
2 2
3.3.3 矩形布置四支等高避雷针的保护范围
1、矩形布置四支等高避雷针的保护范围，在h小于 或等于hr的情况下，当D3≥ 时，应各按双 支等高避雷针的方法确定； 2 、当 D3 ＜ 时，应按下列方法确定： (1)四支避雷针的外侧各按双支避雷针的方法确定；
例3.1：第二类防雷建筑物，
r0 h2hr h 82 45 8
=25.6(m)
例题3.2
设一圆柱体二类防雷建筑，高4米，直径5米，在距 离建筑物3米处设一避雷针，求避雷针的高度。 解：1）、确定滚球半径和避雷针高度小于hr。 二类防雷建筑的滚球半径为45米，先假定避雷针高 度20米，小于滚球半径。 2）、距地面45米处作一平行与地面的平行线。
接闪器保护范围
第一类防雷建筑物
30
≤5×5或≤6×4
第二类防雷建筑物
45
≤10×10或≤12×8
第三类防雷建筑物
60
≤20×20或≤24×16
半径为45米的滚球在建筑物上的移动轨迹
一、单支避雷针的保护范围
一、单支避雷针的保护范围
当避雷针的高度h≤hr（滚球半径）时：
（1）距地面处作一平行于地面的平行线；
（2）以针尖为圆心，hr为半径，作弧线交于平
D－D1 = R2 hr h2 2 D1 = R2 hr h1 2
将R代入，可得：
D1 = 整理r h1 2
2hr h1 h2 h22 h12 D2
2D
四、矩形布置四支等高 避雷针的保护范围
矩形布置四支等高避雷针的保护范围，在h小于或
ABCD外侧的保护范围，按照单支避雷针的方法确定；
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bo按下式计算：
（3-3）
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按下式确定：
（3-4）
两针间AEBC内的保护范围，ACO部分的保护范 围垂避雷按直针以平的下面方方上法法，逐确在点定F点确：上定在以（任h见一x作图保为）护假。高想度避h雷x和针C，点按所处单的支
2D
h1
2
D2
（3-5）
2、在地面上每侧的最小保护宽度b0按下式计算
b0 CO EO h12hr h1（D312-6）
3、在AOB轴线上，A、B间保护范围上边线按
下式确定h：x hr hr h1 2 （D31-2 7）x2
式中：x 距CE线或HO’线的距离。
该保护范围上边线是以HO’线上距地面hr的一点
第三章 接闪器保护范围计算[优质ppt]
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2、滚球法确定避雷针、线、带、网保护范围 避雷针和避雷线等接闪器对其周围物体的保
护范围，常以它们可能防护直接雷击的空间区域 来表示，在此空间区域内被保护物体遭受直接雷 击的概率非常小。确定接闪器的保护范围，对于 经济可靠地进行建筑物的防雷设计至关重要。
本例属第二类建筑物，滚球半径取45m，两台天线相距3.6m， 避雷针设在中间，因此在2.35m的高度上避雷针的保护范围要大于 3.6／2=1.8m才能保护这两台天线。
1 . 8 h 2 4 h 5 2 . 3 2 5 4 2 5 . 3 5
1.6 8h24 5h
如图3-6表示在给定雷电流幅值所对应半径的球在给定外形尺寸 的建筑物屋面接闪器（避雷网）上连续地滚动，遍滚球体所能触及 到的地方，即为建筑物上易受雷击的部位，如图3-7阴影区。
图3-6建筑物的空间受雷曲面 图3-7 复杂形状建筑物上易受雷击的部位的确定
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接闪器保护范围计算
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第一节 滚球法保护原理
一、避雷针保护范围的讨论
我国GBJ57—83标准，使用了30°、45°、60° 的圆锥体，按此方法，避雷针越高，则其覆盖的保护范 围就越大。事实上却不是这样，许多高耸的铁塔或建筑 物上的避雷针不但无法按圆锥体实现保护，往往自身的 中部和下部遭遇雷击。在巴黎的爱菲尔铁塔的中部还架 设了向外水平伸出的避雷针，以防备侧面袭来或绕过铁 塔顶部避雷针的“绕击雷”。
确定接闪针（线）保护范围常用方法分析与比较
确定接闪针（线）保护范围常用方法分析与比较刘得军 王 凯 李亚南 曹文浩（北京特种工程设计研究院）摘 要：在防雷设计中，合理确定接闪系统的保护范围，使接闪系统经济可靠是十分重要的。
本文从技术角度对确定接闪针（线）的保护范围常用方法进行了分析与比较。
关键词：接闪；先导模拟；滚球法；折线法；引雷空间０ 引言雷云放电过程具有很大的随机性，在防雷设计中，一般采用接闪针（线）作为接闪装置，经过多年的研究与实验发现，雷云对接闪针（线）的放电具有一定的统计规律，接闪系统存在着一个具有较低绕击率的空间范围。
因此，接闪装置的设计要根据被保护物的空间大小来确定接闪针（线）的保护范围。
国内外比较常用的确定接闪针（线）的保护范围方法主要有以下四种：（１）折线法；（２）滚球法；（３）引雷空间法；（４）先导模型法。
上述几种方法不是为了改变避雷针的保护范围，只是随着对雷击现象的研究越来越深入、认识越来越多，对接闪针（线）的保护范围的计算与其实际的保护范围越来越接近。
１ 折线法早期关于接闪针保护范围的确定与研究，都是通过观察雷电放电的照片、在高电压实验室以一定的缩比模型进行模拟雷击放电试验为主要依据。
虽然科学家自己根据观察和试验提出的保护范围不尽相同，但主流观点认为保护范围是圆锥形的。
折线法又称保护角法，是最早被用来评价接闪器防雷效果的一种方法。
早期很多国家的标准和部分国家的现行标准也是采用折线法。
按折线法计算，接闪针的保护范围从上至下呈圆锥体状，接闪针的高度越高，其保护范围所覆盖的体积就越大。
２０世纪初，对接闪针的保护角进行估算是研究的主要任务。
根据美国的经验，一般情况采用６３°保护角、重要设施采用４５°保护角；英国则认为４５°的保护角只能保护一般建筑，重要设施的保护角度不应超过３０°。
我国现行的电力行业标准中均使用折线法确定接闪针（线）的保护范围，将接闪针上、下分为两个半高度形成以接闪针为轴线的圆锥形状空间区域，两段固定斜率的直线段所组成的折线来确定接闪针的保护范围［１］。
试论接闪器的保护范围及其应用
试论接闪器的保护范围及其应用卢敏1，付智斌2，陈力1(1.江西省防雷中心，江西南昌330046；2.江西省气象局政策法规处，江西南昌330046)摘要：讨论了接闪器的布置方法及其保护范围的确定方法，并针对应用中出现的一些问题提出了具体的解决方案。
关键词：接闪器保护应用接闪器是指直接截受雷击的避雷针、避雷带、避雷线、避雷网，以及用作接闪的金属屋面和金属构件等。
接闪器的保护范围是雷电防护工作中应用广泛，重要而又较难掌握的概念之一。
笔者在长期学习和实践的基础上，试图通过本文对这一概念进行综述，并对其应用中容易混淆和忽视的一些问题进行阐述，以期更好地掌握和应用好这一概念。
1 接闪器的布置方法1.1 IEC61024－1标准布置IEC61024－1《建筑物防雷》的相关内容为：当符合表1的要求时，接闪器的布置就是合适的。
在设计接闪器时，可单独或任意组合地采用以下方法:(1) 保护角法；(2) 滚球法；(3) 网格法。
保护角法是以滚球法作为基础，以等效法计算而得，使保护角保护的空间等于滚球法保护的空间。
它适用于简单建筑物或较大建筑物的小部分，但其有几何学上的局限性，不适合于高度超过所选防雷装置保护级别对应的滚球半径的建筑物。
当根据IEC61024－1和表1排除了采用保护角法进行接闪器设计时，应采用滚球法确定建筑物的各个部分及区域的被保护空间。
滚球法适合于复杂形状的建筑物。
网格法是用防雷网格形导体以给定的网格宽度和给定的引下线间距盖住需要防雷的空间。
它是一种老的通用方法，即法拉第保护型式，特别适用于平面的保护。
1.2 GB50057－94标准布置GB50057－94国家防雷标准的相关内容为：接闪器的布置应符合表2的规定。
可单独或任意组合采用滚球法、避雷网。
表2是参考IEC61024－1国际防雷标准的2.1.2款及表1，并结合我国具体情况和以往的习惯做法而定的。
2 接闪器保护范围的确定方法接闪器保护范围的确定，有许多种方法，如直线法、折线法和滚球法等。
第二章接闪器与建筑物外部防雷保护资料
I
பைடு நூலகம்
dr 10
1.54
在建筑物的防雷设计中，滚球半径的选择应采用建筑 防雷设计规范推荐的数值，计算得到第一类防雷建筑物 I=5.4kA，二类为I=10.1kA，三类为I=15.8kA。
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第一节 接闪器
避雷针防雷，亦称富兰克林法，一种最古老、最传统 的防雷方法。这种避雷装置包括安装在建筑物最高点（也 可以独立设置）的接闪器（即金属杆避雷针）、引下线及 接地装置。
《中国大百科全书》定义避雷针 ：“将雷电引向自身 并泄入大地使被保护物免遭直接雷击的针形防雷装置”。 避雷针实际上是“雷电拦截” 。
滚球半径的大小取决于回击时雷电流幅值的大小，由于雷电流幅值 是个随机量，则雷电流幅值变化时，滚球半径也随之变化。
对于强雷来说，其雷电流幅值大，相应的滚球半径就大，保护区就 较大；对于弱雷来讲，其雷电流幅值小。例如图2.4，当滚球半径由ds2 减小到ds1时，保护区将缩小，原先受到保护的B点将会与减小半径后的 滚球相接触，从而由被保护点转变为雷击点。应用滚球法可以确定建筑
金属屋顶或金属罐体做接闪器时的厚度要求： 金属的熔化深度：
雷击点加热面积的直径取50100mm，相应的面积为 19637854mm2。若已知电荷Q值，可估算金属的熔化深度。
按正闪击的全部电荷的平均值（50%的概率）为80C负闪击的 相应值仅为8C），则熔化深度：
铁： 0.045~0.179mm； 铜： 0.055~0.22mm ； 铝： 0.122~0.489mm ； 已证实，铁板遭雷击时其与雷击通道接触处由于熔化而烧穿 仅当其厚度小于4mm时才可能。
基于先导传播模型的化工户外装置区排放设施接闪器保护范围研究
基于先导传播模型的化工户外装置区排放设施接闪器保护范围研究罗佳俊; 周长江; 蔡剑碧【期刊名称】《《电气技术》》【年(卷),期】2019(020)011【总页数】4页(P73-76)【关键词】直击雷设计步骤; 电气-几何模型; 保护角几何法【作者】罗佳俊; 周长江; 蔡剑碧【作者单位】深圳市盾牌防雷技术有限公司广东深圳 518132; 克拉玛依市气象局新疆克拉玛依 834000; 广东海洋大学广东湛江 524088【正文语种】中文户外化工排放设施是指化工户外生产装置内附属的排放易燃易爆气体、燃烧尾气、可燃粉尘的放散管、呼吸阀、排风管、放空口等设施。
这些设施通常位于生产设备顶部和外侧上部，持续、间接或者在发生停车事故时排放可燃爆炸气体或者粉尘。
如果遭受直接雷击，可能引起爆炸和火灾，但这种可能性极小。
大多数化工厂都位于空旷地带，户外化工排放设施为露天的或对大气敞开的，易于消散，一旦点燃，其爆炸压很低，不易造成危害。
《钢质海船入级规范》规定对液货船，位于桅杆顶端或其附近的可燃气体通风口应由接闪器进行保护，接闪器应高出通风口至少2m[1]。
考虑到液货船的工作场所是海上，空气流通比较好，很难形成爆炸危险浓度。
另外，户外化工装置均为金属结构，与带电雷云形成的静电场更加复杂，发生雷击时，雷电可能击中户外装置的任何部位，而雷击建筑物时，通常击在接闪器或者高出建筑物的附属排放设施上。
因此，化工户外排放装置与建筑物附属的排放装置在雷击概率上有本质上的不同，但是在设计化工户外排放装置的直击雷防护时，很多人仍然采用《建筑物防雷设计规范》关于突出屋面的风帽、放散管的防雷设计原则，结果造成了不必要的浪费，保护效果也不好。
对鄂尔多斯市五家煤化工企业方圆3km范围内2013—2017年的地闪进行统计分析发现，最高的雷击大地密度达到1.33次/km2·a，询问调查发现，这5年内并没有一个煤化工企业因为雷击而造成事故。
户外排放设施在进行直击雷防护设计时首先要确定哪些排放设施应该安装接闪器进行保护，哪些排放设施可以利用本体进行接闪，哪些排放设施已经处在周围更高构筑物的保护范围内。
第三章接闪器保护范围
避雷针的距离D≥
时，应按单支避雷针的
方法确定；
当D＜
时，应按下列方法确定（见图）：
ABCD外侧的保护范围，按照单支避雷针的方法确定；
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bo按下式计算：
（3-3-1）
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按下式确定：
D1=18.3m；D2=8m；D3= 18.32 82=19.97m； h0=19.5m。
第三章接闪器保护范围
第三章接闪器保护范围
平综 面合 图教
学 大 楼 屋 顶 设 备 局 部
求避雷针的高度：根据公式：
ho
hr2
D3 2
2
h hr
h= h0+ hr =20.62m
hr2
D3 2
= 20(24520)- 4(2454) =18.87米 8米
ro = h(2hrh) =第三章2接闪0(器2保护4范围520) = 37.42米
6） 、直接计算
a 452(454)2 344 c 452 (a 8)2
452 ( 344 8)2 36.33
h4 5 3.3 6 3 8.6(m 7)
按下式计算： （3-3-6）
第三章接闪器保护范围
(3) 2-2剖面的保护范围，以P点的垂直线上的O点
（距地面高度为（hr+ho））为圆心，hr为半径作圆 弧与B、C和A、E双支避雷针所作出在剖面的外侧保
护范围延长圆弧相交于F、H点。F点（H点与此类同）
的位置及高度可按下列计算式确定：
hr hx 2 hr2 （ 3bo-3-x7）2
b0 CO 第E三O章接闪器h保1护2范h围r h1 （D312-3-4）
浅谈现代高层建筑防雷接闪器
浅谈现代高层建筑防雷接闪器浅谈现代高层建筑防雷接闪器【摘要】随着经济社会的快速发展，越来越多的各类高层建筑拔地而起，并已经逐渐成为现代城市的形象和标志。
但是由于相对孤立且海拔较高，高层建筑已然成为雷电频繁侵袭的对象，而由此造成的灾害损失也明显呈现逐年扩大趋势。
笔者以新版《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010)为根本，从现代高层建筑直击雷防护的三个部分对其接闪器的布设和安装进行了重点探析。
针对侧击雷防护，笔者重点分析了水平接闪带和均压环的区别和联系，并创造性地提出侧击雷防护接闪器的布设方案，以求达到更好的效果。
高层尤其是超高层建筑在做好顶部直击雷防护的同时，应充分利用建筑物侧面金属构件和防雷接闪器，从整体上构筑“法拉第笼”结构体系，才能达到良好的整体防护效果，减少雷击损失，保障人民生命和财产的安全。
其他例如ESE避雷针、消雷器等是否可以提前接闪、中和电荷，还是会引来更多雷电、增加雷击频度，这些都是不明确的问题，国内技术标准也未给予明确，所以笔者认为应该慎用。
4.3 金属屋面现代高层建筑为了美观，外墙较多采用金属或玻璃幕墙。
幕墙上封口位于女儿墙外侧，属于屋顶周边，非常容易受到雷击，且幕墙与女儿墙之间的封顶金属板（多为铝制盖板）是良好的导电体，一般面积较大，故可利用作为接闪器。
高层建筑要利用屋顶金属板作为接闪器，须满足：板间的连接应是持久的电气贯通；金属板无绝缘被覆层（氧化保护膜与保护油漆不属于覆盖层）。
参照国际防雷技术标准(IECl024-1.1993)和日本、美国等国的防雷标准，再加上国内外对高层金属幕墙的实施经验，笔者认为高层建筑顶作为接闪器的铝板厚度应为2.5mm-3mm比较适宜。
4.4 其他金属构件依据“新设计规范”第5.2.8条，现代高层建筑也可利用屋顶上永久性的金属构件作为接闪器。
例如：有着不锈钢栏杆的上人屋面女儿墙，可在其下暗敷扁钢与栏杆、支架及引下线焊接牢固；而作为接闪器，金属栏杆须采用直径不小于25mm的厚壁钢管。
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接闪器保护范围相关问题浅析
摘要：各类防雷建筑物都应采取防直击雷措施，接闪器的防雷保护作用，在于它比被保护物高，能把雷电从被保护物上方引向自身并安全泄入大地，因此接闪器的引雷和安全泄入大地是至关重要的。
在防雷设计审核中，计算防直击雷保护范围是第一要务，合理设计、计算方法正确才能真正做到安全可靠、经济合理。
但在实际审核或计算时会发现一些问题，观点有误，计算方法错误，计算结果截然不同。
本文就防直击雷保护范围相关问题进行探讨。
关键词：合理设计；正确计算；防直击雷；保护范围
中图分类号：tu856文献标识码：a 文章编号：
1合理设计接闪器
如何设计接闪器可以做到经济合理、安全可靠，首先要在安全的前提下，然后再考虑经济效益。
实际发现，有些建筑商为了建筑物的美观，屋顶全部采用暗敷接闪器，在《建筑物防雷设计规范》gb50057-2010中没有明确提出建筑不能暗敷接闪器，但在《建筑物防雷装置检测技术规范》（gb/t21431-2008）第5.2.2.8条中明确指出“高层建筑物不应利用建筑物女儿墙内钢筋作为接闪器”，同样在《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》（gb50601-2010）第6.1.1条第3款也明确规定“高层建筑物的接闪器应采取明敷”。
大家知道防直击雷的目的是为防止建筑物遭受直击雷，保障人们财产和生命安全，如果采用暗敷接闪器，这就代表接闪器是敷设在水泥内，屋顶遭雷击时一定是先击打在水泥表面，水泥脱落会造成人员
伤亡，暗敷接闪器只有在已遭到雷击破坏的情况下（裸露）才能起到接闪的作用，所以不管是多层还是高层建筑，屋顶设置暗敷接闪器是不安全的，需设置明敷接闪器，以达到保护目的。
2超出滚球半径的计算方法
随着经济社会的发展，城市中一座座高层建筑拔地而起。
面对高层建筑，防雷措施就更加严格。
对于超过滚球半径的建筑物，《建筑物防雷设计规范》gb50057-2010中第4.2.4条、第4.3.1条、第4.4.1条虽然提出了，当建筑物高度超过其对应的滚球半径时，出于对高层建筑屋沿和垂直面的侧击雷防护考虑，应沿屋顶周边敷设接闪带，且接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上或其外，但未说明滚球半径至屋顶平面以下部分的计算方法，现就结合工作实际，跟大家探讨一下。
图一：半径为60m的滚球在建筑物上的移动轨迹
备注：图中红、黄、蓝、绿、紫颜色分别代表滚球半径60m的一个虚拟球体。
从上图中可以看出，红、黄色虚拟球体在屋顶都有两个支撑点将球体整个托住，绿色虚拟球体则只有一个支撑点无法将球托住，停留在空中，蓝色虚拟球体在空中没有支撑点，也就直接顺着建筑物外墙直落至地面呈现紫色球体状态，虚拟球体在100m至60m直落的这个过程当中，无任何保护效果。
所以当建筑物超过滚球半径时，
防直击雷保护范围应将建筑物分两部分来计算，60m以下被保护物，按照常规的滚球法计算；60m以上被保护物，要以不同高度的屋面作为零地面来计算屋顶的防直击雷保护范围，不同高度屋面设置的接闪器只能保护到它同一水平高度的物体。
按照滚球法保护计算自身的特点，当高层建筑的高度超过其防雷类别的滚球半径时，其滚球半径以下区域是完全不在接闪器保护范围内的，只有在滚球半径高度处设置水平接闪带，才是高层建筑直击雷防护区域第二部分不需要做防直击和侧击的措施的前提，且滚球半径地面范围内可以完全受到保护。
3双支不等高接闪杆间距小的原因
接闪器的保护范围，通常利用《建筑物防雷设计规范》
gb50057-2010版中的滚球法来计算，根据实际，大部分建筑物都是不规则的，建筑物可能出现多个高度，都是设置双支不等高接闪杆，但在计算过程中发现，当双支不等高接闪杆间距过小时，会导致d1的计算结果为负数，大部分人认为d1既然为负数，接下来的步骤就无法计算了，下面通过实例并结合保护范围图来分析。
例如：保护半径为60m，接闪杆h1：20m；接闪杆h2：25m；两杆间距为10m，计算hx1被保护是否在保护范围内？
计算公式：d1= =－13.75，
大部人的人都以为下一步将无法计算。
但是我们通过设置单支接闪杆和双支不等高接闪杆进行对比，看下图（图二、三）。
图二图三
备注：图二、三中红色分别代表单支接闪杆的保护范围；紫色代表hx高度上的保护范围；黑色代表双支接闪杆的保护范围。
双支不等高接闪杆间距过小，d1计算出为负数，但从图中可以看出，两杆之间的最低保护高度是h1；从平面图中可以看出，两杆之间的圆心o′在接闪杆h1的右边，h2在hx的被保护高度平面上的保护范围把h1在hx的被保护高度平面上的保护范围全部涵盖在内。
从上图可以说明，通过公式计算，应该可以得出结果，接下来我们把d1代入到hx=hr-公式当中，
hx=hr-= 17.7m
从上述结果可以看出，hx的最低点保护高度是17.7m，该点保护高度不在两针之间，二是偏向于单支接闪杆，所以双针间距越近，保护范围约靠近最高针的单针保护范围。
所以被保护物在两杆之间，且hx≤h1时，hx1被保护物都在防直击雷保护范围内。
4计算防直击雷保护范围时如何确定零地面
建筑物屋顶采用接闪杆、带结合的两种方法保护，在同一场合下，可能出现两种形式的保护方法，《建筑物防雷设计规范》
gb50057-2010中条文说明对规范5.2.12进行解释，例如，在建筑物屋顶上当采用接闪网保护方法布置完成后，有一突出物高出接闪网，保护该突出物的方法之一是采用接闪杆，并用滚球法确定其是
否处于接闪杆保护范围，但此时可以将屋面作为地面看待。
这就要求我们如何正确确定零地面，确定好零地面是计算防直击雷保护范围的首要任务。
当建筑物屋顶四周女儿墙上设有接闪带，中间有一突出物高出接闪带，计算突出物是否在保护范围内，则应将女儿墙上的接闪带平面应看作零地面。
下面我们通过确定两个不同零地面来计算保护范围，例如：建筑物的长30m、宽20m、高20m，a点接闪杆的高度为5m，b、c接闪网的高度为1m，d点为突出屋面1.5m 的物体，距离b接闪杆1m，计算d点是否在防直击雷保护范围内？
图四
备注：图四中黑色代表以地面作为零地面的保护范围；紫色代表女儿墙上的接闪网平面作为零地面的保护范围。
如上图可以看出，以地面为零地面，利用双支不等高接闪杆保护范围的计算方法，可以计算出ab、ac之间的保护范围（见abc平面上的保护范围），d点被保护物不在防直击雷保护范围内；如果我们以bc点的水平面作为假想零地面，利用单支接闪杆的保护范围计算， d点被保护物在防直击雷保护范围内（见以bc为零地面的保护范围），同时也能算出处在ab、ac之间任意一点的保护范围。
所以在计算防直击雷保护范围时，应先确定零地面，才能准确计算出结果。
但有部分人持有不同观点，认为以接闪网作为假想零地面同样应该是在a点与b点有弧线连接，假想零地面不能虚拟延伸，说到底
其实还是以地面为零地面进行计算，不存在假想零地面。
这个问题有待防雷学术界各大专家进行探讨及指点。
5结束语
防直击雷保护范围是我们在雷电防护理论和技术上不断探索的一个新突破口，更进一步完善目前的防雷规范和标准。
提高防雷技术，加深对规范的理解，加强学习其他规范和规范的合理运用，找到实际解决方法。
参考文献：
《建筑物防雷设计规范》gb50057-2010；
《建筑防雷工程与设计》梅卫群、江燕如气象出版社；
《建筑物防雷装置检测技术规范》gb/t21431-2008；
《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》gb50601-2010；
《浅析避雷针（线）防直击雷作用》许颖；
《浅谈现代高层建筑防雷接闪器》缪伟斌、孟祥飞、丁蕾科技专论。