滚球法计算接闪器保护范围
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接闪器保护范围
滚球法：滚球法的物理图象是，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。
接闪器的布置
建筑物的防雷类别 滚球半径hr（m） 避雷网格尺寸（m）
国际公认滚球理论的基础是 Whitehead 提出的，学
术上称为电气几何法 (EGM)。
EGM理论认为，雷电先导首先进入哪一物体的雷击 距离，就对哪一物体放电，雷击距离是雷电流的函数，
可简略地归纳以下三点 :
(1)滚球法是基于以下的雷闪数学模型 (电气 —几何
模型)：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
hr
?
2I
?
30????1 ?
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
1992年颁布的英国标准《构筑物避雷的实用 规程》BS6651中明确指出:
对高度超过 20米的构筑物而言，高度在 20米 以下的任何避雷针的保护角均会是与较低的构 筑物相同的。然而对于 20米以上的构筑物而言， 有这样建筑物在侧面上遭闪击的可能性，可推 荐的是，被保护的空间应采用滚球方法予以测 定。
?
e
I 6.8
????
简化为：
hr ? 10I 0.65
(2)雷电先导对大地、导线及针形物体的雷击距离是
一致的。
(3)雷电先导是斜向入射的，其入射角呈概率分布，
即g(Ф)=2cos2Ф/п 。
与hr相对应的雷电流按公式整理后，为：
I＝
?? hr ??1.54
?10 ?
以hr值代入，由于第一类防雷建筑物确立 I=5.4kA ， 二类为 I=10.1kA ，三类为 I=15.8kA ，由此计算出第 一类防雷建筑物的 hr=30m；第二类hr=45m；第三类 hr=60m 。
由计算推导，单支避雷针的保护范围的计算式确 定如下：
rx ? h?2hr ? h?? （hx3?-21h）r ? hx ?
r0 ? h?2hr ? h? （3-2）
式中：rx 避雷针在hx高度x-x' 平面的保护半径；
hr
为滚球半径；
hx
被保护物的高度（ m）；
r0
避雷针在地面上的保护半径 。
单支避雷针 在hx高度的保护范围
单支避雷针 的保护范围立体图
单支避雷针的保护范围剖面立体图
（3）分别以 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 面上就是保护范围。图 2-5、2-6为单支避雷针保护 范围立体图。
（4）避雷针在 hx高度的x x' 平面和地面上的保
护半径按下列方法确定：
hr-h
? ? hr 2 ? hr ? h 2
? ? hr 2 ? hr ? hx 2 单支避雷针的保护范围计算简图
在使用滚球半径的尺度上，我国标准与国际标准是
有差别的。 IEC标准将防雷级别分为 Ⅰ～Ⅳ类，其该 球半径分别为 20m、30m、45m和60m。
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
行线 A、B两点：
滚球法：滚球法的物理图象是，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。
接闪器的布置
建筑物的防雷类别 滚球半径hr（m） 避雷网格尺寸（m）
国际公认滚球理论的基础是 Whitehead 提出的，学
术上称为电气几何法 (EGM)。
EGM理论认为，雷电先导首先进入哪一物体的雷击 距离，就对哪一物体放电，雷击距离是雷电流的函数，
可简略地归纳以下三点 :
(1)滚球法是基于以下的雷闪数学模型 (电气 —几何
模型)：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
hr
?
2I
?
30????1 ?
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
1992年颁布的英国标准《构筑物避雷的实用 规程》BS6651中明确指出:
对高度超过 20米的构筑物而言，高度在 20米 以下的任何避雷针的保护角均会是与较低的构 筑物相同的。然而对于 20米以上的构筑物而言， 有这样建筑物在侧面上遭闪击的可能性，可推 荐的是，被保护的空间应采用滚球方法予以测 定。
?
e
I 6.8
????
简化为：
hr ? 10I 0.65
(2)雷电先导对大地、导线及针形物体的雷击距离是
一致的。
(3)雷电先导是斜向入射的，其入射角呈概率分布，
即g(Ф)=2cos2Ф/п 。
与hr相对应的雷电流按公式整理后，为：
I＝
?? hr ??1.54
?10 ?
以hr值代入，由于第一类防雷建筑物确立 I=5.4kA ， 二类为 I=10.1kA ，三类为 I=15.8kA ，由此计算出第 一类防雷建筑物的 hr=30m；第二类hr=45m；第三类 hr=60m 。
由计算推导，单支避雷针的保护范围的计算式确 定如下：
rx ? h?2hr ? h?? （hx3?-21h）r ? hx ?
r0 ? h?2hr ? h? （3-2）
式中：rx 避雷针在hx高度x-x' 平面的保护半径；
hr
为滚球半径；
hx
被保护物的高度（ m）；
r0
避雷针在地面上的保护半径 。
单支避雷针 在hx高度的保护范围
单支避雷针 的保护范围立体图
单支避雷针的保护范围剖面立体图
（3）分别以 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 面上就是保护范围。图 2-5、2-6为单支避雷针保护 范围立体图。
（4）避雷针在 hx高度的x x' 平面和地面上的保
护半径按下列方法确定：
hr-h
? ? hr 2 ? hr ? h 2
? ? hr 2 ? hr ? hx 2 单支避雷针的保护范围计算简图
在使用滚球半径的尺度上，我国标准与国际标准是
有差别的。 IEC标准将防雷级别分为 Ⅰ～Ⅳ类，其该 球半径分别为 20m、30m、45m和60m。
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
行线 A、B两点：