9 防雷保护(折线法)
避雷针保护范围及其计算
避雷针保护范围及其计算避雷针，又名防雷针，是用来保护建筑物、高大树木等避免雷击的装置。
当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变。
在避雷针的顶端，形成局部电场集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。
用折线法计算避雷针保护范围的方法：1、单支避雷针保护范围的计算2、双支等高避雷针保护范围的计算3、双支不等高避雷针保护范围的计算1、单支避雷针保护范围的计算hx平面上的保护范围避雷针在地面上的保护半径为r=1.5h o式中r――保护半径（米）；h――避雷针高度（米）。
在被保护物高度hx水平面上的保护半径为rx= （h-hx）p=hap ；式中rx—避雷针在hx水平面上的保护半径（米）；hx—被保护物的高度（米）；ha —避雷针的有效高度（米）；p――高度影响系数（考虑避雷针太高时，保护半径不按正比例增大的系数）0h< 30 米时，p=1 o2、双支等高避雷针保护范围的计算每支避雷针外侧的保护范围和单支避雷针的保护范围相同；两支避雷针中间的保护范围由通过两避雷针的顶点以及保护范围上部边缘的一最低点0作一圆弧来确定。
h0 :两避雷针之间保护范围上部边缘最低点的高度（m）D:避雷针之间距离hx:被保护物高度bx:宽度其中bx=1.5 (hO —hx)hO=h —D/7P当D>7ph 时，h0=0, bx=0 3、双支不等高避雷针保护范围的计算每支避雷针外侧的保护范围和单支避雷针的保护范围相同；内侧的保护范围：先做出较高避雷针的边界范围，再由较低针顶部做一条地面平行线，与较高边范围边界相交，过交点作垂线，以此为假想避雷针做保护范围hO=h1 —D1/7P。
避雷针的防护范围计算方法
避雷针的防护范围计算方法常用避雷针(这里仅指单针)保护范围的计算方法主要有折线法和滚球法，为此，就“折线法”和“滚球法”的计算进行了初步的分析和探讨，得出：“折线法”的主要特点是设计直观，计算简便，节省投资，但建筑物高度大于20 m以上不适用；“滚球法”的主要特点是可以计算避雷针(带)与网格组合时的保护范围，但计算相对复杂，投资成本相对大。
在避雷针保护范围的计算方法中，“折线法”是比较成熟的方法。
近几年来,国标中规定的“滚球法”也开始得到同行的认同，但在实际运用中，“滚球法”也碰到一些问题，特别是在计算天面避雷针保护范围的时候。
因此有必要对电力系统常用的“折线法”和国标的“滚球法”进行比较分析，发现其中存在的问题。
1“折线法”避雷保护计算“折线法”在电力系统又称“规程法”，即单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴的折线圆锥体。
L/ 620—997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准就规定了单支避雷针的保护范围，见图。
1.1避雷针在地面上保护半径的计算计算避雷针在地面上的保护半径可用公式式中：Rp——保护半径；h——避雷针的高度；P——高度影响因数。
其中，P的取值是：当h≤30 m，P＝1；当30 m的h的纯数值；当h＞20 m时，只能取h=120 m。
1.2被保护物高度hp水平面上保护半径的计算a)当hp≥0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径式中：Rp——避雷针在hp水平面上的保护半径；hp——被保护物的高度；ha——避雷针的有效高度。
b)当hp＜0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径2“滚球法”避雷保护计算“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。
我国建筑防雷规范G 50057—994(2000年版)也把“滚球法”强制作为计算避雷针保护范围的方法。
滚球法是以hR为半径的一个球体沿需要防止击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器(包括被用作接闪器的金属物)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。
避雷针保护范围及其计算
避雷针保护范围及其计算
避雷针，又名防雷针，是用来保护建筑物、高大树木等避免雷击的装置。
当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变。
在避雷针的顶端，形成局部电场集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。
用折线法计算避雷针保护范围的方法：
1、单支避雷针保护范围的计算
2、双支等高避雷针保护范围的计算
3、双支不等高避雷针保护范围的计算
1、单支避雷针保护范围的计算。
用折线法滚球法对避雷针保护范围计算
避雷针的保护范围计算在避雷针保护范围的计算方法中，“折线法”是比较成熟的方法。
近几年来, 国标中规定的“滚球法”也开始得到同行的认同。
下面分别介绍计算过程。
一、 折线法1,1单支避雷针h 为避雷针的高度（m ）；h x 为被保护物体的高度（m ）；r x 为在高度为h x 的水平面上的保护半径（m 针离设备至少5m避雷针在地面上的保护半径为r=1.5h在被保护高度h x 当h x ≥ h /2 r x =（h -h x ）×p =h a ×p当h x ＜h /2 r x =（1.5h -2h x ）×p p —高度影响系数 h ≤ 30m 时，p =1 ；30＜h ≤ 120 m 时1.2两只避雷针1.2.1两支避雷针高度相同随着所要求保护的范围增大。
单支避雷针的高度要升高，但如果所要求保护的范围比较狭长（如长方形），就不宜用太高的单支避雷针，这时可以采用两支较矮的避雷针采用两针后，外侧的保护范围与单针保护范围的确定方法相同，针的内侧部分的确定方法为：令D 为两针间距离；2b x 等于在高度为h x 水平面上保护范围的最小宽度，它位于两针的连接线的中点，即距每针的距离为D/2。
b x=1.5（h o—h x ） 两针间距离与针高之比D/h 不宜大于5h o 为两针间保护范围上部边缘最低点的高度(m)h o=h ‐D/7p 当D=7p ×h a 时， b x=01.2.1两支避雷针高度不同俩针外侧的保护范围仍按单针的方法确定，俩针内侧的保护范围：先作出较高针的保护范围的边界，之后由较低针的针顶部作一条与地面平行线，这两者的交点对地面作垂线，将此垂线看作一假想避雷针，再作它与较低针的保护范围，这样2和3就是相当于俩根等高避雷针的保护范围。
图中 f=D1/7p1.2.3三支或四支避雷针的保护范围可以两两当作两只避雷针确定保护范围二、 滚球法所谓“滚球法”（roll‐ball method），就是选择一个半径为hr（滚球半径）的球体，沿需要防护直击雷的部位滚动，如果球体只接触到避雷针（线）或避雷针（线）与地面，而不触及需要保护的部位，则该部位就在避雷针（线）的保护范围之内。
国家规范中防雷保护范围变迁
《建筑防雷设计规范》GBJ57-83是我国第一版防雷规范, 根据原国家基本建设委员会[71]建革函字150号通知的要求，由原第一机械工业部主持，一机部第八设计院负责，会同西南工业建筑设计院、北京市建筑设计院、东北电力设计院、五机部第五设计院、一机部第一设计院（上述单位均为当时名称）于1972 年至 1974 年共同编制，由国家计划委员会以计标[1983]1659号通知批准颁发。
在这前后出现过多种防雷保护范围方法。
一、曲线法我国过去防雷保护范围沿用前苏联的做法,其中为电力系统防雷所用的是所谓曲线法。
根据这一方法，单支避雷针在一定的被保护物高度下的保护范围(半径)可以用下式表示:式( 1-1 )式中：r x—避雷针的保护半径；h—避雷针高度；h x—被保护物高度；h a=h-h x—避雷针的有效高度。
式( 1 )适用于h≤30米的避雷针。
当h＞30米时，式( 1-1 )的结果须乘以系数。
图1曲线法单支避雷针保护范围由公式可知，曲线法无论计算还是作图，都比较复杂繁琐；对于两支及多支避雷针的保护范围，则需要更复杂的计算，或者依靠复杂的曲线图表才能得出。
为了使计算和作图得以简化，前苏联提出了所谓折线法。
二、折线法折线法被引用于我国《民用建筑物防雷保护》（1962年版）中，图2折线法单支避雷针保护范围当≤2.67时，被保护物将位于下部的△COD和COD´中，此时避雷针的保护半径为：式（2-1）当≥2.67时，被保护物将位于上部的尖顶中，此时避雷针的保护范围较小：式（2-2）折线法虽然在某些方面要比曲线法简单一些，但仍有不少烦琐与不便之处，即使在前苏联，折线法也没有完全取代曲线法，从而形成两种防雷保护法方法长期并存的局面。
三、新折线法3.1 单支避雷针保护范围《建筑防雷设计规范》GBJ57-83部分采用了广西大学发配电教研组的研究成果，即新折线法。
图3新折线法单支避雷针保护范保护范围计算公式为：当≥时，式（2-1）当＜时，式（2-2）上面的结果应用于h≤30米的避雷针。
避雷针保护范围的计算方法
避雷针保护范围的计算方法(2008-06-28 13:50:33)标签：教育分类：专业知识1“折线法”避雷保护计算“折线法”在电力系统又称“规程法”，即单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴的折线圆锥体。
L/ 620—997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准就规定了单支避雷针的保护范围，见图。
1.1避雷针在地面上保护半径的计算计算避雷针在地面上的保护半径可用公式式中：Rp——保护半径；h——避雷针的高度；P——高度影响因数。
其中，P的取值是：当h≤30 m，P＝1；当30 m的h的纯数值；当h＞20 m时，只能取h=120 m。
1.2被保护物高度hp水平面上保护半径的计算a)当hp ≥0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径式中：Rp ——避雷针在hp水平面上的保护半径；hp——被保护物的高度；ha——避雷针的有效高度。
b)当hp ＜0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径2“滚球法”避雷保护计算“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。
我国建筑防雷规范G 50057—994(2000年版)也把“滚球法”强制作为计算避雷针保护范围的方法。
滚球法是以hR为半径的一个球体沿需要防止击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器(包括被用作接闪器的金属物)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。
滚球法确定接闪器保护范围应符合规范规定，见表。
应用滚球法，避雷针在地面上的保护半径的计算可见以下方法及图2。
a)避雷针高度h≤hR时的计算距地面hR 处作条平行于地面的平行线。
以针尖为圆心、hR为半径作弧线交于平行线A，两点。
以A，为圆心，hR为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切，这样，从弧线起到地面就是保护范围。
保护范围是一个对称的锥体。
避雷针在hP高度的xx＇平面上和在地面上的保护半径，按公式[2](4)计算确定式中：Rp——避雷针保护高度xx＇平面上的保护半径；hR——滚球半径，按表确定；hp——被保护物的高度；R——避雷针在地面上的保护半径。
两种直击雷保护范围计算方法探讨
两种直击雷保护范围计算方法探讨【摘要】本文以多支接闪杆为例，分别采用折线法和滚球法，对直击雷保护范围进行分析计算。
认为：当接闪杆高度较低（hW，即在两杆连线外侧的堆物也处在直击雷保护范围内。
根据折线法三支接闪杆保护范围的确定规则，只要bx≥0，则三支接闪杆所确定的三角形内部均处于直击雷保护范围内。
采用折线法计算时，堆场中的物体处在直击雷保护范围内，其在hx水平面上保护范围如图5所示。
但事实并非如此，从保护范围平面图中可以看出三支接闪杆所确定的三角形中心部位并没有处在保护范围内即图5的阴影部分。
因此，折线法所确定的三支等高接闪杆保护范围存在保护空隙。
当采用滚球法时，每支杆外侧三角形顶点处，hx水平面上的保护半径rx=10.04 m，两杆间保护宽度，三支接闪杆所确定的三角形中心部位保护范围按以下方法确定。
当滚球从上空下落（滚球半径hr=45m），球体同时触及三支接闪杆时，球体与三支接闪杆顶端所形成的圆面的半径R1==32.33 m，接闪杆保护的最低保护高度=11.3 m，从以上计算得：三支接闪杆所确定的三角形中心部位的最低保护高度小于被保护物的高度即h00.4hr），两杆距离D=56（D>hr）时，采用折线法得出保护范围大于采用滚球法得出的保护范围。
3.结论折线法和滚球法是防雷设计和评价过程中两种常用的计算方法，但在实际应用中，以提高理论安全系数为原则而有所选择，本文通过计算比较，得出以下四点初步结论：（1）从保护范围的大小来看，当接闪杆高度较低（h<0.4hr）、两杆的距离较近（D<hr）时，滚球法所得出的保护范围大于折线法所得出的保护范围。
因此，当接闪杆高度较低如h<1.8m时，可采用折线法计算其保护范围。
（2）从保护范围的严密性来看，当采用三支以上接闪杆作联合接闪器时，折线法所确定的保护范围存在保护空隙。
而滚球法则可以全面保护。
（3）滚球法中的滚球半径hr=10I0.65，其中I为雷电流幅值，它与雷电流幅值有关，由滚球法得出的保护范围反映了雷电流的大小。
避雷针折线法与滚球法
避雷针保护范围的计算方法目前世界各国关于避雷针保护范围的计算公式在形式上各有不同，大体上有如下几种计算方法：1、折线法：即单一避雷针的保护范围为一折线圆锥体。
2、曲线法：即单支避雷针的保护范围为一曲线锥体。
3、直线法：是以避雷针的针尖为顶点作一俯角来确定，有爆炸危险的建筑物用45°角，对一般建筑物采用60°角，实质上保护范围为一直线圆锥体。
在避雷针保护范围的计算方法中，“折线法”是比较成熟的方法。
近几年来,国标中规定的“滚球法”也开始得到同行的认同，但在实际运用中，“滚球法”也碰到一些问题，特别是在计算天面避雷针保护范围的时候。
因此有必要对电力系统常用的“折线法”和国标的“滚球法”进行比较分析，发现其中存在的问题。
常用避雷针(这里仅指单针)保护范围的计算方法主要有折线法和滚球法，为此，就“折线法”和“滚球法”的计算进行了初步的分析和探讨，得出：“折线法”的主要特点是设计直观，计算简便，节省投资，但建筑物高度大于20 m 以上不适用；“滚球法”的主要特点是可以计算避雷针(带)与网格组合时的保护范围，但计算相对复杂，投资成本相对大。
在避雷针保护范围的计算方法中，“折线法”是比较成熟的方法。
近几年来,国标中规定的“滚球法”也开始得到同行的认同，但在实际运用中，“滚球法”也碰到一些问题，特别是在计算天面避雷针保护范围的时候。
因此有必要对电力系统常用的“折线法”和国标的“滚球法”进行比较分析，发现其中存在的问题。
1“折线法”避雷保护计算“折线法”在电力系统又称“规程法”，即单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴的折线圆锥体。
L/ 620—997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准就规定了单支避雷针的保护范围，见图。
1.1避雷针在地面上保护半径的计算计算避雷针在地面上的保护半径可用公式式中：Rp——保护半径；h——避雷针的高度；P——高度影响因数。
其中，P的取值是：当h≤30 m，P＝1；当30 m的h的纯数值；当h＞20 m时，只能取h=120 m。
防雷设计中保护范围计算方法分析
防雷设计中保护范围计算方法分析发布时间：2021-05-08T04:56:29.596Z 来源：《防护工程》2021年2期作者：夏鑫鑫[导读] 雷电防护中接闪器保护范围的计算是防雷设计的基础，计算方法主要有折线法和滚球法两种，在不同的行业采用的方法也不尽相同。
南阳市气象局河南南阳 473000摘要：雷电防护中接闪器保护范围的计算是防雷设计的基础，计算方法主要有折线法和滚球法两种，在不同的行业采用的方法也不尽相同。
本文重点从两种计算方法的理论基础进行深度剖析和对比，指出了它们的优缺点，为雷电防护中保护范围的设计提供理论和方法支持。
关键词：接闪器；保护范围；计算方法；分析引言雷电是自然界中常见的自然灾害，每年给各行业带来巨大经济损失和人员伤亡。
雷电放电的危害分为3种方式：直击雷，感应雷和雷电过电压波入侵。
富兰克林根据雷电的特性发明了“避雷针”--接闪器，从而有效的降低或减少了雷电灾害。
但它们接闪器的保护范围的计算成为了学者们的研究对象，目前，不同行业对其保护范围的计算方法不尽相同，但折线法和滚球法是被普遍采用的。
多年的实践和文献证明，这两种方法都是行之有效和可靠的。
但两者也存在着差异，在实践中应根据不同的具体情况区别对待，否则混淆使用两种计算方法，就会造成不必要的浪费，甚至出现雷击安全事故。
1防雷保护范围计算的重要性雷击作为一种自然灾害，由于破坏力巨大，造成的损失也相当严重。
随着经济的发展，需要进行防雷保护的设施也越来越多，发生雷电灾害的概率也同时提高。
由于设计时对保护范围的计算方法不当，不仅造成巨大浪费，甚至发生雷击安全事故。
而在直击雷事故中，已有防雷设施，因为不在保护范围之内造成的雷击事故占有很大比例，防雷设施形同虚设。
因此，防雷保护范围的计算方法在防雷设计、防雷装置安全性能检测中就显得尤为重要[1-2]。
2折线法与滚球法在防雷保护范围计算中的比较2.1滚球法和折线法原理滚球法是设想一个半径为R的球围绕避雷针两侧滚动，被球体和球面接触的地方为可能被雷电击中的地方，未能触及的地方为保护区域。
折线法和滚球法确定避雷针保护范围的实例分析
针 在 地 面 上 的保 护 半 径 ， ｒ一 雷 针 在 ｈ ｍ； 避 ｘ ｘ 水 面上 的保 护 半 径 ， 根 据 以 上公 式 得 出避 ｍ； 雷 针 在 地 面 上 的保 护 半 径 ｒ １ ｈ ＝ ．ｘ ５ ＝． Ｐ １ ２Ｘ ５ ５ １ ３． ，在 ｈ 水 面上 的保 护 半 径 ｒ （． 一 ＝７ ｍ ５ ｘ ｘ １ ｈ ＝ ５
式 ห้องสมุดไป่ตู้定 ：
ｒ ．ｈＰ ＝１５
二类 防雷要 防住 半 径 ４ ｍ以上 的雷 、三类 防 ５ 雷要 防住半 径 ６ｍ 以上 的雷 。所 以 ，按～ 类 ０ 防雷要 求 计算 的比按 二 、三类 防雷要 求计 算 的避雷 针保 护 范 同更 小 ，以阻 挡 闪络 距离 更 小 的雷 。
关键 词 ： 雷针 ； 避 折线 法 ； 滚球 法 ； 保护 范 围 中 图分 类号 ： １ ． Ｊ ９９ ４ 文献标 识 码 ： Ａ
笔者 在工 作 中遇 到 了采 用折 线 法计 算 的 保 护 范 围 ，未能 通过 气 象局 的审核 ，究 其 原 因 ， 象 局 采 用 的是 （ Ｂ ０ ５ —４ 建 筑 物 防 气 （ ５ ０７ ９ Ｇ 雷设 计 规 范 》中 的滚 球法 确 定避 雷针 的保护 范 围 ， 者 有很 大 的差 别 ， 面用 实例 对 两种 两 下 计算 方 法进 行 比较 。 ｌ单 支 避雷 针 的保 护范 围 实 例 １某 变 电所 ， 层 布 置 ， 筑 物 层 ， 单 建 高 ５ ｍ， 一支 避 雷针 ， 高 ２ｍ。 ． 设 ４ 针 ５ １１折线 法确 定 的避 雷针保 护 范 围 ． 折线 法 即单 支避 雷 针 的保 护 范 围为一 折 线 圆锥 体 ，以避 雷针 针 尖为 中心顶 点 以针 轴 为轴 的 ４ 。角 的立体 锥 面之 内 的空间 就是 其 ５ 保 护 范 围。单 支 避雷 针 保护 范 围可 按 以下 公
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。
折线法防雷设计计算书
折线法防雷设计计算书折线法防雷设计计算书工程名:计算者:计算时间:参考规范：《工业与民用配电设计手册》第三版交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 620-1997已知条件算法：折线法避雷针组号：1避雷针编号：#1，#2，#3针高：(#1) 35.00米, (#2) 35.00米, (#3) 35.00米,被保护物的高度：5.00米,7.50米,15.00米布置于山地和坡地高度影响系数p:a, h<30m时, p = 1b, 30≤h≤120m时，p=(5.5)/√hc, h＞120m时，h 取120,按b中公式计算。
p=0.502079计算过程和公式保护高度5.00米的计算：#1,#2,#3 hx保护高度保护单针保护半径rx hx ＜0.5h rx =0.75*(1.5h - 2hx)p= 0.75*(52.50 - 10.00)*0.93= 29.63 (米)#1 - #2两针等高两针距离 D = 0.20 (米)x = D/(h - hx)p= 0.20 /(35.00 - 5.00)*0.93= 0.01 (米)查表得 y = 1.42避雷针联合保护宽度Bx = 0.75 * y * (h - hx) * p= 0.75 * 1.42 * (35.00 - 5.00) * 0.93= 29.71 (米)#1 - #3两针等高两针距离 D = 0.11 (米)x = D/(h - hx)p= 0.11 /(35.00 - 5.00)*0.93= 0.00 (米)查表得 y = 1.42避雷针联合保护宽度Bx = 0.75 * y * (h - hx) * p= 0.75 * 1.42 * (35.00 - 5.00) * 0.93= 29.72 (米)#2 - #3两针等高两针距离 D = 0.22 (米)x = D/(h - hx)p= 0.22 /(35.00 - 5.00)*0.93= 0.01 (米)查表得 y = 1.42避雷针联合保护宽度Bx = 0.75 * y * (h - hx) * p= 0.75 * 1.42 * (35.00 - 5.00) * 0.93= 29.71 (米)保护高度7.50米的计算：#1,#2,#3 hx保护高度保护单针保护半径rx hx ＜0.5h rx =0.75*(1.5h - 2hx)p= 0.75*(52.50 - 15.00)*0.93= 26.15 (米)#1 - #2两针等高两针距离 D = 0.20 (米)x = D/(h - hx)p= 0.20 /(35.00 - 7.50)*0.93= 0.01 (米)查表得 y = 1.33避雷针联合保护宽度Bx = 0.75 * y * (h - hx) * p= 0.75 * 1.33 * (35.00 - 7.50) * 0.93 = 25.52 (米)#1 - #3两针等高两针距离 D = 0.11 (米)x = D/(h - hx)p= 0.11 /(35.00 - 7.50)*0.93= 0.00 (米)查表得 y = 1.33避雷针联合保护宽度Bx = 0.75 * y * (h - hx) * p= 0.75 * 1.33 * (35.00 - 7.50) * 0.93 = 25.53 (米)#2 - #3两针等高两针距离 D = 0.22 (米)x = D/(h - hx)p= 0.22 /(35.00 - 7.50)*0.93= 0.01 (米)查表得 y = 1.33避雷针联合保护宽度Bx = 0.75 * y * (h - hx) * p= 0.75 * 1.33 * (35.00 - 7.50) * 0.93 = 25.52 (米)保护高度15.00米的计算：#1,#2,#3 hx保护高度保护单针保护半径rx hx ＜0.5h rx =0.75*(1.5h - 2hx)p= 0.75*(52.50 - 30.00)*0.93= 15.69 (米)#1 - #2两针等高两针距离 D = 0.20 (米)x = D/(h - hx)p= 0.20 /(35.00 - 15.00)*0.93= 0.01 (米)查表得 y = 1.13避雷针联合保护宽度Bx = 0.75 * y * (h - hx) * p= 0.75 * 1.13 * (35.00 - 15.00) * 0.93= 15.82 (米)#1 - #3两针等高两针距离 D = 0.11 (米)x = D/(h - hx)p= 0.11 /(35.00 - 15.00)*0.93= 0.01 (米)查表得 y = 1.13避雷针联合保护宽度Bx = 0.75 * y * (h - hx) * p= 0.75 * 1.13 * (35.00 - 15.00) * 0.93= 15.82 (米)#2 - #3两针等高两针距离 D = 0.22 (米)x = D/(h - hx)p= 0.22 /(35.00 - 15.00)*0.93= 0.01 (米)查表得 y = 1.13避雷针联合保护宽度Bx = 0.75 * y * (h - hx) * p= 0.75 * 1.13 * (35.00 - 15.00) * 0.93= 15.82 (米)计算结果#1,#2,#3避雷针在5.00米处的单针保护范围为29.63米；#1,#2,#3避雷针在7.50米处的单针保护范围为26.15米；#1,#2,#3避雷针在15.00米处的单针保护范围为15.69米；。
防雷保护计算方法分析
技术创新 防雷保护计算方法分析
吴 涛 中国石油辽阳石化公司，辽宁 辽阳 111003
摘要：常用避雷针保护范围的计算方法主要有折线法和滚球法， “折线法”是比较成熟的方法。近几年来，国标中规定的“滚 球法”也开始得到认同，但在实际运用中， “滚球法”也碰到一些问题，特别是采用“滚球法”设计的避雷设施对比“折线法” 投资要高出很多。 关键词：防雷保护；折线法；滚球法 中图分类号： TM862 文献标识码： A 文章编号：1671-5780(2015)24-0168-01 1 详细计算过程 “折线法”在电力系统又被称作“规程法” ，即单支避 雷针的保护范围是一个以避雷针为轴的折线圆锥体， 《交流 电气装置的过电压保护和绝缘配合》 DL/T 620-1997 中就规 定了单支避雷针的保护范围。 单支避雷针的保护范围： （1）避雷针在地面上的保护半径，应按下式计算： r＝1.5hP 式中：r——保护半径，m； H——避雷针的高度，m； P——高度影响系数，h≤30m，P＝1；30m＜h≤120m，
h( 2hr h)
“折线法”和“滚球法”两种计算方法所算得的保护范 围不尽相同，计算比较的过程也很复杂，这里不做过程定量 分析，只列出参考结论如下：当 h≤0.3hr 时，折线法确定 的保护范围小于滚球法确定的保护范围；当 h=（0.3～0.4） hr 时，两种方法确定的保护范围基本相当；当 h=（0.4～0. 5）hr 时，折线法确定的保护范围略大于滚球法确定的保护 范围；当 h＞0.5 hr 时，折线法确定的保护范围远远大于滚 球法确定的保护范围。因此当 h≤0.3hr 时采用折线法相当 安全可靠，风险较小；当 h＞0.5 hr 时采用滚球法相当安全 可靠，风险较小。 2 两种方法比较叙述 综上所述， “折线法”的主要特点是设计直观、计算简 便、节省投资，但一般只适用于 20 米以下的避雷高度，如
折线法
常用避雷针(这里仅指单针)保护范围的计算方法主要有折线法和滚球法，为此，就“折线法”和“滚球法”的计算进行了初步的分析和探讨，得出：“折线法”的主要特点是设计直观，计算简便，节省投资，但建筑物高度大于20 m以上不适用；“滚球法”的主要特点是可以计算避雷针(带)与网格组合时的保护范围，但计算相对复杂，投资成本相对大。
在避雷针保护范围的计算方法中，“折线法”是比较成熟的方法。
近几年来,国标中规定的“滚球法”也开始得到同行的认同，但在实际运用中，“滚球法”也碰到一些问题，特别是在计算天面避雷针保护范围的时候。
因此有必要对电力系统常用的“折线法”和国标的“滚球法”进行比较分析，发现其中存在的问题。
1“折线法”避雷保护计算“折线法”在电力系统又称“规程法”，即单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴的折线圆锥体。
L/ 620—997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准就规定了单支避雷针的保护范围，见图。
1.1避雷针在地面上保护半径的计算计算避雷针在地面上的保护半径可用公式式中：Rp——保护半径；h——避雷针的高度；P——高度影响因数。
其中，P的取值是：当h≤30 m，P＝1；当30 m的h的纯数值；当h＞20 m时，只能取h=120 m。
1.2被保护物高度hp水平面上保护半径的计算a)当hp≥0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径式中：Rp——避雷针在hp水平面上的保护半径；hp——被保护物的高度；ha——避雷针的有效高度。
b)当hp＜0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径2“滚球法”避雷保护计算“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。
我国建筑防雷规范G 50057—994(2000年版)也把“滚球法”强制作为计算避雷针保护范围的方法。
滚球法是以hR为半径的一个球体沿需要防止击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器(包括被用作接闪器的金属物)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。
用折线法确定避雷针保护范围的防雷漏洞与改进
用折线法确定避雷针保护范围的防雷漏洞与改进
郑江;林苗
【期刊名称】《现代建筑电气》
【年(卷),期】2024(15)5
【摘要】用现行折线法确定避雷针高度为h的保护范围,由于没有考虑h的有效保护范围的影响,单支h及两支等高h之间的保护范围均存在防雷漏洞。
分析了这些防雷漏洞,并对折线法进行了改进:设h=30 m时h在0.5h高度处的有效保护半径为r_(h/2)=15 m,h的圆锥体及圆台体保护范围的地面有效保护半径分别为
r_(01)=30 m,r_(02)=45 m,推导出当h>30 m时,h对圆锥体的保护角α′及h在任意高度处的保护半径r_(x)的计算公式;取D<2r_(01)或D<2r_(02)限制两支等高h 的针间距离,按h_(0)=r_(01)或h_(0)=r_(02)为半径的圆弧确定两支等高h的针间保护范围。
改进后随着h的增高,α′减小,r_(h/2)、r_(01)、r_(02)保持不变,单支h 的保护范围被拉高变窄,单支h及两支等高h之间的保护范围均在h的有效保护范围之内,有效堵住了折线法的防雷漏洞。
【总页数】7页(P1-6)
【作者】郑江;林苗
【作者单位】广西大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU895
【相关文献】
1.改进滚球法确定多支避雷针间保护范围
2.确定避雷针（线）保护范围的滚球法与折线法的比较
3.折线法和滚球法确定避雷针保护范围的实例分析
4.折线法和滚球法确定避雷针保护范围的安全性分析
5.折线法与滚球法避雷针保护范围的比较
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2、双支等高避雷针：
若所要求保护的范围比较狭长，就不宜用太高的单支避雷针， 因为，避雷针越高安装难度越大、成本也高、承受的风险也越 大，故可选两支较矮避雷针。 设：避雷针高度为h 保护物高度为hx 两针间保护范围上部边缘最低点高度为h0 在保护高度的水平面上的保护半径为rx,并位于两针连线中点的 最小宽度为bx 两针距离为D,两针间距与针高之比D/h不宜大于5。 公式：避雷针在地面上的保护半径为r=1.5h 避雷针在保护高度的水平面上的保护半径为： 当hx>h/2时， rx=（h-hx）P 当hx<h/2时， rx=（1.5h-2hx）P P为高度影响系数， 当h小于等于30m时，P=1 当h大于30m小于等于120m时，P=5.5/√h bx=1.5(h0-hx) b0=h-D/7p,当D=7p(h-hx)时，bx=0
3、双支不等高避雷针：
由较低针的顶部作一条与地面平行线，这两者的交点对地 面作垂线，将此垂线看作一假想避雷针，图中f=D1/7p
4、三支或四支避雷针：
可以针： 避雷针离设备至少5m； 设：避雷针高度为h 保护物高度为hx 在保护高度的水平面上的保护半径为rx 公式：避雷针在地面上的保护半径为r=1.5h 避雷针在保护高度的水平面上的保护半径为：
当hx>h/2时， rx=（h-hx）P 当hx<h/2时， rx=（1.5h-2hx）P P为高度影响系数， 当h小于等于30m时，P=1 当h大于30m小于等于120m时，P=5.5/√h
防雷保护篇
——变电所防直击雷保护（避雷针高度设计） 夕眸
避雷针保护范围计算方法:
目前世界各国关于避雷针保护范围的计算公式在形式上各有不 同，大体上有折线法、滚球法、直线法；折线法和滚球法是常用 计算避雷针保护范围的主要方法。 1、“折线法”比较成熟，在电力系统中又称“规程法”，即 单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴的折线圆锥体；主要 特点是设计直观，计算简便，节省投资，但建筑物高度大于20M以 上不适用； DL/ 620—997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》 2、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。我国建筑防雷规范GB50057—994(2000年版)也把 “滚球法”强制作为计算避雷针保护范围的方法。即以HR为半径的 一个球体沿需要防止击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器(包括 被用作接闪器的金属物)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;主要特点是可以计算避雷针(带)与网格组合 时的保护范围，但计算相对复杂，投资成本相对大。 总之，折线法适用于保护交流电气装置，计算简单，但基本废 除；滚球法计复杂，适用保护建筑物，强制执行。