滾球法

下面介紹在實際工程中是如何運用滾球法的：由于使用避雷針做為接閃器時得到的保護范圍，一般具有較好的軸對稱性；而使用避雷帶等其它接閃器時所得到的保護范圍一般沒有軸對稱性，并且較為復雜，因此本文中只討論以避雷針做為接閃器的情況。

首先規(guī)定以下幾個條件：1、 滾球半徑為R（根據(jù)GB50057-2010可選30、45、60m）。

2、 地面無論坡度θ多大均為絕對平面。

3、 避雷針高度H指針尖豎直至地面的距離，針尖以下部分均視為接閃器。針桿均為豎直安裝，即避雷針與豎直軸重合。

一、 常規(guī)單針（θ=0， H=R）這種情況的保護范圍沿豎直軸具有完全軸對稱性，任選一個通過豎直軸的軸線剖面如圖1滾球球心的運動軌跡為：L(直線) A(圓弧) L(直線)注：A=π一個半徑為R的球沿θ=0的地面滾動，當它遇到高度H=R的避雷針時被阻礙，讓它翻過針尖繼續(xù)向前滾。滾球離開避雷針后我們即可看到滾球無法觸及的范圍就是滾球外圓運動軌跡的內(nèi)包絡線與地面間的范圍。這就是該剖面上的保護范圍。由于保護范圍沿豎直軸具有完全軸對稱性，令該包絡線沿豎直軸旋轉(zhuǎn)得到的實體就是實際空間的保護范圍。如果被保護的建筑物完全在該實體的范圍內(nèi)，則我們認為這樣的保護是有效的。

而此時在具體工程應用中需要描述避雷針的保護范圍時僅給出一個保護半徑是遠不夠的！請看下面四種方法：

1、公式法方法：給出保護半徑的表達式（2）。優(yōu)點：描述完整，精確。缺點：計算較復雜，不夠直觀。2、列r-β, h表方法：對方向β,高度h以一定的步長取值，帶入保護半徑的表達式（2）求出r列表即可。優(yōu)點：描述精確。缺點：計算較復雜，不夠完整，不夠直觀。

3、校核危險剖面方法：根據(jù)經(jīng)驗找出最有可能超出保護范圍的幾個危險點，然后做出通過這些危險點的軸線剖面進行校核即可。優(yōu)點：計算簡單，精確。缺點：缺乏完整性及直觀性。

4、計算機輔助設計方法：使用三維繪圖軟件顯示計算結果。優(yōu)點：非常完整，精確，直觀。缺點：計算較復雜。在四，五，六，七，八中，第1，2，4種方法存在計算較復雜的問題，都要上機編程計算。我們認為第3種方法較適用。

總結上述八種情況（一～八）。對坡度θ有變化的地形，或者安裝一只以上的避雷針時，可以用以上八種情況組合而成進行分析，此時保護半徑的表達式會相當復雜。當使用我們推薦的第3種方法時，雖然需要一定的經(jīng)驗，但是計算過程將變得簡單。通用的滾球法計算步驟一、 適用范圍說明 1、 任意形式的常規(guī)接閃器，包括避雷針，避雷帶，避雷線，避雷網(wǎng)。2、 接閃器的安裝數(shù)量不受限制。3、 地形起伏不受限制。4、 除保護對象外，其他建筑物均視為大地。

二、 計算準備1、 選用空間三維直角坐標系{X,Y,Z}。X－Y平面為水平面，Z軸為豎直軸。2、確定地形邊界。被保護對象在X－Y平面上投影的外廓沿法線方向外移2R（滾球直徑）即可得到地形邊界的最小范圍。將地形邊界內(nèi)的大地表面數(shù)字化，可得到一個面的集合，定義為集合A(2,0)。集合名稱注解：a、英文字母是集合的名稱。b、括號中的第一位數(shù)字表示集合中的元素所形成的空間結構特性。1表示線結構，2表示面結構，3表示實體結構。c、括號中的第二位數(shù)字每增加1就表示原集合中的元素經(jīng)過1次運算又得到了一個新的集合。3、將被保護對象數(shù)字化，可得到一個實體的集合，定義為集合B(3,0)。4、將所設計的接閃器數(shù)字化，可得到一個線的集合，定義為集合C(1,0)

三、 計算1、 優(yōu)化大地表面。將A(2,0)通過優(yōu)化計算得到A(2,1)。要求A(2,1)中任意一點的曲面半徑均不小于滾球半徑R。2、 將A(2,1)沿法線方向向上移動，距離為R，得到新的集合A(2,2)。3、 定義A(2,0) 與A(2,2)之間的空間為A(3,3)。4、 將C(1,0)沿法線方向向外擴大，距離為R，得到新的集合C(3,1)。5、 定義A(3,3) 與C(3,1)的并集為D(3,0)。6、 定義D(3,0) 的上表面為D(2,1)。7、 將D(2,1)沿法線方向向下移動，距離為R，得到新的集合D(2,2)。8、 定義A(2,1) 與D(2,2)之間的空間為E(3,0)。E(3,0)就是接閃器的保護范圍空間。9、 定義A(2,0) 與A(2,1)之間的空間為F(3,0)。F(3,0)是自然保護范圍空間。意思是不安裝接閃器該空間也受保護。10、 定義E(3,0) 與F(3,0)的并集為G(3,0)。G(3,0)就是總的保護范圍空間。11、 令H(3,0)=B(3,0)-B(3,0)∩G(3,0)。H(3,0)就是被保護對象上不在保護范圍內(nèi)的空間。如果H(3,0)為空集，則表示被保護對象在接閃器的保護范圍內(nèi)。2100433B

"滾球法"是國際電工委員會（IEC）推薦的接閃器保護范圍計算方法之一；我國目前正在實施的建筑防雷規(guī)范GB50057-2010也采納了"滾球法"。

由立體幾何的知識即可進行"滾球法"的計算。借助某些軟件在計算機上可以使計算的過程及計算結果的表述變得更加簡易。在本行業(yè)內(nèi)大多數(shù)學者們的專著及文章中都對滾球法的計算機輔助計算有詳細具體的說明。這里就不再復述。

滾球法初粘性測定儀相關名稱：初粘性測試儀，初粘性測定儀，初粘力測試儀，初粘力測試儀，初粘儀，初粘性試驗機，膠帶初粘力測定儀，不干膠初粘性試驗機

滾球法初粘性測定儀適用范圍：適用于壓敏膠粘帶等產(chǎn)品進行初粘性 測試試驗。

滾球法初粘性測定儀技術指標：

可調(diào)傾角： 0～60°

臺面寬度： 120mm

試區(qū)寬度： 80mm

標準鋼球： 1/32英寸～1英寸

B 斜槽滾球法

斜槽滾球法初粘力測定儀試驗裝置

7.1.1 斜槽滾球裝置的結構，傾斜角為21度30分。

7.1.2 滾球

7.1.2.1 材質(zhì)按7.1.2.1規(guī)定。

7.1.2.2 滾球大小按7.1.2.2規(guī)定，用其中球號為14號的鋼球。

斜槽滾球法初粘力測定儀操作方法

7.2.1 試驗前，按照7.2.5所述的方法，把試驗裝置中的斜槽和鋼球清洗干凈，其后不能再用手指觸碰它們。

7.2.2 用膠粘帶等把試片固定在硬質(zhì)水平的平面測試板上（玻璃板、金屬板、木板、塑料板等）。在固定試片時，勿讓試片鼓起、起皺或翹曲。當試片邊緣發(fā)生翹曲、鼓起時，用別的膠粘帶把該部分固定在測定板上。

7.2.3 把斜球安置在規(guī)定的起始位置，操縱控制桿，使?jié)L球滾下，測定滾球停止?jié)L動的距離。該距離是指2中所示的，從傾斜槽末端到滾球停止時與膠粘面接觸的中心點之間的長度。

斜槽滾球法初粘力測定儀試驗結果

7.3 試驗結果以滾球在3張試片中停止?jié)L動的距離的算術的平均值表示。