滾球法確定避雷針保護范圍的基本算式介紹

在變電所設計中，為了防止直接雷擊電力設備，通常采用多支等高避雷針進行保護，避雷針保護范圍計算方法是折線法，參照規(guī)范為《dl/t620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》。本文簡單介紹了折線法和滾球法確定避雷針保護范圍的計算方法，并通過實例對折線法和滾球法保護范圍進行了分析對比。

利用海倫公式等數(shù)學工具，推導出3支等高避雷針間內(nèi)側(cè)的保護范圍上邊界面位置，并得出該保護范圍界面最低點的高度h0計算式，及介于h0至針高h之間高度為hy，且平行于地面的平面上的保護范圍截面計算方法等較為全面的結(jié)果，最終達到將已知的數(shù)值代入計算式，得出有關的數(shù)值后，用一把尺子和一支圓規(guī)就可按比例繪出3支等高避雷針保護范圍。

本文基于滾球法原理,認為多針避雷針的防雷保護范圍包含直擊防護范圍和側(cè)擊防護范圍兩種,提出了對樞紐變電站多針防雷范圍計算方法。依據(jù)滾球法模型,建立空間坐標系,計算擊距,并求解三支避雷針聯(lián)合保護范圍,再轉(zhuǎn)化為多支避雷針聯(lián)合保護范圍。

1．單支避雷針的保護范圍應按下列方法確定（附圖4．1）。 （1）當避雷針高度h小于或等于時： ①距地面處作一平行于地面的平行線； ②以針尖為圓心，為半徑，作弧線交于平行線的a、b兩點； ③以a、b為圓心，為半徑作弧線，該弧線與針尖相交并與地面相切；從此弧線起到地面止就是保護范圍。保護范圍是一個對稱 的錐體； ④避雷針在高度的xx＇平面上和在地面上的保護半徑，按下列計算式確定： 式中rx－－避雷針在hx高度的xx＇平面上的保護半徑（m）； hr－－滾球半徑，按本規(guī)范表5．2．1確定（m）； hx－－被保護物的高度（m）； ro－－避雷針在地面上的保護半徑（m）。 （2）當避雷針高度h大于時，在避雷針上取高度的一點代替單支避雷針針尖作為圓心。其余的作法同本款第（1）項。（附4.1） 和（附4.2）式中的h用代入。 2．雙支等高避

目前,滾球法計算位置不規(guī)則且高度不等的多支避雷針的聯(lián)合保護范圍仍屬空白。筆者根據(jù)滾球法的計算原理,結(jié)合多個工程實例,研究出一整套用于計算多支不等高避雷針聯(lián)合保護范圍的通用算法,并利用計算機編程將該算法在軟件上得以實現(xiàn)。以工程中的防雷設計實例介紹該算法的具體步驟,給出適用于任意情況的通用算法,提供了利用計算機編程的算法流程圖。

目前,滾球法計算位置不規(guī)則且高度不等的多支避雷針的聯(lián)合保護范圍仍屬空白。筆者根據(jù)滾球法的計算原理,結(jié)合多個工程實例,研究出一整套用于計算多支不等高避雷針聯(lián)合保護范圍的通用算法,并利用計算機編程將該算法在軟件上得以實現(xiàn)。以工程中的防雷設計實例介紹該算法的具體步驟,給出適用于任意情況的通用算法,提供了利用計算機編程的算法流程圖。

本文根據(jù)《建筑物防雷設計規(guī)范》(gb50057-94)中滾球法的定義,提出了雙支避雷針保護范圍上邊線的圓心離地面高度的正確計算方法,準確設計保護范圍。

避雷針保護范圍及其計算 避雷針，又名防雷針，是用來保護建筑物、高大樹木等避免雷擊的裝置。當 雷云放電接近地面時它使地面電場發(fā)生畸變。在避雷針的頂端，形成局部電場集 中的空間，以影響雷電先導放電的發(fā)展方向，引導雷電向避雷針放電，再通過接 地引下線和接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物體免遭雷擊。 用折線法計算避雷針保護范圍的方法： 1、單支避雷針保護范圍的計算 2、雙支等高避雷針保護范圍的計算 3、雙支不等高避雷針保護范圍的計算 1、單支避雷針保護范圍的計算 h h/2 1.5hp hx ha rx hx平面上的保護范圍 避雷針在地面上的保護半徑為 r=1.5h。 式中r——保護半徑（米）；h——避雷針高度（米）。在被保護物高度 hx水平面上的保護半徑為 rx=（h-hx）p=hap； 式中rx—避雷針在hx水平面上的保護半徑（米）； hx—被保護物的高度

避雷針避雷線的保護范圍

避雷針及避雷線保護范圍分析

雙支避雷針保護范圍的確定是多支避雷針聯(lián)合保護范圍確定的基礎,確定避雷針保護范圍的最簡潔方式是采用繪圖法,本文從避雷針的保護范圍圖形結(jié)構、圖形布局設計、類的設計、軟件實現(xiàn)四方面介紹了雙支避雷針保護范圍繪圖軟件的面向?qū)ο髮崿F(xiàn)方法。

1、引言眾所周知,避雷針越高則安裝難度越大、成本也高、承受的風險也越大。如何求解避雷針高度,使設計出來的避雷針既能夠達到恰到好處的效果又經(jīng)濟不浪

根據(jù)滾球法的原理,用數(shù)學推導的方法,對多支不等高避雷針的保護范圍的計算方法進行了推導,得出結(jié)論:多支不等高避雷針的保護范圍是可以計算的,但因計算過程過于繁瑣,因此最好用軟件編程的方式來進行這項工作。相比一兩支避雷針或多支等高避雷針,多支不等高避雷針在提高防雷安全性和降低經(jīng)濟成本方面有較大優(yōu)勢。

滾球法計算多支不等高避雷針聯(lián)合保護范圍的新算法 馬蕾王麗路平 （國核電力規(guī)劃設計研究院北京市100094） 摘要：目前，滾球法計算位置不規(guī)則且高度不等的多支避雷針的聯(lián)合保護范圍，該領域仍屬 空白。筆者根據(jù)滾球法的計算原理，結(jié)合多個工程實例，研究出一整套用于計算多支不等高 避雷針聯(lián)合保護范圍的通用算法，并利用計算機編程將該算法在軟件上得以實現(xiàn)。本文首先 以工程中的防雷設計實例介紹該算法的具體步驟，然后給出適用于任意情況的通用算法，最 后提供了利用計算機編程的算法流程圖。 關鍵詞：滾球法；聯(lián)合保護范圍；有效球面；防雷設計軟件 依據(jù)dl/t620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》，折線法計算多支避雷針 聯(lián)合保護范圍是基于其確定雙支避雷針聯(lián)合保護范圍的算法。四支及以上等高避雷針所形成 的四角形或多角形，可先將其分成兩個或數(shù)個三角形，然后分別按照三支等高避雷針

作者用matlab工具開發(fā)了一套教學輔助軟件,實現(xiàn)了避雷針保護范圍的三維顯示和程序化分析。該軟件可分別用折線法和滾球法表示單根和多根避雷針的保護范圍,并能對被保護物是否在保護范圍內(nèi)做出判斷。在教學過程中的應用表明,該軟件可有效提高教學效率,極大激發(fā)學生的學習興趣。

避雷針、避雷線的保護范圍ppt課件

避雷針的保護范圍.

避雷針及避雷線保護范圍分析 (2)

介紹了建筑物頂避雷針滾球基準面的選取依據(jù)和方法。

利用matlab設計避雷針保護范圍可視化程序與界面,對避雷針保護范圍采用折線法和滾球法進行對比分析,并對避雷針保護范圍進行可視化判斷與顯示分析,為提高避雷針工程應用效率和課堂教學質(zhì)量提供一種手段。

建筑物防直擊雷設計中,通常采用多支避雷針形成聯(lián)合保護,多支不規(guī)則不等高避雷針的內(nèi)部保護范圍需要將避雷針分為3支一組,采用求解三元二次方程組的復雜方法,手算工作量大、效率低,編程實現(xiàn)也有相當?shù)碾y度。利用autocad帶有的向量計算和坐標變換功能,巧妙利用幾何方法解析出3支不等高避雷針內(nèi)部的保護范圍。

當前，隨著科學技術的不斷發(fā)展，避雷針在現(xiàn)代社會中的應用也越來越廣泛。通常情況下，避雷針具有一定的保護范圍，一般認為在避雷針的保護范圍內(nèi)的物體不會受到雷擊，但是這種保護范圍的計算也不是絕對的，而是需要根據(jù)實際情況，在不同的地區(qū)進行計算，才能夠有效的保證避雷針作用的發(fā)揮。當前，關于避雷針保護范圍的研究也越來越多，本文筆者就針對主動式避雷針在山區(qū)保護范圍的計算方法進行簡單的分析。