淺析重慶監(jiān)控立桿防雷設(shè)計(jì)“折線法”避雷保護(hù)計(jì)算

    “折線法”在電力系統(tǒng)又稱“規(guī)程法”，即單支避雷針的保護(hù)范圍是一個以避雷針為軸的折線圓錐體。620-997《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》標(biāo)準(zhǔn)就規(guī)定了單支避雷針的保護(hù)范圍。

　　1.1避雷針在地面上保護(hù)半徑的計(jì)算

　　計(jì)算避雷針在地面上的保護(hù)半徑可用公式

　　式中：Rp——保護(hù)半徑；

　　h——避雷針的高度；

　　P——高度影響因數(shù)。

　　其中，P的取值是：當(dāng)h≤30m，P＝1；當(dāng)30 m的h的純數(shù)值；當(dāng)h>20m時，只能取h=120m。

　　1.2被保護(hù)物高度hp水平面上保護(hù)半徑的計(jì)算

　?。?）當(dāng)hp≥0.5h時，被保護(hù)物高度hp水平面上的保護(hù)半徑式中：Rp--避雷針在hp水平面上的保護(hù)半徑；

    hp——被保護(hù)物的高度；

　　ha——避雷針的有效高度。

　?。?）當(dāng)hp＜0.5h時，被保護(hù)物高度hp水平面上的保護(hù)半徑

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　　2、“滾球法”避雷保護(hù)計(jì)算

　　“滾球法”是國際電工委員會(IEC)推薦的接閃器保護(hù)范圍計(jì)算方法之一。我國建筑防雷規(guī)范G 50057—994(2000年版)也把“滾球法”強(qiáng)制作為計(jì)算避雷針保護(hù)范圍的方法。滾球法是以hR為半徑的一個球體沿需要防止擊雷的部位滾動，當(dāng)球體只觸及接閃器(包括被用作接閃器的金屬物)或只觸及接閃器和地面(包括與大地接觸并能承受雷擊的金屬物)，而不觸及需要保護(hù)的部位時，則該部分就得到接閃器的保護(hù)。滾球法確定接閃器保護(hù)范圍應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定，應(yīng)用滾球法，避雷針在地面上的保護(hù)半徑的計(jì)算可見以下方法及圖2。

　　（1）避雷針高度h≤hR時的計(jì)算

　　距地面hR處作條平行于地面的平行線。以針尖為圓心、hR為半徑作弧線交于平行線A，兩點(diǎn)。以A，為圓心，hR為半徑作弧線，該弧線與針尖相交并與地面相切，這樣，從弧線起到地面就是保護(hù)范圍。保護(hù)范圍是一個對稱的錐體。避雷針在hP高度的xx’平面上和在地面上的保護(hù)半徑，按公式[2](4)計(jì)算確定式中：Rp——避雷針保護(hù)高度xx’平面上的保護(hù)半徑；

　　hR——滾球半徑，按表確定；

　　hp——被保護(hù)物的高度；

　　R0——避雷針在地面上的保護(hù)半徑。

　?。?）當(dāng)避雷針高度h＞hR時的計(jì)算

　　在避雷針上取高度hp的一點(diǎn)代替單支避雷針針尖并作為圓心。

　　3、“滾球法”計(jì)算天面避雷針保護(hù)范圍存在的問題

　　3.1存在問題

　　用“滾球法”計(jì)算避雷針在地面上的保護(hù)，保護(hù)范圍可以很好地得到確認(rèn)，但用“滾球法”計(jì)算天面避雷針保護(hù)范圍時卻存在較大的誤差?！皾L球法”是以避雷針和被保護(hù)物所在平面為一無限延伸的平面作為前提的，當(dāng)被保護(hù)物位于屋頂天面時，天面不是一個無限延伸的平面，況且，當(dāng)滾球同時與避雷針尖和天面避雷帶接觸時，滾球和天面之間不存在確定的相切關(guān)系。因此《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中給出的計(jì)算公式將不能直接運(yùn)用。

　　在這種情況下，我們怎樣計(jì)算其保護(hù)范圍呢？由于天面不可延伸且形狀不規(guī)則，因此，根據(jù)滾球法計(jì)算保護(hù)范圍的原理，當(dāng)避雷針位置確定后，滾球在以避雷針尖作為一個支點(diǎn)，以避雷帶上任一點(diǎn)作為另一支點(diǎn)滾動時，它在一定高度的保護(hù)范圍也將是一個不規(guī)則的圖形。從理論上講，要想知道被保護(hù)物體能否得到全面保護(hù)，我們需要計(jì)算出以避雷針尖為一個滾球支點(diǎn)，以避雷帶上的所有點(diǎn)作為另一個滾球支點(diǎn)時，用避雷針在一定高度的所有保護(hù)半徑來確定被保護(hù)物體能否完全得到保護(hù)。這種計(jì)算方法在實(shí)際應(yīng)用中有一定的偏差。因此，我們需要尋找一種簡便的方法來計(jì)算被保護(hù)物體能否得到避雷針的完全保護(hù)。

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