外部防雷技術(shù)的發(fā)展(直擊雷防護(hù)技術(shù)的發(fā)展)

1、外部防雷技術(shù)的發(fā)展（直擊雷防護(hù)技術(shù)的發(fā)展）（一）外部防雷裝置及其作用：在建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-94中對(duì)防雷裝置的名詞解釋是：“接閃器、引下線、接地裝置、過(guò)電壓保護(hù)器及其它連接導(dǎo)體的總合。” 在IEC標(biāo)準(zhǔn)中防雷裝置定義是：“用于對(duì)需要防雷的空間做防雷電效應(yīng)的整個(gè)裝置，它由外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置組成。外部防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置組成。內(nèi)部防雷裝置是除外部防雷裝置以外的全部附加措施。它們可能減小雷電流在需要防雷的空間內(nèi)所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)?！?從上述定義，我們可以看出它們之間唯一的區(qū)別是IEC將防雷裝置按不同的性能分為外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置。本章只對(duì)外部防雷裝置發(fā)展做一介紹

2、。 IEC61024-1：1990年標(biāo)準(zhǔn)的第一句話是：“防雷裝置不能阻止雷閃的形成。”近日林維勇先生參加IEC61024-1的修改時(shí)（81/122/CD：1998-8-14），發(fā)現(xiàn)這句話做了如下修改“應(yīng)該注意到，到目前為止還沒(méi)有任何一種裝置（或方法）能阻止雷電的產(chǎn)生，也沒(méi)有能阻止雷擊到建筑物上的器具和方法。”采用金屬材料攔截雷電閃擊（接閃），使用金屬材料將雷電流安全的引下（引下線）并泄入大地（接地裝置GB規(guī)定使用金屬材料），是目前唯一有效的外部防雷方法。 中科院電工研究所馬宏達(dá)先生認(rèn)為：防雷如同防洪，其原理是為雷電脈沖電流提供一條低阻抗的通道（注：指利用外部防雷裝置），同時(shí)要采取措施防止通過(guò)磁

3、場(chǎng)和電場(chǎng)對(duì)設(shè)備的干擾（注：指利用內(nèi)部防雷裝置）。中國(guó)電力科學(xué)院許穎先生也提出防雷保護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，其保護(hù)系統(tǒng)是由三個(gè)系統(tǒng)即三道防線組成的，其中第一道防線便是受雷（接閃）、引流、接地散流系統(tǒng)，也就是外部防雷裝置。 （二）接閃器和非常規(guī)接閃裝置： 避雷針（網(wǎng)、帶、線）在日本標(biāo)準(zhǔn)中叫“受雷部”，說(shuō)它是為遭受雷擊所用的金屬體。以英文譯成日文的含義與IEC標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)詞典中Ligtning Conductor一詞譯為“避雷針：裝在建筑物上，將雷電流釋放到大地中去的金屬棒或金屬條”是一致的。在GB50057-94中說(shuō)明：避雷針、避雷帶（線）、避雷網(wǎng)是直接接受雷擊的，統(tǒng)稱為接閃器。在中國(guó)大百科全書(shū)中避雷針是“

4、將雷電引向自身并泄入大地使被保護(hù)物免遭直接雷擊的針形防雷裝置。“在專業(yè)術(shù)語(yǔ)上，不使用“避雷”而稱“雷電攔截”更為妥當(dāng)。十年前有人以分析黃島油庫(kù)雷擊火災(zāi)為例，提出”避雷針一般應(yīng)當(dāng)停用“，其原因之一便是避雷針不避雷，它是引雷的。其實(shí)這一觀點(diǎn)并不新鮮，早在1774年富蘭克林便指出：從避雷針引下的導(dǎo)線要接觸到潮濕的土壤，埋的越深越好，避雷針能起引雷入地的作用。當(dāng)然，為了實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)自然，改造自然，變害為利的目的，幾百年來(lái)人們?cè)诜览准夹g(shù)上一直不斷的試驗(yàn)和摸索著。比如使用帶有放射性元素（镅241）的放射性（有源）避雷針能否通過(guò)源源不斷的放射性粒子中和雷云中的電荷？使用密密麻麻的數(shù)百條短鋼針布置成“消散陣列”能

5、否屏蔽住建筑物而免遭雷擊呢？使用非金屬物體（又稱半導(dǎo)體的木棍或碳素纖維材料涂以漆物，玻璃鋼筒內(nèi)置食鹽水等高阻液體）接閃能否有效的阻止高層建筑物的上行先導(dǎo)（又稱上行雷），并在承接雷電流時(shí)通過(guò)內(nèi)置電阻或電感起到對(duì)電流和陡度的衰減作用呢？對(duì)這些非常規(guī)接閃裝置（又稱消雷器、電感型、電阻型避雷針）IEC目前不予認(rèn)可，同時(shí)做為接閃器還應(yīng)充分考慮到使用材料的物理強(qiáng)度、耐高能量的能力，否則會(huì)被風(fēng)刮斷，被雷電擊裂，而釀成事故。江蘇省電力所曾對(duì)半導(dǎo)體針進(jìn)行試驗(yàn)，其通流能力僅為IEC標(biāo)準(zhǔn)的690萬(wàn)分之一。1999年3月在原電力部科技局主持下，對(duì)半導(dǎo)體消雷器特性試驗(yàn)證明，它在限流方面與鐵棒無(wú)明顯曲別，當(dāng)600A電流（

6、2/2000s）通過(guò)時(shí)針體會(huì)發(fā)生閃絡(luò)，閃絡(luò)后的針體表面有局部裂口和小塊脫落。 消雷是人類長(zhǎng)期以來(lái)人工影響天氣的愿望，到目前為止雖有激光、火箭等多種引雷試驗(yàn)，但尚未取得實(shí)用效果。 近年來(lái)，由法國(guó)領(lǐng)頭，西班牙和南斯拉夫等國(guó)先后頒布了一種稱為能明顯提早放電產(chǎn)生迎面先導(dǎo)攔截下行先導(dǎo)的提前放電避雷針（國(guó)外一般稱為E.S.E針）的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。如法國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)NFC17-102列入試驗(yàn)和計(jì)算公式，認(rèn)為這種針能有效的擴(kuò)大保護(hù)范圍，并廣泛的在歐洲各地應(yīng)用。1992年和1995年IEC/TC81會(huì)議上，法國(guó)代表提出將E.S.E列入IEC標(biāo)準(zhǔn)，未獲通過(guò)。IEC對(duì)E.S.E采取即不否定，也不肯定，只是呼吁各國(guó)科學(xué)家對(duì)此類

7、防雷裝置作更深的研究。在國(guó)內(nèi)，對(duì)E.S.E也有各種不同的看法。但從強(qiáng)制性國(guó)際GB50057-94的觀點(diǎn)來(lái)看，各類接閃器，無(wú)論其幾何外型如何，或是否產(chǎn)生提前放電（E.S.E），只要其材質(zhì)和尺寸符合接閃器的規(guī)定，均屬接閃器的范疇。從設(shè)計(jì)角度出發(fā)，為增大保險(xiǎn)系數(shù)，建議在使用時(shí)仍按滾球法計(jì)算其保護(hù)半徑。（三）滾球法計(jì)算接閃器的保護(hù)范圍 在接閃器之下的保護(hù)范圍究競(jìng)?cè)绾斡?jì)算是防雷技術(shù)上一直在討論的問(wèn)題。1777年5月倫敦附近的一座火藥庫(kù)因雷擊而受損，該庫(kù)的避雷針是由富蘭克林等人組成的委員會(huì)設(shè)計(jì)的，事后發(fā)現(xiàn)該避雷針在雷擊發(fā)生時(shí)沒(méi)有截閃，從而提出了避雷針保護(hù)范圍的局限性。在本世紀(jì)70年代德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、美國(guó)

8、等歐美國(guó)家還在分別采取不同的計(jì)算方法，包括圓柱體、圓錐體、特殊圓錐體等等，有些甚至不提保護(hù)范圍。我國(guó)當(dāng)時(shí)執(zhí)行GBJ57-83標(biāo)準(zhǔn)，使用了30°、45°、60°角的圓錐體。按此法計(jì)算，高則其覆蓋的保護(hù)范圍就越大。而事實(shí)上卻不是這樣，許多高聳的鐵塔或建筑物上的避雷針不但無(wú)法按圓錐體實(shí)現(xiàn)保護(hù)，往往自身的中部和底部還會(huì)遭遇雷擊。在巴黎愛(ài)菲爾鐵塔的中部還架設(shè)了向外水平伸出的避雷針，以防備側(cè)面襲來(lái)或繞過(guò)鐵塔頂部避雷針的“繞擊雷”。從80年代起，經(jīng)過(guò)討論和研究，世界上大多數(shù)國(guó)家（除日本仍使用45°、60°保護(hù)角圓錐體外，見(jiàn)日本標(biāo)準(zhǔn)JISA4201-1992）

9、均已采用滾球法計(jì)算保護(hù)范圍。有人說(shuō)“英國(guó)法規(guī)BS6551聲明：經(jīng)驗(yàn)顯示，避雷針不能被依賴提供任何保護(hù)區(qū)內(nèi)完整的保護(hù)”，這無(wú)疑是錯(cuò)誤的，1992年頒布的英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)筑物避雷的實(shí)用規(guī)程BS6651中明確指出，對(duì)20m以上的建（構(gòu)）筑物，被保護(hù)空間應(yīng)采用滾球法確定。 使用滾球法確定保護(hù)范圍的模型請(qǐng)參看圖1-圖2。 由閃電數(shù)學(xué)模型（電氣幾何模型）進(jìn)行分析 式中hr為滾球半徑,它在滾球法保護(hù)空間計(jì)算中起主導(dǎo)作用,實(shí)際上是雷閃的最后閃絡(luò)距離(擊距),它與I值是正相關(guān)的。I值是為與hr相對(duì)應(yīng)的得到保護(hù)的最小雷電流幅值（kA）。當(dāng)實(shí)際雷電流小于此值時(shí)，雷閃有可能穿過(guò)接閃器擊于被保護(hù)物上，截閃失??；當(dāng)?shù)扔诤痛笥诖?/p>

10、值時(shí)，雷閃將擊在接閃器上，又稱截閃成功。由于第一類防雷建筑物確立I=5.7kA，二類為10.5kA，三類為16.1kA，由此計(jì)算出第一類防雷建筑物的hr=30m。第二類hr=45m。第三類hr=60m。 用滾球法確定接閃器的保護(hù)范圍計(jì)算方法如下：（僅以單支避雷針為例，詳見(jiàn)GB50057-94的附錄四） 1當(dāng)避雷針高度h小于或等于滾球半徑hr時(shí)：（見(jiàn)圖3） 1. 距地面hr處作一平行于地面的平行線；2. 以針尖為圓心，hr為半徑，作弧線交于平行線的A、B兩點(diǎn)；3. 分別以A、B為圓心，hr為半徑作弧線與避雷針尖相交并與地面相切。此對(duì)稱的錐體內(nèi)即為保護(hù)范圍；4. 避雷針在hx高度的XX平面上和地面

11、上的保護(hù)半徑；可按下列計(jì)算式確定： 式中rx避雷針在hx高度XX平面上的保護(hù)半徑（m）； ro避雷針在地面上的保護(hù)半徑（m）； h避雷針高度（必須是hhr）（m）； hx被保護(hù)物的高度（m）； hr滾球半徑（m），第一類防雷建筑物30m，第二類45m，第三類60m，在糧、棉及易燃物大量集中的露天堆場(chǎng)為100m。 2當(dāng)避雷針高度h大于hr時(shí)，在避雷針上取高度hr的一點(diǎn)代替避雷針為圓心，其余做法同上。（見(jiàn)圖4）由此得出這樣一個(gè)結(jié)論：當(dāng)避雷針高度大于或等于相應(yīng)的滾球半徑時(shí)，再提高避雷針高度無(wú)助于擴(kuò)大其保護(hù)范圍。由此又帶出了三個(gè)問(wèn)題： 1）高于60m的第三類防雷建筑物和高于45m的第二類防雷建筑物及高

12、于30m的第一類防雷建筑物如何防范直擊雷？ GB50057-94規(guī)定，建筑物高于其相應(yīng)的滾球半徑高度以上部分，應(yīng)使用水平避雷帶（網(wǎng)）敷設(shè)于樓頂平面，同時(shí)在滾球高度以上部分每隔不大于6m沿建筑物四周設(shè)水平避雷帶（均壓環(huán)）并與引下線相連，將此高度以上的欄桿，門(mén)窗等較大的金屬物與防雷裝置連接。實(shí)質(zhì)上是不期望在避雷針的“保護(hù)傘”下防雷，而采取自我防護(hù)的策略。 2）建筑物屋面上高于水平避雷帶的物體如何保護(hù)？ 在建筑物屋面上常安有廣告牌，發(fā)射或接收天線等物體。這些物體往往會(huì)因先行接閃而損壞。GB50057-94規(guī)定：在屋面接閃器保護(hù)范圍之外的非金屬物體應(yīng)裝設(shè)接閃器實(shí)行保護(hù)，金屬物體可不裝接閃器，但應(yīng)與屋面

13、防雷裝置相連?？紤]到有些金屬物體直接接閃可能會(huì)對(duì)屋內(nèi)信息設(shè)備產(chǎn)生較大的過(guò)電壓，因此最好采取既與屋面防雷裝置相連又裝接閃器的方式。在國(guó)標(biāo)圖97X700-7中標(biāo)明突出屋面的天線應(yīng)“加避雷針保護(hù)”。此時(shí)，接閃器的保護(hù)范圍計(jì)算（條件是屋面有合格的避雷帶）可從屋面避雷帶算起，即以屋面為±0，之后做距避雷帶hr的平行線，計(jì)算對(duì)屋面物體的保護(hù)范圍（注：此保護(hù)錐體的下限在屋面避雷帶高度，不得下延）。 3）在油庫(kù)區(qū)安裝高于30m的鐵塔，在油罐上安裝避雷針有什么作用？ 在一些油罐區(qū)?？梢?jiàn)到高聳的鐵塔，塔上架設(shè)有避雷針或消雷器。江蘇某輸油泵站建立于1978年，內(nèi)有2萬(wàn)m3浮頂式儲(chǔ)油罐8座，投產(chǎn)后12年內(nèi)一

14、直正常。1990年6月底為完善防雷措施在罐區(qū)建了一座65m高的鐵塔，上邊安裝半導(dǎo)體消雷器BS-3型。安裝后僅10天，于7月10日便遭雷擊，1994年4月19日第二次遭雷擊。此例一方面又一次證實(shí)了消雷器不能消雷，另一方面可以從滾球法得出解釋：當(dāng)鐵塔高于30m時(shí)，不但不會(huì)擴(kuò)大保護(hù)半徑，且有造成大氣電場(chǎng)畸變，誘發(fā)雷擊的負(fù)面作用。 1999年8月，某市煉油廠一座直徑40m，高15m的2萬(wàn)m3浮頂式儲(chǔ)油罐雷擊起火。在事故分析現(xiàn)場(chǎng)會(huì)上專家們一致認(rèn)為是雷擊點(diǎn)燃了從密封圈泄出的油蒸汽。但是在罐體四周有6支7m高的避雷針，間距均小于18m ，雷為什么不擊在針上而穿過(guò)針擊中了處于針包圍的罐頂呢？筆者認(rèn)為可能有兩個(gè)

15、原因：一、用滾球法計(jì)算，雷擊在避雷針的保護(hù)范圍之外，也就是說(shuō)，避雷針保護(hù)范圍無(wú)法有效的覆蓋罐頂，二、點(diǎn)燃油蒸氣的雷電流低于5.7KA，即其擊距小于30m，從二支避雷針間隙中穿過(guò)擊中罐頂部的油蒸氣。石油庫(kù)防雷專家從近年來(lái)外浮頂罐雷擊次數(shù)統(tǒng)計(jì)說(shuō)明，由于雷擊起火只有萬(wàn)分之零點(diǎn)幾的概率，從設(shè)計(jì)角度出發(fā)是在允許值內(nèi)的。但對(duì)于人口高度集中的國(guó)際化大城市，只要發(fā)生一次事故后果便難于設(shè)想，從這一點(diǎn)出發(fā)應(yīng)該適當(dāng)加高避雷針的高度和密度，或采取其它有效的措施。 在使用滾球半徑的尺度上，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是有差別的。IEC標(biāo)準(zhǔn)將防雷級(jí)別分為IIV類，其滾球半徑分別為20m、30m、45m和60m。GB50057-94

16、標(biāo)準(zhǔn)將防雷級(jí)別分為第一類、第二類和第三類，其滾球半徑分別為30m、45m和60m，均大于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，露天堆場(chǎng)滾球半徑則放寬到100m。對(duì)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的分歧，起草人已在條文說(shuō)明中進(jìn)行了技術(shù)說(shuō)明。我們認(rèn)為這樣修改除技術(shù)原因外，尚有經(jīng)濟(jì)上的原因。因?yàn)椴捎脻L球法后，保護(hù)范圍比過(guò)去小很多，對(duì)一些經(jīng)常采用獨(dú)立避雷針和架空避雷線的單位在經(jīng)濟(jì)上壓力較大，因此折衷處理，在IEC標(biāo)準(zhǔn)中也認(rèn)為：外部防雷是在絕對(duì)保護(hù)與耗費(fèi)之間的折衷方案。 此外，一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚采用保護(hù)角和折線法計(jì)算保護(hù)范圍，可以認(rèn)為：在一定高度范圍內(nèi)，使用保護(hù)角和折線法計(jì)算保護(hù)范圍與用滾球法計(jì)算值是相近的，但超出一定高度后，兩者差距較大。從維護(hù)

17、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性和權(quán)威性出發(fā)，采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是必要的。 （四）法拉第籠、引下線和接地裝置1876年英國(guó)防雷協(xié)會(huì)會(huì)議上馬克斯威爾（J.C.Maxwell）為避免在建筑物上安裝避雷針而可能吸引更多的雷云放電，提倡使用避雷帶和法拉第籠。這一發(fā)展曾為富蘭克林所預(yù)見(jiàn)，他曾建議在建筑物上裝設(shè)“沿屋脊的中間線”?，F(xiàn)代鋼筋水泥的建筑物內(nèi)有縱橫交錯(cuò)的鋼筋，在沒(méi)有澆筑水泥前就象一個(gè)大鐵籠子，完全可以將屋面的鋼筋引到女兒墻以上明裝避雷帶，利用多根垂直鋼筋為引下線，利用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)鋼筋為接地裝置。而且縱橫交錯(cuò)、密密麻麻的鋼筋還可以對(duì)雷電空間磁場(chǎng)起到初級(jí)屏蔽保護(hù)作用。但要注意到，有些特高層建筑的基礎(chǔ)防水層使用了橡膠或其它合成

18、物，有絕緣作用，此時(shí)宜在地面將主鋼筋多條與水泥護(hù)坡樁內(nèi)鋼筋連接，最好是用一扁鋼將護(hù)坡樁的鋼筋連成一圈。 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外均有一種雙層金屬屏蔽電纜出售，生產(chǎn)廠商的原意是用它代替鋼筋為引下線，可能會(huì)減少雷電流沿引下線下泄過(guò)程的電磁感應(yīng)。但是，廠商未考慮到在接閃器接閃引下時(shí)，同軸電纜的芯皮之間會(huì)產(chǎn)生107108V的脈沖電壓，沒(méi)有十幾米的絕緣距離必將在芯皮之間閃絡(luò)放電。同時(shí)在芯線中通過(guò)雷電流時(shí)將在外導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)渦流（又稱轉(zhuǎn)移阻抗），這對(duì)引下線泄流是不利的。在廣西一些微波站使用中發(fā)現(xiàn)電纜被擊穿的現(xiàn)象。因此還應(yīng)按GB和IEC標(biāo)準(zhǔn)使用多根引下線進(jìn)行分流。 最近，一種用石墨制造的非金屬接地模塊進(jìn)入市場(chǎng)，還擠進(jìn)

19、了某設(shè)計(jì)圖集。生產(chǎn)廠商稱其具有低電阻，耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。而實(shí)際上較常規(guī)金屬接地體存在著易破碎（含運(yùn)輸過(guò)程中的破碎）難施工、價(jià)格高等缺點(diǎn)，經(jīng)實(shí)測(cè)也無(wú)法達(dá)到給定的工頻接地電阻值。詳情可見(jiàn)林維勇先生“電感型接閃針和石墨接地體”、“石墨接地體工頻接地電阻實(shí)測(cè)值”這兩篇論文。因此仍應(yīng)按GB要求使用金屬材料接地。對(duì)易腐蝕地區(qū)，可采取陰極保護(hù)的方法。 （五）國(guó)外防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介我們可從IEC61024系列標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)題上得知，目前已頒布和尚屬草案的61024-1、2、3和1-1、1-2都是外部防雷標(biāo)準(zhǔn)，但均與內(nèi)部防雷關(guān)聯(lián)。如1998年5月頒布的IEC61024-1-2附錄B的標(biāo)題為：“內(nèi)部裝置中抗感應(yīng)電流影響的防護(hù)

20、?！眱?nèi)容涉及到除外部防雷裝置之外的線路屏蔽，適合的內(nèi)部線纜布線路徑和內(nèi)部電氣與通信裝置的定位。同時(shí)示例說(shuō)明一個(gè)建筑物上一次雷擊造成的電壓和能量的估算方法。IEC61024-2對(duì)高于60m的建筑物提出了防雷的附加條件，IEC61024-3對(duì)易燃易爆場(chǎng)所提出了附加條件。 IEC外部防雷標(biāo)準(zhǔn)給人總的感覺(jué)是比較細(xì)，有些國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)如美國(guó)防火協(xié)會(huì)（NFPA780：1992）的“雷電防護(hù)規(guī)程”，英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（BS6651：1992）的“構(gòu)筑物避雷的實(shí)用規(guī)程”，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)J15（JISA4201-1992）“構(gòu)筑物等的避雷設(shè)備”也同樣細(xì)致的對(duì)船舶、風(fēng)力發(fā)電站、體育場(chǎng)、大帳篷、樹(shù)木、橋梁、停泊的飛機(jī)、儲(chǔ)罐、海濱游樂(lè)

21、場(chǎng)、碼頭乃至露天家畜養(yǎng)殖場(chǎng)的外部防雷做出規(guī)定。特別要提出的是，一些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)石頭山地的接地裝置在很難達(dá)到規(guī)定的低阻值時(shí)做出這樣的規(guī)定：在地面平鋪環(huán)型扁鋼，并與被保護(hù)物的引下線在四個(gè)方向連接，環(huán)型地的半徑不應(yīng)小于5m，這種等電位連接方式同樣能起作用。單支避雷針的保護(hù)范圍如圖1所示，它的具體計(jì)算通常采取下列方法（這種方法是從實(shí)驗(yàn)室用沖擊電壓發(fā)生器作模擬試驗(yàn)獲得的）。9 f& D8 I, 3 y0 g' z: % & c0 z% a0 X* _8 z" C- H' J5 $ 1 O, z/ i$ A5 d; % _* |# R$ o1 w4 E) m( S避雷針

22、在地面上的保護(hù)半徑為6 + J2 c; X8 w+ u5 ; a& # c( D5 z5 c+ X; v* l) 3 i9 or=1.5h。, f( g7 T1 I( v3 N4 p& b6 E8 R: l+ L# - ' h7 式中r保護(hù)半徑（米）；h避雷針高度（米）。在被保護(hù)物高度hx水平面上的保護(hù)半徑為, Y+ 3 c% X8 A: K) P# M5 h$ l6 |' q+ x5 r, _, p* N4 V7 + f. q' ?" j% x' Q. k1 ) S# A7 ?4 p$ J! P! 8 b, F: B( qrx=（h-

23、hx）p=hap；$ 8 S0 t. 9 h% G' m; f( T+ ' ?9 ( y$ z9 w3 x! 0 ( " L0 C+ c6 q) |. ! J7 l, O) r- V" B* frx=（1.5h-2hx）p。; t6 r& v9 t$ f/ L3 p1 n9 A- k$ % J# q式中rx避雷針在hx水平面上的保護(hù)半徑（米）；# X% F7 n; a5 ) P; g% x" s5 f7 G% f" n7 o$ g; ?- D; _/ c1 ihx被保護(hù)物的高度（米）；9 I! w2 M: ; & B5 l

24、. E' g, m7 L, Z4 y3 K' M, e' Z1 hha避雷針的有效高度（米）；8 w( b" v9 e( 6 r' z7 k) Z" , 8 X( u% Q% np高度影響系數(shù)（考慮避雷針太高時(shí)，保護(hù)半徑不按正比例增大的系數(shù)）。2 , _! # a$ ?9 X- 6 D+ m# s$ m  J+ M7 h30米時(shí)，p=1。+ Y0 L0 g+ a6 E# z& W: o# W1 i% I5 T& o1 J* A  z9 q( t+ a# 0 o  N3

25、 Y# $ 6 l. a, P8 C9 E  V圖1中頂角稱為避雷針的保護(hù)角對(duì)于平原地區(qū)取45°；對(duì)于山區(qū)，保護(hù)角縮小，取37°。9 Y" c: T6 P# ( i+ I' Q$ V. k  H. S# N8 i1 N* X$ c6 P; z2 t我們通過(guò)一個(gè)具體例子來(lái)計(jì)算單支避雷針的保護(hù)范圍。一座煙囪高h(yuǎn)x=29m，避雷針尖端高出煙囪1m。那么避雷針高度=30m, G' q* s- z  D* W8 u' B5 t7 h) 6 S) J避雷針在地面上的保護(hù)半徑7 I( S; q8

26、 ' / r% 7 E+ m# F1 S/ sr=1.5h=1.5×30=45（m），9 Y6 K' S* N. Q8 D! Y: |1 ?; A! |4 |' V' d3 Y8 a' T避雷針對(duì)煙囪頂部水平面的保護(hù)半徑" V/ D. V& u9 2 o. l) 9 M: _% J, C8 # t: $ y; F5 ?$ wrx=（h-hx）p=（30-29）×1=1（m）。. 1 F" B$ J1 d& Z5 g! C# y+ k; 5 o) 9 l& 1 w% h4 K隨著所要求保護(hù)的范圍增大。單支避雷針的高度要升高，但如果所要求保護(hù)的范圍比較狹長(zhǎng)（如長(zhǎng)方形），就不宜用太高的單支避雷針，這時(shí)可以采用兩支較矮的避雷針。兩支等高避雷針的保護(hù)范圍如圖2所示。0 h$ J/ ) e/ T7 w3 L& , B- H& 1 8 M! _3 a每支避雷針外側(cè)的保護(hù)范圍和單支避雷針的保護(hù)范圍相同；兩支避雷針中間的保護(hù)范圍由通過(guò)兩避雷針的頂點(diǎn)以及保護(hù)范圍上部邊緣的一最低點(diǎn)O作一圓弧來(lái)確定。這個(gè)最低點(diǎn)O離地面的高度為! O, ! ; 4 k, e$ o% 0 M: d; Y2 7 m9 G1 S(