关于避雷针的保护范围
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。
避雷针的保护范围
避雷针保护范围计算公式Rx=√H(2Hr-H)-√Hx(2Hr-Hx)Rd=√H(2Hr-H)其中：Rx-----避雷针在Hx高度平面上的保护半径MHr-----滚球半径MHx――被保护物体高度MH―――避雷针的计算高度MRd―――避雷针在地面上的保护半径MRx=1.6Ha/(1+ Hx/H)Rx-----避雷针在Hx高度平面上的保护半径M Hx――被保护物体高度MH―――避雷针的计算高度MHa=H-Hx―――避雷针的有效高度避雷针的保护范围众所周知，雷是一种常见的自然现象。
雷电击中物体会产生强烈的破坏作用。
防雷是人类同自然斗争的一个重要课题。
安装避雷针是人们行之有效的防雷措施之一。
避雷针由接受器、接地引下线和接地体（接地极）三部分串联组成。
避雷针的接受器是指避雷针顶端部分的金属针头。
接受器的位置都高于被保护的物体。
接地引下线是避雷针的中间部分，是用来连接雷电接受器和接地体的。
接地引下线的截面积不但应根据雷电流通过时的发热情况计算，使其不会因过热而熔化，而且还要有足够的机械强度。
接地体是整个避雷针的最底下部分。
它的作用不仅是安全地把雷电流由此导入地中，而且还要进一步使雷电流在流入大地时均匀地分散开去。
避雷针的工作原理就其本质而言，避雷针不是避雷，而是利用其高耸空中的有利地位，把雷电引向自身，承受雷击。
同时把雷电流泄入大地，起着保护其附近比它矮的建筑物或设备免受雷击的作用。
避雷针保护其附近比它矮的建筑物或设备免受雷击是有一定范围的。
这范围像一顶以避雷针为中心的圆锥形的帐篷，罩在帐篷里面空间的物体，可以免遭雷击，这就是避雷针的保护范围。
单支避雷针的保护范围如图1所示，它的具体计算通常采取下列方法（这种方法是从实验室用冲击电压发生器作模拟试验获得的）。
避雷针在地面上的保护半径为r=1.5h。
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；rx=（1.5h-2hx）p。
避雷针保护范围,避雷针的种类与安装方法
避雷针保护范围| 避雷针的种类与安装方法避雷针简介：避雷针，又名防雷针、接闪杆，是用来保护建筑物、高大树木等避免雷击的装置。
在被保护物顶端安装一根接闪器，用符合规格导线与埋在地下的泄流地网连接起来。
避雷针规格必须符合国家标准，每一个防雷类别需要的避雷针高度规格都不一样。
避雷针保护范围：1根避雷针的保护范围：当避雷针的高度h≤hr时，距地面hr处作一条平行于地面的平行线，以避雷针的针尖为圆心，hr为半径画弧，交水平线于A、B两点，又分别以A、B两点为圆心，hr为半径，从针尖向地面画弧。
如下图所示，则下图中曲线就是避雷针保护范围的边界，保护范围是一个对称的锥体。
Hr的取值：一类防雷建筑物为30米；二类防雷建筑物为45米；三类防雷建筑物为60米。
避雷针的种类：1.直击雷避雷针适用于石化仓库、广播电视、加油站、建筑大楼、信标台，通信基站、气象台、军事基地、雷达机房、银行大楼。
2.特殊避雷针适用于较高的建筑大楼微波通讯站、雷达基站、信标台，通信基站、军事基地、雷达机房、银行大楼、天文气象台等重要场所。
3.预放电避雷针当避雷针截受雷击时，由接闪体接闪，通过雷电波形处理装置，利用外壳与中心接地杆之间有3mm间隙，构成耦合电容，同时外壳通过一个电感线圈接地（中心接地杆）当下行先导接近接闪器时，由于频率极高，电感呈开路状态，电容对高频呈现短路特性，因此耦合电容作用下，接闪器表面电场强度迅速增加，直至触发雪崩过程，从而能在顷刻间将雷电流泄放入地，以至有效的达到防雷害保安全的目的。
避雷针安装方法：1、安装避雷针，首先需要做好基础的结构，要安装接地极，就要用角钢或者专用的钢材做引下线，与接地极相连接，同时还要预留连接点，才能够安装避雷针，一般用的是圆钢，而且直径要超过8毫米，或者用扁钢制作而成，横截面积不能够低于48平方毫米。
2、然后再布置引下线，作为连接避雷针的导线，要高出屋面，然后在地面以上达到2米，最起码要准备两个。
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。
避雷针及其保护范围计算用电常识
避雷针及其爱护范围计算 - 用电常识避雷针的作用实质上是引雷作用，是将雷电引到自己身上来，避开了在它所爱护范围其它物体患病雷击。
避雷针（线）爱护范围的大小与其高度有关。
避雷针一般接受针长为1～2m、直径不小于20mm的镀锌圆钢或接受针长为1～2m、内径不小于25mm的镀锌钢管制成。
它通常安装在电杆或构架、建筑物上。
避雷针由接闪器、引下线、接地体三部分组成。
接闪器：避雷针的最高部分，专用来接受雷云放电，称为“受雷尖端”。
接地引下线：它是接闪器与接地体之间的连接线，它将接闪器上的雷电流平安地引入接地体，使之尽快地泄入大地。
引下线一般接受直径为8mm的镀锌圆钢或截面不小于25mm2的镀锌钢绞线。
接地体：是避雷针的地下部分，其作用是将雷电流直接泄入大地。
接地体埋设深度不应小于0.6m，垂直接地体的长度不应小于2.5m，垂直接地体之间的距离一般不小于5m。
接地体一般接受直径为19mm 镀锌圆钢。
当雷击避雷针时，在避雷针顶端会产生过电压为“折线法”在电力系统又称“规程法”，即单支避雷针的爱护范围是一个以避雷针为轴的折线圆锥体。
L/620—997《沟通电气装置的过电压爱护和绝缘协作》标准就规定了单支避雷针的爱护范围，见图。
①避雷针在地面上爱护半径为：r=1.5h②被爱护物高度hx水平面上爱护半径的计算a)当hx≥0.5h时，被爱护物高度hx水平面上的爱护半径rx=(h-hx)p=hap式中：rx——避雷针在hx水平面上的爱护半径；hx——被爱护物的高度；ha——避雷针的有效高度。
p—高度影响系数（h=30米，p=1; 30h=120m,b)当hx＜0.5h时，被爱护物高度hx水平面上的爱护半径rx=(1.5h-2hx)p两支避雷针的爱护范围通过两针顶点及爱护范围上部边缘最低点O的圆弧确定，圆弧的半径为RO，其高度ho为两针间在Hx水平面爱护的最小宽度bx可按下式。
防雷装置的保护范围
防雷装置的保护范围防雷装置的保护范围是指防雷装置保护其对象，被雷电击中的概率在0．1％以下的范围。
在防雷装置中，只对避雷针和避雷线确定其空间保护范围，而避雷网和避雷带，因为是直接设在建筑物表面上，已构成了确定的平面保护范围，不须要再计算确定。
避雷针、避雷线的保护范围与布局形式和高度有关。
避雷针、避雷线的布局形式取决于被保护物的结构尺寸(高度和面积)，通常有单支、双支、三支等高，双支不等高避雷针和单根、两根平行等高，两根平行不等高避雷线等布局形式。
避雷针和避雷线的保护范围确定方法有两种，一种是折线圆锥体法，另一种是滚球法。
对于同一结构的避雷针和避雷线，滚球法比折线圆锥体法核算的保护范围要小些，即滚球法比折线圆锥法对避雷针和避雷线的保护作用要求更严格一些。
一、避雷针的保护范围(一)单支避雷针的保护范围的确定1．单支避雷针折线圆锥体法保护范围的确定，按下式计算：r 0＝1．5h式中：h ——避雷针的高度(m)。
r 0——避雷针在地面上的保护半径高度为x h 水平面上的保护半径x r当x h ≥21h 时 x h =k(h —x h )当x h ≤21h 时 x r =k(1．5h —2x h )式中：k ——高度影响系数h ≤30m ， k=1；30m<h ≤120m 时， k=5．5/h如图5—10所示，为单支避雷针的折线圆锥体确定保护范围，其作图方法是：作避雷针的水平底线，在底线中点作长度避雷针高度h 的垂线；从针的项点向下，按避雷针保护物防雷要求角度(一般为45°)，作斜线至1/2h 处。
即构成圆锥体的上半部分；在底线上取距避雷针1．5h 的点，向上作斜线与前一斜线在1/2h 处相交，即构成了折线圆锥体。
图5—10 单支避雷针折线圆锥体法的保护范围某一高度x h 的保护半径．则作高度为x h 的水平线共XX ′相交于圆锥体母线，避雷针至交点的水平距离即为该高度的平面保护半径x r 。
避雷针及避雷线保护范围
针—集中设备、变压器等，如受雷面积不大的变电站、
线—架空线路（保护效果较差，但范围较大）
一、单支避雷针 避雷针在地面上的保护半径为:r=1.5h
ha h hx h/2
图中：h为避雷针 h 的高度（m）； x 为被保护物体的高 度（m）； rx 为在 高度为 hx 的水平面 上的保护半径 （m）。
hx 水平面上的保护半径确定： ①当 hx≥h/2时， r=(h- h)p （p为高度影响系数） x x
在被保护高度
5 .5 (h≤30m时，p=1 , 30＜h≤120m时， p ) h h
②当 x ＜h/2时
rx =(1.5h-2 hx)P
针离设备至少5m
二、两根等高针的保护范围的确定： 采用两针后针的保护范围的外侧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；2 bx等于在高度为 hx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。
D
rx
rx
习题：某厂有两个原油罐，一个高为12米、 直径为6米，另一个高10米、直径10米，两 油罐的净距为16米。试设计采用单支避雷针 保护的最佳方案，并绘出避雷针的平面保护 范围。
习题：某变电站内有两根等高避雷针，高度 为25米、针间距离为45米。某被保护物位于 两针之间，被保护物高度为11米。试计算避雷 针在被保护物高度水平面上的保护范围？
b bx 确定： x=1.5(h0-hx)
h0为两针保护范围上部边缘最低点的高度，计算如下：
两针间距离与针高之比D/h不宜大于5。
《避雷针的保护范围》课件
避雷针应安装在建筑物顶部或其他高处，以便更好地吸引雷电并保护建筑物。
避雷针应与建筑物或其他结构的金属部分进行连接，以形成电气通路，确保电流能够顺畅地流入地下。
避雷针的安装应符合相关标准和规范，以确保其正常工作和有效性。
避雷针的保护范围
02
总结词：避雷针的保护半径是指避雷针能够保护周围建筑物或其他设施免受雷击影响的距离。详细描述：避雷针的保护半径大小取决于多种因素，包括建筑物的高度、周围环境、土壤电阻率等。在计算避雷针的保护半径时，需要综合考虑这些因素，以确保建筑物得到充分的保护。总结词：避雷针的保护半径的计算需要采用专业的计算方法和公式，以确保结果的准确性和可靠性。详细描述：在计算避雷针的保护半径时，需要考虑雷电的放电过程和电磁场的变化，以及土壤的导电性能等因素。因此，需要采用专业的计算方法和公式，如滚球法、空间磁场模型等，以确保计算结果的准确性和可靠性。
避雷针的保护范围是根据其高度和周围环境等因素确定的。
在保护范围内，建筑物或其他设施可以受到避雷针的保护，但超出这个范围，雷电就有可能直接击中目标。
因此，在安装避雷针时，需要根据建筑物的大小、周围环境以及雷电活动频率等因素来确定其保护范围。
避雷针的接地系统是引导雷电进入地下的关键部分，必须保持良好状态。
对避雷针进行防锈处理，如涂防锈漆或镀锌等，以增强其耐腐蚀性。
在避雷针表面涂装保护层，防止紫外线、风雨等自然因素对其造成损害。
避雷针的应用场景
04
总结词
避雷针是建筑物防雷的重要措施，可以有效降低雷击对建筑物的损害。
详细描述
避雷针通过引雷作用将雷电引入地下，从而保护建筑物免受雷击损害。在建筑物屋顶安装避雷针可以覆盖建筑物本体，保护建筑物内部设施和人员安全。
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关于避雷针的保护范围
早期科学家是用观测法和几何法来确定避雷针的保护范围的。
1777年5月15日，伦敦附近普夫里特镇的一座火药库因雷击而轻微受损。
该库的避雷针是由包括富兰克林在内的一个委员会设计的。
在出事之后却发现防雷装置完好无缺。
避雷针的保护比d/h小于1.63。
这似乎是第一次观察
到避雷针保护效能的局限性。
直到1855年，避雷针的
各种保护比值变化于0.125～9.0之间。
用几何方法来
解决保护区的问题基于这样一种概念：闪电进展到某
一点时，如该处的避雷针构成了一个入地的最短通道，
则雷电将优先打在避雷针上而不打在地面上。
从多高
距离上可以发生这种雷击的问题用几何的办法算出。
根据几何法得到的避雷针的保护范围被普遍接受的是
“避雷针的保护范围是一个圆锥形空间，其高等于避
雷针的长度，其底面为半径等于针高的圆，其边长等于以针高为半径的圆周的四分之一。
”
实验科学的发展为避雷针保护范围的研究工作起到了事半功倍的作用。
早期科学家在实验室通过把接地的棒形电极放在组成长间隙的另一电极之下，看棒的底部周围哪些面积不受雷击的方法，来探求避雷针的吸引作用。
在实验室通过模拟试验并结合运行经验，人们得到了避雷针的折线法保护范围。
这种避雷针保护范围的计算方法现在依然在采用。
但由于雷电路径会受到很多偶然因素的影响，因此要保证被保护设备绝对不受雷击是不现实的，一般保护范围是指具有0.1%左右雷击概率的空间范围而言，此雷击概率是可以接受的。
由于折线法保护范围不能很好地解释雷电侧击现象，所以现在很多标准中给出避雷针的保护范围计算方法是滚球法。
滚球法就是以h r为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括被利用作为接闪器的金属物），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。
其中定义h r为滚球半径，即雷电先导每段发展的平均长度，雷电流幅值越高、每段先导发展的平均距离越长。
第一类防雷建筑物的滚球半径是30m，对应的雷电流幅值为5.7 KA；第二类防雷建筑物的滚球半径是45m，对应的雷电流幅值为10.5 KA；第三类防雷建筑物的滚球半径是60m，对应的雷电流幅值为16.1KA。
其含义是：对于第一类防雷建筑物雷电流幅值超过5.7 KA、先导平均距离超过30 m的雷都能得到避雷针的拦截，雷不直击在建筑物上；对于第二类防雷建筑物雷电流幅值超过10.5 KA、先导平均距离超过45 m的雷都能得到避雷针的拦截，雷不直击在建筑物上；对于第三类防雷建筑物雷电流幅值超过16.1KA、先导平均距离超过60 m 的雷都能得到避雷针的拦截，雷不直击在建筑物上。
但雷电流幅值低于上述值的雷可能直击建筑物。
雷电发生侧击的情况很多。
例如：某工厂有一个50m高的烟囱，烟囱上面设置了避雷针，在烟囱的下面停放一台5m高的吊车，在一个雷雨天有雷绕过烟囱上的避雷针直击于吊车上。
再例如一些雷电没有击在高层建筑物上面架设的避雷针上，而是击在建筑物的窗户等地方。
其原因在于雷电放电是一种冲击电压作用下的气体间隙放电现象，所以它应满足伏秒特性曲线，即在同一个雷电先导的作用下，主放电定位在那一点上，应取决于其放电所需时间，原
理同气体放电管。
雷电先导是分段发展的，每次发展的长度为50米左右，先导最后一次停顿后发展成主放电。
当雷电先导是从建筑物侧面发展过来的，如果先导最后一次停顿下来时，距
离楼顶避雷针的距离L1远大于先导与被击
点（如建筑物侧面或大地）之间距离，那
么由于气体间隙L2和L3击穿所需电压远低
于气体间隙L1击穿所需电压，雷电先导不
会舍近求远再选择避雷针进行主放电，而
是选择建筑物侧面或地面进行主放电，即
发生侧击。
通常负极性雷的临界击穿强度为
500kV/m，而罕见的正极性雷的临界击穿强
度为300kV/m。
雷电的闪击距离比雷电通道的长度要短得多，同时闪击距离也不是一个常数，而是雷电流幅值的函数。
因此，对于弱的雷击，避雷针的吸引作用可能太小以至不能保护靠近避雷针的某点，甚至就连垂直避雷针顶端下面的某点也保护不了。