防雷保护角计算
防雷保护角计算
防雷保护角计算防雷保护角是指建筑物上的尖端或尖缘，用来引导和放电雷电能量，保护建筑物和人员免受雷击的损害。
在设计防雷保护系统时，计算防雷保护角的位置非常重要。
本文将介绍如何计算防雷保护角的位置。
一、防雷保护角的定义防雷保护角是指建筑物上的一个点，在这个点上建立的导体能吸引并迅速将雷电能量引导至地面，从而保护建筑物免受雷击。
防雷保护角通常由导体构成，例如金属棒或尖角，通过设置在建筑物最高点或突出部分，有效引导雷电击中。
二、防雷保护角的计算方法1. 定义安全系数：在计算防雷保护角之前，我们需要定义一个安全系数，以确保建筑物具备足够的保护。
安全系数一般在1到10之间选择，一般情况下，安全系数为5即可。
2. 测量建筑物高度：首先，我们需要测量建筑物最高点的高度。
如果建筑物是直立的，只需测量从地面到顶部的垂直距离即可。
如果建筑物具有倾斜结构，则需要确定倾斜面最高点的高度。
3. 计算防雷保护角的位置：根据国际规范和经验公式，可以使用以下公式计算防雷保护角的位置。
防雷保护角距离（D）= 安全系数（S）×建筑物高度（H）例如，如果安全系数是5，建筑物高度是10米，则防雷保护角的距离为5 × 10 = 50米。
4. 确定防雷保护角的安装位置：根据计算得到的防雷保护角距离，可以确定防雷保护角的大致安装位置。
建议在离建筑物顶部或倾斜面最高点不超过1米的位置安装防雷保护角。
三、其他注意事项1. 安全性考虑：在计算防雷保护角的位置时，必须考虑到周围环境和人员的安全。
确保防雷保护角不会对附近的人或建筑物造成任何危险。
2. 防雷保护系统的维护：防雷保护角只是防雷保护系统的一部分，为了确保其有效性，还需进行定期的维护和检查。
建议每年至少进行一次维护，检查导体是否损坏或腐蚀，并及时修复或更换。
3. 专业咨询：在设计和安装防雷保护系统时，建议咨询专业的雷电防护公司或工程师，以确保系统的合规性和有效性。
结论计算防雷保护角的位置是设计防雷保护系统的重要一步。
防雷知识系列4
防雷知识系列（四）－外部防雷系统外部防雷系统由接闪器（避雷针）、引下线、接地地网等有机组成。
缺一不可。
下面分别对以上三个主要因素的相关技术及安装进行描述。
主要讲本部分的内容是对建筑物外部空气如何截雷，把雷电流向大地中泄放的问题。
本部分的内容提要是：(1)接闪器：避雷针、避雷线、避雷带、避雷网(2)避雷带和避雷网的结构设计(3)接闪器的选择和布置接闪器直接截受雷击，以及用作接闪的器具、金属构件和金属屋面等，称之为接闪器。
功能是把接引来的雷电流，通过引下线和接地装置因如大地中泄放，保护建筑物免受雷害。
从公元1753年，富兰克林发明了避雷针以来，避雷针作为接闪器唯一的形式，延续了上百年的历史，从十九世纪以后，逐渐有出现了避雷线、避雷带和避雷网。
其分类如下：避雷针、避雷线、避雷带、避雷网, 下面逐一介绍。
避雷针尖端放电由物理学可知，通常物体内部的正电荷和负电荷是相等的，所以从整体来看不显示带电现象。
当某一物体所具有的正、负电荷不相等时，这个物体就显示带电的特性。
当物体内部的正电荷多于负电荷时，物体带正电，反之带负电。
由于电荷都有异性相吸、同性相斥的特性，所以带电物体中的同性电荷总是受到相互排斥电场力的作用。
以图中带尖锋的金属球为例，假如金属球上带负电（同样也可以理解带上正电），由于电荷同性相斥的作用，电子总是分布到金属球的最外层表面，并且容易逃离金属球。
球的尖锋部分，电子受到同性电荷往外排斥力最强，最容易被排斥离开金属球，这就是通常说的“尖端放电”。
公元1749年4月29日，富兰克林在给约翰·米西尔（John Mitchel）的信中提出了，云层由于不断受到蒸汽摩擦而带电的看法，他认为"当带电的云块飘过田野、掠过高山、巨树、耸立的高塔、尖屋顶、船舶桅杆、烟筒等物的时候，拖曳出电火，正如许多尖导体和突出物产生的现象一样，整个云层就在那里放出电来"由此，他提出了避雷针的设想。
他说：既然尖导体可以把一个离它很远的带电体上的电荷释放掉，避免它对其他物体产生电击，那麽尖导体对于人类可能有些用处。
防雷保护角计算
防雷保护角计算防雷保护角是指建筑物或设备上的避雷装置的接地导体与地面水平面的夹角。
正确设置防雷保护角能够保护建筑物和设备免受雷电侵袭，确保人员和财产的安全。
本文将介绍防雷保护角的计算方法和影响因素。
防雷保护角的计算需要考虑建筑物或设备的高度、地面材料、地形条件等因素。
通常情况下，防雷保护角的计算可以采用如下方法：1.高度法：根据标准规定，建筑物的防雷保护角可以按照其高度来计算。
一般来说，建筑物的防雷保护角与其高度成正比。
具体可以采用下列公式进行计算：防雷保护角度= tan-1 (高度/水平距离)。
高度和水平距离的单位应保持一致，通常使用米作为单位。
2.年均雷击次数和设计雷击数量法：通过分析某一地区的历史雷击数据，可以得到年均雷击次数。
然后根据不同建筑物或设备的防雷要求，确定设计雷击数量。
根据年均雷击次数和设计雷击数量来选择合适的防雷保护角。
3.土壤电阻率法：土壤电阻率是影响防雷保护角计算的重要指标。
一般而言，土壤电阻率越大，防雷保护角越小。
因此，在计算防雷保护角时需要考虑具体的土壤电阻率。
防雷保护角的计算还需要考虑其他一些因素，包括建筑物或设备的类型、周围环境的雷电条件、附近的高地或高建筑物等。
这些因素都会对防雷保护角的选择和设置产生影响。
为了确保防雷保护角的有效性，还应注意以下几点：1.接地装置的合理设置：建筑物或设备的接地装置是保护它们免受雷击侵害的重要组成部分。
合理设置接地装置，确保接地导体与地面的良好接触，可以有效降低雷击风险。
2.执行相关标准要求：在进行防雷保护角的计算和设置时，需要参考相关的标准要求，如国家标准或行业标准。
遵循相关标准的规定，可以确保防雷保护角的合理性和有效性。
3.定期检测和维护：防雷保护角的设置是一项长期任务，需要定期进行检测和维护。
定期检测接地装置的电阻值，确保其正常工作。
如发现问题，及时修复或更换相关设备。
总之，防雷保护角的计算是保护建筑物和设备免受雷电侵袭的重要环节。
避雷针保护范围计算公式
避雷针保护范围计算公式文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]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MHx――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）。
防雷计算三种方法
防雷计算三种方法1.几何法（GM）几何法是不考虑避雷针的形状、高度及雷击电流大小，避雷针按45°保护角计算。
<<工业与民用电力装置的过电压保护设计规范>>(GBJ64－83)规定的单支避雷针保护范围，应按下列方法确定：避雷针在地面上的保护半径（图），应按下式确定：图单支避雷针保护范围r=1.5h式中r-保护半径(m);h-避雷针的高度(m)。
在被保护高度h x水平面上的保护半径，应按下式确定当h x≥h/2时，r x =(h- h x)ρ= h aρ式中r x－避雷针在h x水平面上的保护半径（m）；h x－被保护物的高度（m）；h a－避雷针的有效高度（m）；ρ－高度影响系数，h≤30m，ρ=1；30m< h≤120m，当h x <h/2时，r x =(1.4h- 2h x)ρ2．电气几何法（EGM）电气几何法考虑闪击距离与雷电流的幅值有关，但未能考虑避雷针的形状及对地高度对闪击距离的影响。
归纳以下三点：2.1击距与雷电流幅值关系如下：式中r s－击距，m；I－雷电流幅值，kA。
2.2雷先导对大地、导线及针行物的击距是一致的。
2.3先导是斜入射的，其入射角呈概率分布为：电气几何法人为有半径r0的球，沿地面或避雷装置周围滚动，球所不能触及的空间，即对应于r0的雷电流为有效的空间。
3.先导传播模型（LPM）下行雷闪的先导在高处不受地面物体的影响而随机发展，当下行先导下落其一位置时，先导中的电荷引起的电场在目的物达到先导起始条件，便产生上行先导。
上、下行先导在其空间电场作用下，沿一定方向发展，若相遇，将击中目的物。
一定几何形状和高度的目的物能否被一定雷电流幅值额雷闪击中，用吸引半径R a（针行）或吸引距离D a的参数来描述。
R a和D a不仅是与雷电流幅值有关，而且与目的物的高度有关。
对针行物吸引半径计算如下：式中Ra－吸引半径，m；I－雷电流幅值，kA；h－针行物高度，m。
国家规范中防雷保护范围变迁
《建筑防雷设计规范》GBJ57-83是我国第一版防雷规范, 根据原国家基本建设委员会[71]建革函字150号通知的要求，由原第一机械工业部主持，一机部第八设计院负责，会同西南工业建筑设计院、北京市建筑设计院、东北电力设计院、五机部第五设计院、一机部第一设计院（上述单位均为当时名称）于1972 年至 1974 年共同编制，由国家计划委员会以计标[1983]1659号通知批准颁发。
在这前后出现过多种防雷保护范围方法。
一、曲线法我国过去防雷保护范围沿用前苏联的做法,其中为电力系统防雷所用的是所谓曲线法。
根据这一方法，单支避雷针在一定的被保护物高度下的保护范围(半径)可以用下式表示:式( 1-1 )式中：r x—避雷针的保护半径；h—避雷针高度；h x—被保护物高度；h a=h-h x—避雷针的有效高度。
式( 1 )适用于h≤30米的避雷针。
当h＞30米时，式( 1-1 )的结果须乘以系数。
图1曲线法单支避雷针保护范围由公式可知，曲线法无论计算还是作图，都比较复杂繁琐；对于两支及多支避雷针的保护范围，则需要更复杂的计算，或者依靠复杂的曲线图表才能得出。
为了使计算和作图得以简化，前苏联提出了所谓折线法。
二、折线法折线法被引用于我国《民用建筑物防雷保护》（1962年版）中，图2折线法单支避雷针保护范围当≤2.67时，被保护物将位于下部的△COD和COD´中，此时避雷针的保护半径为：式（2-1）当≥2.67时，被保护物将位于上部的尖顶中，此时避雷针的保护范围较小：式（2-2）折线法虽然在某些方面要比曲线法简单一些，但仍有不少烦琐与不便之处，即使在前苏联，折线法也没有完全取代曲线法，从而形成两种防雷保护法方法长期并存的局面。
三、新折线法3.1 单支避雷针保护范围《建筑防雷设计规范》GBJ57-83部分采用了广西大学发配电教研组的研究成果，即新折线法。
图3新折线法单支避雷针保护范保护范围计算公式为：当≥时，式（2-1）当＜时，式（2-2）上面的结果应用于h≤30米的避雷针。
输电线路的防雷设计计算
于 2 小时动作；当过载电流为 1.3Ir 时，1 小时内脱扣；当大于 2Ir 时，按
照上面的过载长延时特性数学表达式实时脱扣；当过载电流大于或等
于 15Ir 时会被短延时特性所覆盖，即短延时优先动作，15Ir 为过载长延
时保护范围的下限。
6 结束语
随着电力系统对继电保护的要求越来越高，断路器也向着计算机 化，网络化，智能化及数据通信一体化方向发展 。 关于智能断路器问题 的研究，取得了很多成果，但仍然存在一些不足，需要进一步完善和发 展。 科
对平原线路：1gpa=a 姨 h /86-3.9 对山区线路：1gpa=a 姨 h /86-3.35 发生绕击后线路上的过电压及耐雷水平可按无避雷线时雷击导 线时进行计算。 雷击塔顶时，雷电流大部分经过被击杆塔入地 ，小部分 电流则经过避雷线由相邻杆塔入地。 流经被击杆塔入 地 的 电 流 Igt 和 总电流 I 的关系可以用下式表示为 Ig t =βI，其中 β 杆塔的分流系数，它 小于 1。
图 1 雷电流波形图
但是，当雷电流超过线路的耐雷水平时，虽然会导致一次雷电闪 络，却并不一定意味着一次故障。 这时候，雷电流沿击穿通道入地，但 时间只有几十微秒，线路开关来不及动作。 只要在雷电过程迅速消逝 后，在闪络点不随之建立工频.电弧，就仍然可以照常供电。 只有当沿 击穿通道流过的工频短路电流的电弧持续燃烧，引起相间短路线路才 会跳闸停电。 雷电闪络后是否会使工频电流乘虚而入，这是一个机会 问题，通常用建弧率来表示。 它是一个随机变量，与单位长度的绝缘上 所实际作用的工频电压有关， 也就是同绝缘的工作电位梯度有关，这 个电位梯度越大，建弧的机会也越大。 因此，当绝缘子串发生闪络后， 应尽量使它不转化为稳定的工频电弧， 因为如果工频电弧建立不了， 线路则不会跳闸。 由运行经验与试验数据得出，冲击闪络转化为稳定 工 频 电 弧 的 概 率 （建 弧 率 ）的 计 算 公 式 为 η=（4.5E0.75-14）%，其 中 η 为 建弧率；E 为绝缘子串的平均工作电压梯度，kVr.m.s/m。
避雷针的保护范围怎么计算
避雷针的保护范围怎么计算
避雷针的保护范围有哪几种计算方法，电工之家就避雷针保护范围常用的这几种计算方法整理于此，希望对大家有帮助。
目前世界各国关于避雷针保护范围的计算公式在形式上各有不同，大体上有如下几种计算方法：
1、折线法：即单一避雷针的保护范围为一折线圆锥体。
2、曲线法：即单支避雷针的保护范围为一曲线锥体。
3、直线法：是以避雷针的针尖为顶点作一俯角来确定，有爆炸危险的建筑物用45摄氏度角，对一般建筑物采用60摄氏度角，实质上保护范围为一直线圆锥体。
自1983年起，我国正式制定了自己的防雷规范。
目前我国建筑防雷规范GB50057-94也采纳了国际电工委员（IEC）推荐的滚球法作为避雷针保护范围的计算方法。
避雷针保护范围的计算方法中说：常用避雷针（这里仅指单针）保护范围的计算方法主要有折线法和滚球法，为此，就折线法和滚球法的计算进行了初步的分析和探讨，得出：折线法的主要特点是设计直观，计算简便，节省投资，但建筑物高度大于20 m以上不适用：滚球法的主要特点是可以计算避雷针（带）与网格组
合时的保护范围，但计算相对复杂，投资成本相对大。
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防雷保护角计算
防雷保护角是指在雷电活动中对建筑物、设备和人员等进行有效的防雷保护的一个重要参数。
它是根据目标物的形状和性质、雷电放电特性以及防雷设施的类型和排列方式等因素来确定的。
下面将为您介绍防雷保护角的计算方法和相关参考内容。
1. 防雷保护角的计算方法：
防雷保护角一般可以从两个角度来进行计算，即根据物体自身的几何形状和雷电放电特性。
- 根据物体自身几何形状：
1）尖角保护角计算：以尖角A为例，尖角保护角的计算方法
是根据尖角的半径r和雷电流的特性来确定。
一般情况下，可
以使用经验公式：θ = 0.02 r I^{1/2}，其中θ为保护角，r为尖
角半径，I为雷电流。
2）封闭物体保护角计算：对于封闭物体，如建筑物、设备等，可以使用以物体的高度h为参数的经验公式来计算保护角，一般为θ = 4.5 h^{1/3}。
- 根据雷电放电特性：
1）雷电流特性：雷电流的特性包括时间、幅度和印记等，常
用的参数有雷电流前沿斜率、雷电流峰值、雷电流半衰期等。
根据雷电流的特性，可以通过计算得到相应的保护角。
2）雷电放电通量特性：雷电放电通量是指单位时间内通过某
一面积的雷电放电能量，常用的参数有雷电放电时间、放电通量和雷电密度等。
根据雷电放电通量的特性，也可以计算得到相应的保护角。
2. 防雷保护角的相关参考内容：
防雷保护角的计算是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素，包括建筑物或设备的形状和尺寸、周围环境的情况、地形地貌特征以及雷电放电特性等。
以下是一些相关参考内容：
-GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》：该规范是中国建设
部颁布的防雷设计规范，其中包括了防雷保护角的计算方法和相关要求，可以作为设计人员进行防雷工程设计时的参考依据。
-NF C 17-102 2011《防雷系统设计规范》：该规范是法国颁布
的防雷系统设计规范，其中涵盖了防雷保护角的计算方法和相关指导内容，适用于对建筑物、设备和人员等进行防雷保护的设计。
-《雷电防护工程设计手册》：该手册由中国电力出版社出版，详细介绍了雷电防护工程的设计原理、方法和实施要求，包括了防雷保护角的计算方法和实际案例分析，对设计人员来说是一本实用的参考书。
以上是防雷保护角计算方法和相关参考内容的介绍，希望对您有所帮助。
请注意，在实际设计中，还需要根据具体情况进行综合分析和判断，以制定合理的防雷保护措施。