采用几何计算法判断三支不等高避雷针的保护范围

利用几何原理,对三支不等高避雷针保护范围的几何结构进行分析求证,推导出避雷针的垂直保护范围和侧面保护范围的高度计算公式。通过公式计算,可直接确定某一点的避雷针保护高度。     

避雷针保护范围及计算机辅助分析

通过实例介绍如何运用滚球法合理设置避雷针，并运用TurboC语言编制避雷针保护半径的计算程序，只需把避雷针针高、被保护物高度、滚球半径输入计算程序，就能迅速计算出避雷针在保护高度如平面上的保护半径以及r0、r1的值，根据计算结果，利用AutoCAD绘制出避雷针的保护范围图，从图上便可以精确快速知道被保护物能否达到全保护。     

多支避雷针保护范围的计算

采用滚球法计算多支避雷针的保护范围在《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2000)附录四中已作了简要介绍,但由于个人的理解不同,在实际应用中存在很大的差距。如何正确的理解、掌握《规范》附录提供的方法,是使避雷针对保护物提供有效保护的关键,下面通过实际计算例子,介绍我们常用的计算方法。1双支等高避雷针保护范围的计算双支等高避雷针保护范围的计算是多支避雷针计算的基础,附录四提供的方法可归纳如下:当双支避雷针的高度h≤hr,针间距离D≥2%h(2hr-h)时按单支避雷针方法计算。当D<2%h(2hr-h)时,外侧按单支避雷针方法计算;两针之间的…     

不规则布置避雷针保护范围的确定

不规则布置避雷针主要是指避雷针对被保护对象体量不对称布置的情况,按照GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》附录的方法计算确定其保护范围比较繁琐;该文主要介绍确定常见的三针不规则布置避雷针保护范围的CAD作图法。     

避雷针保护范围绘图软件的面向对象实现

双支避雷针保护范围的确定是多支避雷针联合保护范围确定的基础,确定避雷针保护范围的最简洁方式是采用绘图法,本文从避雷针的保护范围图形结构、图形布局设计、类的设计、软件实现四方面介绍了双支避雷针保护范围绘图软件的面向对象实现方法。     

坐标法在防雷工作中的应用

根据新规范的防雷等级和滚球法，绘制出不同防雷等级的坐标图。依据不同的坐标图，可确定避雷针的保护范围、避雷针最佳设计高度、被保护物上各类天线架设位置及高大建筑和较长被保护物上多个避雷针的位置、高度。     

从一次雷击现象谈高层建筑直击雷防护

通过对滚球法原理的诠释和一次雷击事故分析,阐述了确定接闪器保护范围时,应按照接闪器高度小于和大于相应滚球半径时分别采用计算和画图方法以及用屋面避雷针和避雷带组合保护屋面设施时,避雷针高度的确定方法,提出高度超过60m的高层建筑防直击雷应采用将屋面避雷带设置为等于或超出屋沿的垂直边缘或避雷短针和避雷带混合组成接闪器的保护措施。     

避雷针高度变化及其保护范围的确定

准确测定避雷针保护范围是目前基层气象台站防雷减灾工作的一项必不可少的内容 ,其结果是在依据有关雷电理论经模拟实验和资料统计及分析总结的前提下得到的。实践证明 ,只有处于避雷针保护范围以内的建筑物或构筑物 ,才有可能避免或减少直击雷击的危害。因此 ,笔者结合自身多年来的防雷工作实践 ,对避雷针保护范围随其高度变化的若干问题进行了讨论。1　计算避雷针保护范围的方法雷电现象是概率性现象。关于避雷针保护范围的计算 ,目前世界各国所使用的方法不尽一致 ,归纳起来大致上有如下三种 :( 1 )折线法 ,即单支避雷针的保护范围为一折…     

采用绘图法获取避雷针最小高度的方法

给定保护物高度和保护物高度处的保护半径,求取避雷针的最小高度通常只能通过国标中给出的计算式进行反算。以单支避雷针为例介绍了采用AutoCAD软件绘图获取避雷针最小高度的方法。     

雷暴云时空变化与拦截点避雷针接闪的物理模型

对雷暴云活动的主要物理量进行筛选,建立了一个物理模型。利用该物理模型,对拦截点避雷针与雷暴云时空变化的关系进行分析,并给出拦截点避雷针电场畸变最大值所需要的相对高度、电晕后离子层对下风向区域的屏蔽作用和数值研究的成果、地面电场强度随距离变化的计算方法。设计人员可以根据当地保护区域的地理环境和雷暴云活动的主要参数,对模型赋值计算,确定区域防雷设计的拦截点避雷针位置、高度、保护半径和保护范围。     

移动气象雷达车避雷针设计分析

以北京市避雷装置安全检测中心对一部移动气象雷达车进行的防雷检测为例,通过滚球法和雷击概率与避雷针高度关系公式,计算了避雷针保护范围,研究了避雷针合理高度和最佳位置的选取方法。根据气象雷达波特点,分析了雷达车避雷针材料的选用要求。从避雷针和避雷网的特点出发探讨了优先选用避雷针的原因。针对雷达车移动特点提出了避雷针的设计方法。     

避雷针对天气雷达回波影响的研究

针对避雷针对天气雷达回波影响的问题,通过对天气雷达的盲区及雷达散射截面(RCS)的理论分析,利用HFSS仿真软件及实验的方法,研究水平极化下,不同材料不同尺寸的避雷针的雷达散射截面,结论是:在相同材料避雷针及相同雷达波长情况下,避雷针高度、半径与其雷达散射截面呈正相关;在相同雷达波长情况下,避雷针为理想金属的雷达散射截面比塑钢与理想金属组合材料的雷达散射截面大;实验结果表明避雷针架设在X波段多普勒天气雷达天线附近时,对雷达回波造成的影响可忽略不计.研究结果为在天气雷达附近架设避雷针提供了理论和实验依据,具有应用价值.     

雷击建筑物的先导连接过程模拟

为了研究闪电先导与地物的相互作用,该文建立了一个闪电先导的二维模式以模拟雷击建筑物的先导连接过程。模拟得到梯级长度在13.8～51.5 m的范围内,下行先导的感应电荷为0.03×10~(-4)～1.2×10~(-4) C/m,梯级长度和感应电荷量均随着先导离地高度的下降而增加,模拟结果与观测值相吻合。下行先导最后一跳之前的转向并不明显,但最后一跳,下行先导向避雷针产生的上行先导偏转一定角度。模式模拟了下行先导与40 m宽度的建筑之间的相互作用和连接过程,得到建筑物拐角也具有一定的吸引半径,避雷针和拐角之间存在竞争关系。因此,在雷电防护设计中需要考虑拐角等复杂结构尖端对闪电的吸引作用,简单地采用理想情况(如地面孤立高耸尖端)下避雷针的吸引半径等参数进行复杂建筑物的防雷设计会存在问题和隐患。     

雷电定位系统的设计

为解决雷电定位系统大体积和不方便安装的问题,提出了采用新型闪电传感器AS3935设计雷电定位系统的新方法。当闪电发生时,GPS模块获取经纬度、高度、时间,AS3935测量地闪到探测器的距离。探测器把数据打包,以无线TCP通信方式传输到中心站。中心站利用多圆相交法计算闪电的经纬度和高度,然后使用C#语言和JavaScript语言在中心站软件上实现Google地图。Google地图利用经纬度获取闪电的地址,同时中心站把闪电信息存入数据库。实验表明,该系统定位性能良好,减少了探测器的体积,降低系统成本,适合于实际运用。     

高层建筑物的防雷接地和屏蔽探讨

依据在广东地区的调查资料和三水的高层建筑通信大楼的雷击试验结果,把高层建筑物作为一个防雷系统工程来探讨,对吸引半径、屏蔽效果、屏蔽角、框架阻抗、幅射电阻、转移电位和接地系统等7个问题进行了分析计算。得出以下结论：高层建筑物的吸引半径较大,其接闪装置宜用吸引上行雷的垂直避雷针;高层建筑物的屏蔽角不大。与其相邻的建筑物也应...     

常用通讯天线直击雷防护分析

从无线电通讯的原理和特点出发,结合多年防雷工程的施工经验,较系统地介绍了通讯天线直击雷防护的原理、避雷针的设计原则和设计方法以及避雷针的加工、架设方法和施工中的注意事项。     

双支避雷针保护任意空间点的计算方法

针对《建筑物防雷设计规范》规定中缺乏滚球法保护范围精确计算方法的问题,分别从单支避雷针作用部分及双支避雷针共同作用部分两个方面对双支避雷针保护任意空间点的判定作了深入的分析,得出了相对比较简单的计算方法,从而可以将规范使用的作图判定法改进为数值计算判定法,使结果更加精确。同时用距离比较法和角度比较法两种方法分析了建筑物上任意两接闪器所确定断面上保护范围的判定方法,得出了简便易行的计算方法。这些计算方法可供专业的防雷技术工作者借鉴并推广应用于防雷技术工作中。     

深圳市闪电定位资料误差分析及其优化

利用场地误差优化模式对深圳地区的地闪定位资料进行优化处理。首先对深圳市闪电定位系统进行简单介绍,然后利用改进的传输线模式对真实地表环境下的闪电辐射电磁场进行计算,以分析深圳市闪电定位系统的场地误差,最后基于定位误差和场地误差模式对闪电定位数据进行定位误差订正。结果表明不同方位角上的不规则地形对继后回击电磁场波形具有不同影响,随着表征地形粗糙程度的高度均方根的增加,电场的峰值下降,波形的上升沿时间增加。同时,电场波形上升沿时间也会随着方位角的变化而变化,这可能会给时间到达法的定位带来一定误差。为了验证该算法的合理性,对该系统覆盖的区域进行了闪电定位数据优化精度的时空分布分析和评估。结果表明这种优化方案是可行的、可靠的,优化后的闪电定位精度明显提高。     

建筑物高度对地闪回击电磁场影响的模拟

基于三维时域有限差分数值算法（3D-FDTD）建立了雷击高建筑物电磁场传播模型,研究了负地闪击中不同高度建筑物时回击垂直电场、角向磁场以及水平电场沿地表的传播规律。模拟结果表明:建筑物的高度对雷电电场峰值的影响显著,如当建筑物高度从100 m增加至600 m时,在距离d=100 m位置的垂直电场峰值减小了63%,水平电场正极性峰值的增加比例为84%、负极性峰值的绝对值增加比例高达130%;观测位置不变时,角向磁场峰值和水平电场正极性峰值均会随着建筑物高度的增加而增大;对于距离d=100 m,300 m时,垂直电场的峰值随着建筑物高度的增加而减小,而d=500 m时,垂直电场峰值随着建筑物高度的增加呈现出先增大后减小的趋势;此外,建筑物高度会影响垂直电场峰值对距离的敏感程度,建筑物越低（高）,相应的垂直电场峰值随着观测距离增大衰减越快（慢）。该文研究结果能够为现代化城市中高建筑物附近线缆、室外设备等的雷电防护方案设计提供参考。     

一次雷击事故原因分析及农村防雷安全基本措施建议

通过对2011年濮阳县农村一次雷击事故现场调查,分析和总结了此次雷击的3个原因:1)杨树成为雷击事故接闪点,在雷电发生过程中起到避雷针直接引雷的作用,是发生雷击事故的源头。2)杨树遭雷击后对村民住宅建筑造成雷电反击,当雷击到树木上时,树木上的高电压与附近的房屋、金属物体、电子电气设备之间间隙不够也会发生反击。3)雷电电磁感应引起雷电侵入波造成电气设备损害。此外,分析了当地农村住宅雷电灾害事故发生的主要问题:当地农村住宅大多为自建房,没有经过正规设计和标准化施工,基本没有防直击雷装置,易发生雷电灾害事故;随着农村经济生活水平的提高,电视、电脑、冰箱、空调、家用太阳能热水器等家用电器的推广普及进入寻常百姓家庭,这些电器的电源、信号线路多数是裸露架空引入,线路长且布线不规范,杂乱无章,一般没有任何雷电防护措施,是雷电波侵入的主要通道。因此应加强农村防雷安全监管和防雷宣传工作。