特殊建筑物雷击截收面积计算

从计算雷击截收面积的逻辑关系出发,以斜坡类建筑和圆顶形建筑两类特殊建筑为例,通过建立相关模型和数学公式,分析计算应从何位置按照何扩大宽度往外偏移能准确地求出截收面积。对于单檐斜坡类建筑、重檐建筑或古塔,根据房檐到屋脊（塔尖）的水平距离和垂直距离的关系,判断出应该按房檐还是屋脊（塔尖）偏移。对于圆顶形或椭圆顶形建筑,利用建筑屋顶的数学公式,建立了到圆心中轴线距离的数学公式,并对其求导数,得到了导数为0时点的横、纵坐标,此点即为偏移点位置,同时得到了对应的扩大宽度。利用AutoCAD偏移及求面积命令得到截收面积,为防雷设计及雷电灾害风险评估中雷击截收面积的准确计算提供参考。     

城市轨道交通高架站雷击时磁场空间分布模拟

雷击建筑物引起的电磁干扰问题是建筑物雷电防护的重要研究课题。利用有限元法（FEM）模拟得到轨道交通高架站遭雷击时磁场空间分布并分析了其特征。给出了在IES电磁仿真软件中利用有限元法进行磁场数值模拟的方法,以北京市房山地铁线长阳高架站为例,通过建立模型、设定材料、施加激励源、网格剖分、后期处理等步骤,定量得到雷击时该高架站内的磁场分布数值,作出了磁场空间分布图,分析了所得磁场特征,确定了雷击磁场干扰的强度和范围,提出了对应的防护方法和措施。计算了采取屏蔽措施后的高架站磁场衰减及设备到引下线的安全距离。     

基于有限体积法的古建筑防雷引下线温度模拟分析

利用基于有限体积法(Finite Volume Method,FVM)的6SigmaET软件模拟分析雷电击中古建筑接闪器沿引下线泄放时温度分布,主要包括不同种类雷击作用下,对不同材料、不同直径的引下线分别模拟其温度数值和分布特征,并和古建筑常用木材的燃点做了对比。结果显示:(1)多数情况下短时雷击引下线温升并不明显,在组合雷击后温升很明显,组合雷击后引下线的温升更易超过古建筑木材的燃点;(2)在其他条件相同下,不同材质引下线温升从高到低依次为钢、铝、铜;引下线直径越小,雷击后温升越高;(3)距离引下线越远位置温度越低,且温度随距离变远降低速率在变慢,在引下线外围10 mm处温度已基本接近常温;(4)雷电流作用于引下线后,升温迅速但降温较缓慢(300℃以上的高温持续超过100 s),这段时间内的高温容易引燃古建筑木材。该研究为古建筑防雷引下线材料、直径及引下线到木质界面的安全间距等合理选择提供参考。     

开放段长城敌台接闪器的设置

在开放段长城的敌台上设置接闪器,既要考虑其型式和保护范围,还应充分考虑到设置接闪器对敌台墙体的扰动及对长城整体风貌的影响。本文提出了对长城敌台的直击雷保护,宜采用接闪杆和接闪带的组合型式作接闪器。在执行对长城最小干预的文物保护原则基础上,根据长城的防雷类别,运用滚球法保护原理,针对可登临敌台游人的保护,提出了接闪杆应设置在敌台垛墙4个外角处、高度宜控制在45 m以下,指出采用接闪杆保护游人仍存在一定的局限性;明确了设置在不可登临敌台上接闪杆的高度不宜超过1 m。探讨了减少接闪杆数量的可能性,结论为：当接闪杆少于4支时其高度将显著增加,对长城本体的扰动及风貌影响明显,不宜采用。提出了对游人可能接触到的接闪杆金属部位应采取防接触电压的保护措施。     

故宫博物院“6·23”雷击事件分析

2011年6月23日故宫博物院锡庆门、箭亭等5个场所遭雷击.利用该日常规天气资料、卫星资料、雷达资料、大气电场资料、闪电定位资料,分析了该次雷击事件的天气背景和雷击时段大气电场、闪电分布的相关特征;根据雷击现场调查,分析了故宫遭雷击的具体原因和防雷薄弱环节,针对存在的问题给出了整改建议;提出了采取小范围雷电监测预警措施,进行故宫精细化雷电监测预警,改善故宫防雷现状.相关结论可以为文物古建场所的雷电监测预警以及防雷措施的选择提供参考.     

高架地铁线（站）防雷若干问题探讨

地铁是机电系统、电气系统和电子系统高度集中的工程建设项目,雷电对地铁各控制系统的功能、对乘客及相关人员的人身安全带来严重的威胁.通过计算北京地铁新城五线高架车站的年预计雷击次数,对地铁在特大型城市中的重要性、发生雷电事故后果严重程度进行分析.结果表明,地铁高架车站(及高架区间)应为第二类防雷建筑物.运行列车遭受雷击可能性分析表明,充分利用高架区间灯杆的高度,在接触轨和走行轨上按一定的间隔安装专用电涌保护器有利于加强和完善列车和牵引电源的雷电防护.分析了在高架桥梁的防雷接地中大量使用地极保护器的利与弊,探讨了通过加强对杂散电流防腐的设计来减少或不使用地极保护器的基本构思.