按我国统计的雷电流幅值较大约为300 ka,其对应的雷击高度为408 m。取雷击定位高度为400m,可得出不同高度避雷针的保护区和散击区的地表半径见表1。我国旧式民房一般高度在10 m以下,避雷带和避雷网的高度与房高相同,安装的短针防雷其高度为1~2 m,它们引起的散击现象不明显;“滚球法”的主要特点是可以计算避雷针或避雷带与网格组合时的保护范围,但计算相对复杂,按此方法计算出的投资成本较大。高耸建筑物和高架避雷针引雷招致雷击率和存在散击区。我雷学者历来不主张用高架避雷针保护建筑物,主张用屋顶短针和避雷带防雷就是考虑了既能发挥它的引雷作用,又避免增加散雷区。
单支避雷针的保护范围在dl/t620-997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准中有所规定;但事实上,避雷针保护建筑物的方式并不是避免房屋遭受雷击,而是引雷上身,然后通过其引下线和接地装置,将雷电流引入地下,从而起到保护建筑物的作用。“滚球法”是国际电工委会iec的接闪器保护范围计算方法之一。我国建筑防雷规范gb50057-1994z中也把“滚球法”强制作为计算避雷针保护范围的方法。滚球法是以hr为半径的一个球体沿需要防止击雷的部位滚动,当球体只触及接闪器包括被用作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。近几年来,中规定的“滚球法”也开始得到行业的认同,但在实际运用中“滚球法”也碰到一些问题,-是在计算天面避雷针保护范围的时候。总的来说这二种算法各有特点,一般高层建筑更多的使用“滚球法”。
用了提前放电避雷针就能万无一失吗?我国建筑防雷规范gb50057-1994z中也把“滚球法”强制作为计算避雷针保护范围的方法。事实上没有避雷设备是万无一失的,在保护范围内并不是没有雷击,只是雷击能量较小。从经济观点出发,要达到万无一失也将十分浪费,因此《建筑物防雷设计规范》及其它设计规范和标准均已“减少”雷击为要求。所以按照和进行设计的防雷装置,其防雷安全度也并不是100%。除了-雷,高层建筑还可能受到侧击雷和感应雷的影响。
gfl避雷针塔由于避雷针根据保护范围的要求,需要一定的安装高度,后来在此基础上就有了避雷针塔,也就是塔式避雷针避雷塔,常见有以下几种规格:gfl角钢避雷针塔、gjt圆钢避雷针塔、gh钢管杆避雷针塔等多种形式的金属塔,右图所示的就是gfl系列的角钢避雷针塔。避雷针塔的保护范围还要按照滚球法来计算保护半径和保护范围。此后两千年来,我国古建筑的屋脊上大多安装这一类金属瓦饰,有的是龙,有的是飞鱼和雄鸡,它们虽然形状各异,却都有尖状物指向天空,尽管没有引导线与地面连接,但大雨淋湿的屋檐和墙壁自然起到了连接地面的作用。
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