接闪器的保护范围的计算,在GB50057《建筑物防雷设计规范》的附录D‘滚球法确定接闪器的保护范围’中列出了计算单支接闪杆(避雷针)、两支等高接闪杆、两支不等高接闪杆、成矩形布置的四支等高接闪杆、单根接闪线(接闪带、避雷带)、两根等高接闪线的保护范围的保护范围的计算方法,并绘制了相关示意图。
对于广大的雷电防护行业的技术人员,按照GB50057给出的方法,可以用手工的方式对一些简单的情况进行计算,但是在日常工作中,经常遇到远比规范上列出的案例复杂得多的现场情况,比如:多支不等高的且不以规则方式布置的接闪杆、不等高的接闪线、接闪杆和接闪线的联合的保护范围,对这些复杂情况的计算,以手工方式是根本无法进行的,GB50057也没有给出具体的计算方法。这个问题是雷电防护行业中一个经常会遇到的技术难题。
避雷针的防雷作用是它能把闪电从保护物上方引向自己并地通过自己泄入大地,因此,其引雷性能和泄流性能是至关重要的。避雷针的引雷性能已有实验和理论分析如下:
一个竖立在平地的避雷针其引雷空域如图1所示。其中简化包络线是一条抛物线,此线即为在正、负雷雨云下该避雷针的50%击针击地平均分界线。图中小圈为空中各点实验放电统计数据,表示模拟实验下行先导的针尖位置,黑圈表示百分之百击针,白圈表示百分之百击地,黑白各半表示50%击针及击地。
雷击避雷针和地的放电强度与雷电极的极性有关:当雷的极性为正时,雷对避雷针的放电强度高于雷对地;当雷的极性为负时,雷对避雷针的放电强度略低于雷对地。所以在同样电压下雷电极对针的放电距离R与雷电极对地的放电距离H是不同的。
避雷针一般采用圆钢或钢管制成,其直径不应小于下列数值:
a独立避雷针一般采用直径为19mm镀锌圆钢。
b屋面上的避雷针采用直径25mm镀锌钢管。
c水塔顶部避雷针采用直径25mm或40mm的镀锌钢管
d烟囱顶上避雷针采用直径25mm镀锌圆钢或直径为40mm镀锌钢管e避雷环用直径12mm镀锌圆钢或截面为100mm2镀锌扁钢,其厚度应为4mm.
避雷针宜采用圆钢或焊接钢管制成,其直径不应小于下列数值:
针长1m以下:圆钢为12mm,钢管为20 mm
针长1-2m:圆钢为16mm,钢管为25mm
烟囱顶上的针:圆钢为20 mm,钢管为40 mm
焊接处不饱满,焊药处理不干净,漏刷防锈漆。应及时予以补焊,将药皮敲掉,刷上防锈漆。
避雷针针体弯曲,安装的垂直度超出允许偏差。应将针体重新调直,符合要求后再安装。
独立避雷针及其接地装置与道路或建筑物的出入口保护距离不符合规定。其距离应大于3m,当小于3m时,应采取均压措施或铺设卵石或沥青地.
注意:
避雷针如果没接地将是个迎雷针 ,所以必须谨慎。
补充:
避雷针的作用没有一般人想像的那么好,建筑物是否遭雷击有很多因素,有无避雷针只是其中一种。
很多古代的建筑物建筑在山顶上,没有遭受雷击,反而是附近的山谷中容易雷击,这就是因为土壤电阻率不同。山上砂石多,土壤电阻率大;山谷中多有河流,土壤中水分大,土壤电阻率小。