避雷針安裝規(guī)范

1、避雷針安裝規(guī)范建筑及房產(chǎn)信息 2010-03-12 11:17:37 閱讀239評(píng)論0字號(hào)：大中小常用避雷針（這里僅指單針）保護(hù)范圍的計(jì)算方法主要有折線法和滾球法，為此，就折線法”和滾球法”的計(jì)算進(jìn)行了初步的分析和探討，得岀：折線法”的主要特點(diǎn)是設(shè)計(jì)直觀，計(jì)算簡(jiǎn)便，節(jié)省投資，但建筑物高度大于20 m以上不適用； 滾球法”的主要特點(diǎn)是可以計(jì)算避雷針 （帶）與網(wǎng)格組合時(shí)的保護(hù)范圍，但計(jì)算相 對(duì)復(fù)雜，投資成本相對(duì)大。在避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算方法中，折線法”是比較成熟的方法。近幾年來(lái)，國(guó)標(biāo)中規(guī)定的滾球法”也開始得到同行的認(rèn)同，但在實(shí)際運(yùn)用中，滾球法”也碰到一些問題，特別是在計(jì)算天面避雷針保護(hù)范圍的時(shí)候。

2、因此有必要對(duì)電力系統(tǒng)常用的折線法”和國(guó)標(biāo)的滾球法”進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)其中存在的問題。1折線法”避雷保護(hù)計(jì)算折線法”在電力系統(tǒng)又稱 規(guī)程法”即單支避雷針的保護(hù)范圍是一個(gè)以避雷針為軸的折線圓錐體。L/620 997交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合標(biāo)準(zhǔn)就規(guī)定了單支避雷針的保護(hù)范圍，見圖。1.1避雷針在地面上保護(hù)半徑的計(jì)算計(jì)算避雷針在地面上的保護(hù)半徑可用公式式中：Rp 保護(hù)半徑；h 避雷針的高度；P高度影響因數(shù)。其中，P的取值是：當(dāng) h<30 m，P= 1 ;當(dāng)30 m的h的純數(shù)值；當(dāng)h>20 m時(shí)，只能取h=120 m。1.2被保護(hù)物高度hp水平面上保護(hù)半徑的計(jì)算a）當(dāng)hp> 0

3、5h時(shí)，被保護(hù)物高度hp水平面上的保護(hù)半徑式中：Rp避雷針在hp水平面上的保護(hù)半徑；hp被保護(hù)物的高度；ha 避雷針的有效高度。b）當(dāng)hp v 0.5h時(shí)，被保護(hù)物高度 hp水平面上的保護(hù)半徑2滾球法”避雷保護(hù)計(jì)算滾球法”是國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）推薦的接閃器保護(hù)范圍計(jì)算方法之一。我國(guó)建筑防雷規(guī)范G50057 994（2000年版）也把滾球法”強(qiáng)制作為計(jì)算避雷針保護(hù)范圍的方法。滾球法是以hR為半徑的一個(gè)球體沿需要防止擊雷的部位滾動(dòng)，當(dāng)球體只觸及接閃器（包括被用作接閃器的金屬物）或只觸及接閃器和地面（包括與大地接觸并能承受雷擊的金屬物），而不觸及需要保護(hù)的部位時(shí)，則該部分就得到接閃器的保護(hù)。滾球

4、法確定接閃器保護(hù)范圍應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定，見表。應(yīng)用滾球法，避雷針在地面上的保護(hù)半徑的計(jì)算可見以下方法及圖a）避雷針高度h< hR時(shí)的計(jì)算2距地面hR處作條平行于地面的平行線。以針尖為圓心、hR為半徑作弧線交于平行線 A，兩點(diǎn)。以A,為圓心，hR為半徑作弧線，該弧線與針尖相交并與地面相切，這樣，從弧線起到地面就是保護(hù)范圍。保護(hù) 范圍是一個(gè)對(duì)稱的錐體。避雷針在hP高度的xx'平面上和在地面上的保護(hù)半徑，按公式2（4）計(jì)算確定式中：Rp 避雷針保護(hù)高度xx'平面上的保護(hù)半徑；hR滾球半徑，按表確定；hp被保護(hù)物的高度；R0避雷針在地面上的保護(hù)半徑。b）當(dāng)避雷針高度h > hR

5、時(shí)的計(jì)算在避雷針上取高度hp的一點(diǎn)代替單支避雷針針尖并作為圓心，亦可見圖2。3滾球法”計(jì)算天面避雷針保護(hù)范圍存在的問題3.1 存在問題用 滾球法”計(jì)算避雷針在地面上的保護(hù)，保護(hù)范圍可以很好地得到確認(rèn)，但用 滾球法”計(jì)算天面避雷針保護(hù)范圍時(shí)卻存在較大的誤差。滾球法”是以避雷針和被保護(hù)物所在平面為一無(wú)限延伸的平面作為前提的，當(dāng)被保護(hù)物位于屋頂天面時(shí)，天面不是一個(gè)無(wú)限延伸的平面，況且，當(dāng)滾球同時(shí)與避雷針尖和天面避雷帶 接觸時(shí)，滾球和天面之間不存在確定的相切關(guān)系。因此建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范中給出的計(jì)算公式將不能 直接運(yùn)用。在這種情況下，我們?cè)鯓佑?jì)算其保護(hù)范圍呢？由于天面不可延伸且形狀不規(guī)則，因此，根據(jù)滾球

6、法計(jì)算 保護(hù)范圍的原理，當(dāng)避雷針位置確定后，滾球在以避雷針尖作為一個(gè)支點(diǎn)，以避雷帶上任一點(diǎn)作為另一支 點(diǎn)滾動(dòng)時(shí)，它在一定高度的保護(hù)范圍也將是一個(gè)不規(guī)則的圖形。從理論上講，要想知道被保護(hù)物體能否得 到全面保護(hù)，我們需要計(jì)算出以避雷針尖為一個(gè)滾球支點(diǎn)，以避雷帶上的所有點(diǎn)作為另一個(gè)滾球支點(diǎn)時(shí)， 用避雷針在一定高度的所有保護(hù)半徑來(lái)確定被保護(hù)物體能否完全得到保護(hù)。這種計(jì)算方法在實(shí)際應(yīng)用中有 一定的偏差。因此，我們需要尋找一種簡(jiǎn)便的方法來(lái)計(jì)算被保護(hù)物體能否得到避雷針的完全保護(hù)。從滾球法計(jì)算保護(hù)范圍的原理中，我們可以得出如下推論：a）以避雷針的頂點(diǎn)為一個(gè)支點(diǎn)，另一個(gè)支點(diǎn)距避雷針基點(diǎn)的垂直距離越近時(shí)，其在一定

7、高度的保護(hù)半徑越小，反之，另一個(gè)支點(diǎn)距避雷針的基點(diǎn)垂直的距離越遠(yuǎn)（不能超過滾球半徑）時(shí)，其在一定高度的保護(hù)半徑越大。b）當(dāng)被保護(hù)物體最高點(diǎn)垂直于避雷針的平面上，計(jì)算出的保護(hù)半徑大于被保護(hù)物體上最遠(yuǎn)點(diǎn)距避雷針的 垂直距離時(shí)，該被保護(hù)物體可得到避雷針的全面保護(hù)。根據(jù)以上推論，我們只要計(jì)算出避雷帶上距避雷針基點(diǎn)最近（指以避雷針基點(diǎn)作為起點(diǎn)，經(jīng)被保護(hù)物體在天面上的正投影與避雷帶上各點(diǎn)連線中的最短距離）的點(diǎn)作為支點(diǎn)時(shí)，一定高度的保護(hù)距離，即可判斷出該物體能否得到全面保護(hù)（當(dāng)計(jì)算出的保護(hù)距離大于該被保護(hù)物體到避雷針的垂直距離的最大值時(shí)，被保護(hù)物體得到全面保護(hù)，反之，則相反 ）。3.2舉例說明假設(shè)天面有一物

8、體，物體的高度為3 m,其最遠(yuǎn)點(diǎn)距避雷針基點(diǎn)的垂直距離為7m,避雷帶上距避雷針基點(diǎn)最近的點(diǎn)（該支點(diǎn)與避雷針基點(diǎn)的連線經(jīng)過被保護(hù)物體在天面的正投影）距避雷針的垂直距離為 5 m。避雷針設(shè)多高才能對(duì)該物體進(jìn)行全面保護(hù)？根據(jù)以上條件，假設(shè)避雷針的基點(diǎn)為0點(diǎn)，被保護(hù)物體上距避雷針的最遠(yuǎn)點(diǎn)設(shè)為A點(diǎn)，滾球的另一個(gè)支點(diǎn)為點(diǎn)，依據(jù)滾球法的原理，可作圖3。a）分別以A，兩點(diǎn)為圓心，以hR為半徑劃圓弧，則圓弧相交于E點(diǎn)，E點(diǎn)即為滾球的圓心。b）以E點(diǎn)為圓心，以hR為半徑劃圓，則該圓一定經(jīng)過 A,兩點(diǎn)且與避雷針相交于 C點(diǎn)（當(dāng)E點(diǎn)距避雷針 的垂直距離大于hR時(shí)，無(wú)交點(diǎn)）,OC即為所求避雷針的高度。c）經(jīng)過滾球中心點(diǎn)

9、E點(diǎn)作垂直于0的直線，與0的延長(zhǎng)線相交于F點(diǎn)。連接EA，EB，EC，則線段EA， EB，EC相等且等于滾球半徑。經(jīng) A，C兩點(diǎn)作垂直于EF的直線，與EF相交于I， H兩點(diǎn)。d）設(shè)F=x，EF=y，避雷針高度 OC=h，滾球半徑取45m,則可得方程組y=43.95 m 。避雷針的高度應(yīng)取一定的裕量，所以取高度為7.5m，可對(duì)物體進(jìn)行全面保護(hù)。如果用 G50057 994標(biāo)準(zhǔn)給出的滾球法計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，所得結(jié)果為h= 6.4m，被保護(hù)對(duì)象可能得不到全面保護(hù)，存在一定雷電繞擊概率。4實(shí)例比較下面以發(fā)電廠一些常見建筑物的保護(hù)面積來(lái)比較兩種計(jì)算方法（由于電廠的建筑物多數(shù)屬于第三類防雷建筑物，所以滾球半

10、徑按第三類防雷建筑物選擇，即hR=60 m）。某電廠油區(qū)有兩種規(guī)格的油罐，油罐保護(hù)高度hP分別為8 m和25 m,都設(shè)置了同樣高度的避雷針，避雷針高度h=40 m,油罐保護(hù)半徑分別以折線法和滾球法進(jìn)行計(jì)算。4.1折線法根據(jù)公式（1），油罐保護(hù)高度8m的地面保護(hù)半徑等于油罐保護(hù)高度25 m的地面保護(hù)半徑，R=5hP=52.2 m。這是因?yàn)楸Ｗo(hù)高度 hP=8 m v 0.5h=20 m，而保護(hù)高度 hP=25 m > 0.5h=20 m。油罐保護(hù)高度 8 m水平面 上的保護(hù)半徑 Rp = （1.5h - 2hp）P=20.88 m。油罐保護(hù)高度 25 m水平面上的保護(hù)半徑 Rp = （h h

11、p）P= 13.05 m 。4.2滾球法因?yàn)楸芾揍樃叨萮=40 m，滾球半徑hR= 60m，h v hR,根據(jù)公式2，油罐保護(hù)高度8 m的地面保護(hù)半 徑等于油罐保護(hù)高度25 m的地面保護(hù)對(duì)比以上數(shù)據(jù)，可以看出，在相同的條件下（滾球半徑按第三類防雷建筑物選）,用滾球法”計(jì)算出來(lái)的建筑 物高度水平面的保護(hù)半徑（13.72 m和7.84 m）要比 折線法”計(jì)算出來(lái)的保護(hù)半徑（20.88 m和13.05 m）要 小，換言之，要達(dá)到相同的保護(hù)半徑，用滾球法”計(jì)算出的避雷針高度要比 折線法”計(jì)算出來(lái)的高度要高，可見滾球法'要比折線法”對(duì)獨(dú)立避雷針的要求略高一些。只有第三類防雷建筑物的高度低于20

12、m時(shí)，滾球法”算出的避雷針保護(hù)范圍才與折線法”算出的保護(hù)范圍相似。5結(jié)論綜上所述，可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：a）折線法”的主要特點(diǎn)是設(shè)計(jì)直觀、計(jì)算簡(jiǎn)便、節(jié)省投資，但只適用于20 m以下的避雷高度，不能計(jì)算高度20 m以上建筑物的保護(hù)范圍，而且計(jì)算結(jié)果與雷電流大小無(wú)關(guān)。b）滾球法”的主要特點(diǎn)是可以計(jì)算避雷針（帶）與網(wǎng)格組合時(shí)的保護(hù)范圍。凡安裝在建筑物上的避雷針、避 雷線（帶），不管建筑物的高度如何，都可采用滾球法來(lái)確定保護(hù)范圍，并且保護(hù)范圍與雷電流大小有關(guān)，但獨(dú)立避雷針、避雷線受相應(yīng)的滾球半徑限制（60 m），其高度和計(jì)算相對(duì)復(fù)雜，比折線法”要增大投資。c）天面避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算必須具體情況具體分

13、析，用滾球法的原理設(shè)計(jì)出不同的避雷針組合，對(duì)天面上的重要設(shè)施進(jìn)行保護(hù)。由于對(duì)大氣電學(xué)特別是閃電規(guī)律的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)在還處在很不成熟的階段，主要原因之一是由于閃電現(xiàn)象的 隨機(jī)性，而且大氣現(xiàn)象還與地理位置，地貌等有關(guān)。所以無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是在國(guó)外，對(duì)防雷技術(shù)的看法還有 很多意見。目前電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備直擊雷防護(hù)都是根據(jù)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，而按照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行 的電力設(shè)備直擊雷防護(hù)設(shè)計(jì)，從 949 年至今已經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的安全運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的考驗(yàn)，沒有出現(xiàn)重大問 題。在對(duì)建筑物防雷設(shè)計(jì)國(guó)標(biāo)送審稿審查時(shí)，電力系統(tǒng)過電壓方面的專家已經(jīng)指出，電力設(shè)備不同一般建 筑物，因此該國(guó)標(biāo)不一定適用于電力系統(tǒng)中電力設(shè)備的直擊雷防

14、護(hù)。但 “滾球法 ”對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高層建筑 保護(hù)有很大的優(yōu)勢(shì)，了解規(guī)程中 “折線法 ”和 “滾球法 ”的各自特點(diǎn)，具體工程具體分析，才能制訂出一套安全 經(jīng)濟(jì)的保護(hù)方案。第十三章：干燥通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)熟練掌握表示濕空氣性質(zhì)的參數(shù)，正確應(yīng)用空氣的H- I 圖確定空氣的狀態(tài)點(diǎn)及其性質(zhì)參數(shù)； 熟練應(yīng)用物料衡算及熱量衡算解決干燥過程 中的計(jì)算問題； 了解干燥過程的平衡關(guān)系和速率特征及干燥時(shí)間的計(jì)算； 了解干 燥器的類型及強(qiáng)化干燥操作的基本方法。二、本章思考題I、工業(yè)上常用的去濕方法有哪幾種？態(tài)參數(shù)？II、 當(dāng)濕空氣的總壓變化時(shí)，濕空氣 H-I 圖上的各線將如何變化 ? 在 t、H 相同的條件下，提高壓

15、力對(duì)干燥操作是否有利 ? 為什么?12、作為干燥介質(zhì)的濕空氣為什么要先經(jīng)預(yù)熱后再送入干燥器？13、 采用一定濕度的熱空氣干燥濕物料，被除去的水分是結(jié)合水還是非結(jié)合 水？為什么？14、干燥過程分哪幾種階段？它們有什么特征？15、什么叫臨界含水量和平衡含水量？16、干燥時(shí)間包括幾個(gè)部分？怎樣計(jì)算？17、干燥哪一類物料用部分廢氣循環(huán)？廢氣的作用是什么？18、影響干燥操作的主要因素是什么？調(diào)節(jié)、控制時(shí)應(yīng)注意哪些問題？三、例題例題 13-1：已知濕空氣的總壓為 101.3kN/m2 ,相對(duì)濕度為 50%，干球溫度為 20o C。試用 I-H 圖求解：(a)水蒸汽分壓p；(b)濕度H;(c)熱焓I；(d)

16、 露點(diǎn)td ;(e) 濕球溫度tw ；(f) 如將含500kg/h干空氣的濕空氣預(yù)熱至117oC，求所需熱量Q。解：由已知條件：P= 101.3kN/m2,W 0 = 50%, to=2O° C在I-H圖上定出濕空氣 的狀態(tài)點(diǎn)A點(diǎn)。(a)水蒸汽分壓p過預(yù)熱器氣所獲得的熱量為每小時(shí)含 500kg 干空氣的濕空氣通過預(yù)熱所獲得的熱量為例題13-2 :在一連續(xù)干燥器中干燥鹽類結(jié)晶，每小時(shí)處理濕物料為1000kg，經(jīng)干燥后物料的含水量由 40%減至 5%（均為濕基），以熱空氣為干燥介質(zhì)，初始濕度Hi為0.009kg水？ kg-1絕干氣，離開干燥器時(shí)濕度H2為0.039kg水？kg-1絕干 氣，假定干燥過程中無(wú)物料損失，試求:（1） 水分蒸發(fā)是qm,w （ kg水？ h-1）；（2） 空氣消耗qm,L（ kg絕干氣？ h-1）；原濕空氣消耗量 qm,L'（ kg 原空氣？ h-1）；（3）干燥產(chǎn)品量 qm,G2 （kg?h-1）。解：qmGi=1000kg/h, w仁 40 °C, w2=5%Hi=0.009, H2=