多支不等高避雷針保護(hù)范圍

1、 多支不等高避雷針保護(hù)范圍計算軟件試用版使用說明（文件版本：1.0）一、該軟件的介紹國標(biāo)GB50057在附錄中列舉了單支避雷針、雙支等高避雷針、雙支不等高避雷針、矩形布置的四支等高避雷針以及避雷線的保護(hù)范圍的計算。但實際雷電防護(hù)及檢測工作中經(jīng)常遇到因建筑物的不規(guī)則或者現(xiàn)場條件的限制而不得不使用三支甚至四支以不規(guī)則形狀排列的不等高避雷針的情況，這時這個多支不等高避雷針保護(hù)范圍的計算問題就成為一個難題，所以許多同志在遇到這種情況時往往采取一種回避的態(tài)度，或者將每一支避雷針的單獨的保護(hù)范圍累加起來，作為它們共同的保護(hù)范圍。但實際上多支避雷針的聯(lián)合的保護(hù)范圍相比每支避雷針的保護(hù)范圍的簡單累加要大得多，

2、因為它們可以發(fā)揮聯(lián)合效應(yīng)，用幾支比較短的針可以保護(hù)到比一兩支比較高的針的保護(hù)范圍大得多的范圍，而且其安全性能也比高的針效果要好，即可以達(dá)到1+1 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2的效果。關(guān)于其具體應(yīng)用的實例，可以參考作者發(fā)表于2006年第3期中國雷電與防護(hù)上的一篇論文“避雷帶和短針組合的應(yīng)用”，或者隨本軟件一起發(fā)布的文本文件“多支不等高避雷針在防雷工程中的應(yīng)用”。因為多支不等高避雷針保護(hù)范圍計算的問題太過繁復(fù)，用人工基本上是不可能進(jìn)行計算的，所以最好是用電腦軟件進(jìn)行這一項工作。本軟件作者高磊經(jīng)過長達(dá)近三年時間的努力，成功開發(fā)出來多支不等高避雷針保護(hù)范圍計算軟件，可以對最多達(dá)四支的以不規(guī)則形狀排列的不等高的避雷針的保

3、護(hù)范圍進(jìn)行計算，同時對其是否可以保護(hù)到被保護(hù)物進(jìn)行判斷，并畫出平面示意圖，其技術(shù)達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平。該軟件的投入使用，將給雷電防護(hù)領(lǐng)域的工程設(shè)計和檢測驗收人員在直擊雷防護(hù)計算方面的工作帶來便利。二、該軟件的安裝該軟件是綠色軟件，下載以后會得到一個壓縮文件，解壓以后得到一個文件夾，其中有兩個子文件夾（ico文件夾中存放了幾個圖標(biāo)，project文件夾中存放了幾個用于示范用的工程文件）、三個word文檔（分別是本軟件說明文件、用戶信息登記表以及作者發(fā)表于2006年第3期中國雷電與防護(hù)上的一篇論文，供用戶參考）和一個可執(zhí)行文件，即 LightningProtection.exe文件，可直接點擊運行L

4、ightningProtection.exe，不需要安裝。但因為該軟件需要微軟公司的一個運行環(huán)境，而該運行環(huán)境在用戶的機器上不一定具備，所以如果您無法運行該程序的話，請到下列網(wǎng)址下載：3A3&displaylang=en該運行環(huán)境是微軟公司的產(chǎn)品，保證絕對安全。下載并安裝好該運行環(huán)境以后，即可點擊運行LightningProtection.exe文件，不需要安裝。因為該軟件是作者花費了大量時間和精力開發(fā)出來的，為了保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)，需要對軟件加以保護(hù)。具體來說，在第一次運行該軟件時，需要用戶輸入注冊號，如下圖所示：在這個對話框里面有一行字符形式的信息碼。用戶請將這行信息碼拷貝下來，并填寫隨

5、軟件一起下載的用戶信息登記表，如下所示：軟件用戶信息登記表姓名 高磊工作單位 上海市防雷中心聯(lián)系電話 02167697111手機 信息碼 Fdfdfdfdfdfdf然后將填寫好的登記表文件以電子郵件發(fā)送到作者的郵箱：，在接下來的兩三天之內(nèi)將會收到作者回復(fù)的一封電子郵件，其中有一個注冊號。然后在同一臺電腦上再次運行該軟件，在這個對話框里輸入該注冊號，即可獲得該軟件的試用版本。該軟件的試用版本可以使用，但某些功能是受限制的，也不會得到作者給軟件升級的服務(wù)，只是給用戶一個試用并評估該軟件的時間，期限三個月。試用期滿以后，用戶必須再次注冊，才可以正常使用。如果用戶在使用期間發(fā)現(xiàn)軟件有什么問題或者有什么

6、好的想法，歡迎您積極給作者提供意見和建議，您將獲得作者的獎勵。三、該軟件的使用該軟件的使用非常簡單，下面是其使用界面： 圖 軟件使用界面 該界面的左上部分是避雷針參數(shù)輸入框，用戶可以通過下拉框來設(shè)定避雷針的數(shù)量（有四個選項，分別是1、2、3或 4根避雷針）。輸入框隨避雷針數(shù)量的不同而變化，用戶可以在輸入框中依次輸入每根避雷針在X軸以及Y軸上的平面坐標(biāo)和針尖的高度（每根針有三個數(shù)據(jù)，即針尖的三個空間坐標(biāo)值）。避雷針?biāo)褂玫淖鴺?biāo)系就是我們?nèi)粘Ｊ褂玫钠矫孀鴺?biāo)系，其方向及坐標(biāo)原點的位置由用戶根據(jù)現(xiàn)場的情況本著方便自己使用的原則設(shè)定。輸入過程中注意不要輸錯數(shù)據(jù)，也不要少輸，或者在該輸入數(shù)據(jù)的地方輸入了字

7、母等其它參數(shù)，否則的話程序會報錯，如下圖所示： 圖 輸入數(shù)據(jù)有誤時的報錯界面特別要注意的是，如果要輸入負(fù)數(shù)前面的那個負(fù)號-，一定不要在漢字輸入模式下輸入，否則的話程序會報錯。圖中那個紅色的小圓點，即錯誤存在的地方，按照提示進(jìn)行修改即可。避雷針參數(shù)輸入框的下面是所采用的滾球半徑和避雷針保護(hù)高度的輸入框。其中滾球半徑通過下拉框的方式輸入，共有60米、45米、30米和100米四個滾球半徑，由用戶根據(jù)被保護(hù)物的防雷等級而設(shè)定；保護(hù)高度的數(shù)據(jù)由用戶輸入，但要注意該保護(hù)高度不能高于任何一根避雷針的實際高度，否則的話沒有意義。該界面的右上部分是被保護(hù)物參數(shù)輸入框，其頂點的數(shù)量可以通過下拉框來設(shè)定。下拉框中有

8、三個選項，分別是0、3和4個頂點，分別代表著沒有被保護(hù)物、三角形的被保護(hù)物和四邊形的被保護(hù)物這三種情況。一般來說，大部分被保護(hù)物都可以由這三種情況組合而成；作者正在開發(fā)的后續(xù)版本中將包括圓型和其它形狀的被保護(hù)物，以更好地滿足用戶的需要。用戶可以在輸入框中依次輸入被保護(hù)物各個頂點的參數(shù)，包括其在X軸以及Y軸上的平面坐標(biāo)以及其高度，輸入過程和避雷針的參數(shù)輸入過程基本一樣。但要注意避雷針和被保護(hù)物必須是在同一個坐標(biāo)系中，否則的話無法計算。還有個問題需要注意，即被保護(hù)物如果有四個頂點的話，這四個頂點必須在同一個頂面上。這個頂面可以是水平面，也可以是斜坡面，但必須在同一個面上，否則的話程序無法判斷這四個

9、點是怎樣組成頂面的，如下圖所示： 不在一個頂面上的四個點可能以兩種不同的方式組成兩個頂面用戶如果輸入的四個頂點不在同一個頂面上，程序會提示用戶，并給出可能正確的數(shù)據(jù)，以方便用戶的使用。因此，對于由不同的頂面組成的被保護(hù)物，可以將其拆分，分別進(jìn)行計算。用戶還可以選擇是否繪制保護(hù)范圍的等高線。如下圖，就是一張繪制了等高線的示意圖： 以等高線形式表示的避雷針保護(hù)高度在參數(shù)輸入界面的左上角有文件菜單，里面有打開、保存等選項。其中，保存用于將當(dāng)前這個項目的相關(guān)參數(shù)（避雷針以及被保護(hù)物的坐標(biāo)，滾球半徑，保護(hù)高度等）保存起來，而打開則用于重新打開以前保存的某個項目，這樣就不用重復(fù)輸入相關(guān)參數(shù)了。界面的右下角

10、下面是輸入完畢按鈕。當(dāng)用戶對全部數(shù)據(jù)輸入完畢并確認(rèn)沒有疏漏時，按下該按鈕，該軟件即開始運算工作。運算過程中首先對各項參數(shù)進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)錯誤的話會提示用戶。如果沒有錯誤，該軟件即會自動進(jìn)入繪圖窗體，經(jīng)過一段時間的運算以后，繪制出這幾根避雷針的保護(hù)范圍；如果有被保護(hù)物的話一起繪制出來，并進(jìn)行判斷是否保護(hù)完全。下面是一張保護(hù)范圍的示意圖： 圖 保護(hù)范圍平面示意圖 如圖所示，圖中三個黑色的十字圖標(biāo)，是三根避雷針?biāo)幍奈恢?，針尖的空間坐標(biāo)分別為（3，7，11），（18，3，8），（24，9，8），圍繞著這三根針各有一個紅色的圓圈，是其作為單根針時在滾球半徑45米，保護(hù)高度6米時的保護(hù)半徑；這三根針有

11、一個聯(lián)合的保護(hù)范圍，在圖中是用紅色的較粗的線條繪制的，可以看見，它們的聯(lián)合保護(hù)范圍要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單個保護(hù)范圍的總和。圖中還有一個黑色的方框，這是被保護(hù)物，一座二類防雷建筑物，長21米，寬9米，高6米。這三根針分別布置在它的周圍。在建筑物的左下角，有一個藍(lán)色的小方塊，這是經(jīng)軟件計算得出的被保護(hù)物上的頂面高度與避雷針的保護(hù)高度相差最小的一個點，也可以說是安全度最低的一個點。如果避雷針在這個點上的保護(hù)高度低于被保護(hù)物的頂面高度，則我們可以知道這座建筑物是不安全的；但如若在該點上避雷針的保護(hù)高度高于被保護(hù)物的頂面高度，則可知整個被保護(hù)物都處于避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)。在圖的左側(cè)，顯示的是一些相關(guān)的參數(shù)，最下面

12、是我們的結(jié)論：“保護(hù)不全，在（0.63,0.01）處，相差-0.14米”。用戶可以進(jìn)行避雷針的調(diào)整，讓避雷針可以完全保護(hù)到被保護(hù)物，只要返回上一個界面，將避雷針的參數(shù)做調(diào)整即可。繪圖窗體的右側(cè)，是一排控制按鈕，分別負(fù)責(zé)向上、向下、向左、向右移動圖像、放大、縮小圖像，測量兩點之間的距離，以及刷新圖像，返回上個界面和結(jié)束程序。該軟件具有測距功能，在畫圖界面中，點擊右側(cè)的測距按鈕，軟件會提示用戶先后點擊兩個點，然后在窗體的標(biāo)題框里顯示出這兩個點的距離，并在這兩點之間畫一條線。如下圖所示： 軟件可以測量兩點之間的距離四、使用該軟件的注意事項1、 本軟件因為牽涉到大量的計算，所以運行時間可能比較長，特別

13、是在有四根避雷針的情況下，界面有一段時間可能看上去象是死機了一樣，但其實沒有，大約兩三分鐘以后，即可運算完畢。所以在運算過程中請耐心等待片刻；作者也正在對軟件進(jìn)行改善，盡量減少并改善這方面的問題；2、 本軟件可以計算多支針的保護(hù)范圍，但這多支針之間必須具有相關(guān)性，才可以進(jìn)行計算。比如：如果四根避雷針相互之間的距離大大超過了滾球半徑，則這四根針相互之間其實并不具有聯(lián)合效應(yīng)，也就沒有必要按四根針進(jìn)行計算；或者，四根針，其中有一根針被其它三根針包圍，也不可以按照四根針進(jìn)行計算；或者，三根針，但這三根針幾乎排在一條直線上，則也沒有必要按照三根針進(jìn)行計算。本軟件對于這些比較特殊的情況雖然也具有一定的排查錯誤的功能，但畢竟是電腦，只會按照人給它設(shè)定的程序進(jìn)行機械的計算