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5.2 】接 闪 器
【
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,。
5.2.1 !表5.2.1是根据!IEC 62305!-3:: 2010第【。30页的表6—及,其2006年第1】版标准的表6—制定的
《
5.2.!2, 本条接闪—杆所:采用的尺寸沿用习】惯采用的《。数值按热稳》定检:。验只要很小》的截面就够了—所,采用的尺寸主—要是考虑《机械强?。。。度和防腐蚀》问题在?同样的风压和长度下!本条:采用的钢《。管所:产生:的挠度比圆》钢的小经计算如果】允许挠度采》用,1/50则各尺寸的!允许风压可达—表9:所示的数值
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【
?5.2.3 本条!是根据?美国防雷《装置标准NF—PA 780-2】004Standa!rd for th!e i?nst?allation】 of li—gh:tning —prote》。ction sy】s,t,ems的第A.4.!6.2条和IEC】 ,62:305-3》: :2010第》98页E.5.【2.4.1的注【而制定的前者是根据!以下文献C.—B.MooreWi!lliam Ris!onJames 】Mathisa【。。nd Grav【don Au—lich“Lig】htni《。ng: ,Rod lmp【rove《ment 》St:u,dies”Jour!。。nal o》。f Appli【ed Meteor!o,logyV01【.39(200【0):。M,a,。y(No.5)【593?~609制定的;】后者的注是“研【究表明接闪》杆的接闪端做—成钝形是有》益处的?”(:Re:search 【has shown! that》。 it i》s, advan—tag?eous 》for air-】terminat】ion r》ods 《to have 】a, blunt t】ip)
】
5.?2.5 截面从不!小于3?5mm2 改为【不小:于50mm2 是根!据本:规范表?5.2?.1的规定》制定的
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5.2.6 【 表5.2》.6是?根据IEC —62305-3:】 20?10第?99页的表E.1】制定的?
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5.—2.7 本—条是参照IEC【 6230》5-:3,: :2010第20页的!。5.2.5制—定的
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已【证实:铁板遭?雷击时仅当其厚度】小于4m《m时才有《可能与闪击通道接触!处由于?熔化而烧穿
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— 雷击电流的【电荷对直接在—。闪电雷击点》的,能量转换W以—及,对雷电流继》续以:电弧的形《式越过所有绝—缘,间隙之?处的能量转换W【。起着决定性的—作用例如接闪—。杆,顶端接闪《处的熔化或》者引:。起飞机铝外壳的【。熔化:以及保护间隙电极的!熔化就是这电荷引】起的
! 金属体与闪】。击通道接触》处的能量转换过程极!为复杂而且不好准确!计算当这一现象用】简,化的模型表》示时可假定接触【处即电弧根部的能量!转换由电荷》与发生于微米级【范围内的阳》极或阴?极,。。。电,压降的乘《积产生即在所要【考虑的?雷电:流范围内《几乎是个常数其【值,为数十伏(》在以下的计算—中取:其值为3《0V)考虑全部能量!用于加热金属体【这样:的计算偏于》安全侧可《按下式计《算,
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! 式中V被熔化】金,属的体积(m3);!。
— —。 ua,c阳极或】阴极表面的电压降】(V)采用3—0V;
! : Q雷电】流的电?荷(:C);
《
【 , : γ被熔化金属】的密度?(kg/m》3):;
:。
【 》cw热容量[J/(!kg·K)];
!
【 θs 熔!化温度(℃);
】
【 , θ》u 》环境温度《(℃:);
【。
, — cs 【熔化潜热(J—/kg)《
— 几种金属物!的相关参数见表1】0
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!
注不【锈钢为非磁性的奥氏!。体不锈钢《
— ? 将表10的相关】数值代入式(—21)得雷击每库仑!(C)能熔化以下的!金,。属体积铝V/Q≈1!1,.6mm3/—C,;软钢V/》Q≈4mm3—/C;铜V/Q≈】5.5mm3—。/C
》
? , 在原西德【慕尼黑联邦国—防军大学的高压【实验室做过分—析研究得出对金【属板穿孔《起决定性作用的不】是短时雷击电—荷Qs(见》本规范表F.0.1!-1)而是长时间雷!。击电荷Q1(见【本规:范表F.0》.,1-4)其研究【结果是当Q1=1】00:C(第三类防雷建】筑物的雷击参量)】。时对1.5mm【厚的钢板、黄—铜板、铜板以及2m!m厚的?铝,板在:。各种情况下均—穿孔穿孔的直径约】为4:mm~8mm—当Q1=200C】(第一类防雷建【筑物的雷击参量)时!对2mm厚的—钢板:、黄铜板、铜板以】及2.5m》。m厚的铝板》在各种情《况下均穿孔穿孔的直!径,对钢板、黄铜—板、铜?板约为?。4mm~12—mm对铝板的穿孔直!径约:为7:mm~1《3mm?(对铝板约有—25%的情况甚至3!。mm也熔化穿—孔)
《
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》 近年来经常—采用一种夹有非易】燃,物保温层的双金【属板做?成的屋面板(彩板)!在这种情《况下只要上层—金属板的《厚度满足本》条第2款的要求就可!以因为雷击只—会将上层金属板熔】化穿孔?不会击到下》层金属板而且上【层金属板的》熔化物?受到下层金属板的阻!挡不会滴落到下层】金属:板的下?方要强调的是夹【层的物质必须—是非易燃物且选用高!级,别的阻燃类》。别
5.!2.9 敷—设在混凝土》内的金?属体:由于受到混》凝土的保护不需要采!取防腐措施》但金属体从混凝土】内向外引《出处:要适当采《取防腐措施
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5《.2:.10 《 由:于这类共用》天线可能改变—位置、改型、取消故!作,本,条规定
《
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5.2》.12 《 滚球?法是:以,hr为半《径的一个球体沿【需要:防直击?雷的部位《滚动当球体只—触及接闪器包括被】利用作为接闪器的金!属体或只触》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?则该部位《就得到接《闪器的保护》滚球法确定接闪器保!护范围应符合本【规,范附:录D的规定
】
表】5.:2.12是参—考IEC《 62?305-3:—。2,010?第18页5.2【.2的?规定及其《表2并结合我国【具,体情况和《以往的习惯做—法,而制:定的
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《 “5》.,2.2布置安装【在,建筑物?上的接闪器应按【照以下方法之一【或多种方法》组合将其布置在各】个角上、各突—出点上和各边沿【上(特别是各—立面的上水》。平线上)在确—定接闪器的》布置位置时》所采用的《。可接:受的方法包括—。保护角法、滚球【法、网格法滚球法】适合于所有情—况·:。·····网格法适!合于保护平的表【面表2对每》一防雷级别给出这】三种方法的相应值”!
】 上述《引文中的“表—2”即下面》的表11
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《 保护角是【以滚球法为基础以】等效面积计算而【得使保护角保护【。的空间等于滚—球法保?护的空间;但在具体!位置上它们》的保护范围有—明显的矛盾为避免以!后在:应用上的争议故【本规范不采用保【护角法
《
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用防雷!网格形导体》。以给定的网格—宽度和给定的引【下线间距盖住需【要防雷?的空间这种方法【也是一种老方法【通常被称为法拉第】。保护形?式,
】 用许《。多防雷导体(通【常是垂直和水平导】体)以下列方法盖住!需,。要,防雷的空间》即用一给定》半径的球体滚过【。上述:防雷导体时不会触】及需要防雷的空间这!种方法通常被称【。为滚球法它是基【于,雷闪:数学模型(电气【几何模型)其—关系:式如下式引自—IEC 62—。305-1》2010第36页的!式(A.1)
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hr=》10·I0.65 ! 】 (22)
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式】中hr雷《闪的最后闪络距离(!击距)也即本章所】规定的?滚球半?径(m);
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! I与h》r相对应的得到保】护的最小雷电流【幅值(kA》)即比该《电流小的雷电流可】。能击到被保护的空】间
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】在,电气几何模型中【雷击闪电先导的【。发展:起初是不确定的直】到先导头部电—。压,足以击?穿它与地面目标间的!间隙时也即先导【与,地面目标的》距离等于击距—。时才:。受到地面影响而开始!定向
】 与hr相】对应的雷电流按式(!22)整理后—为I=(hr/【10)1.54【以本条表5.2.】12的h《。r,值代入得对第一类防!雷建筑?物(:hr=30m)【I=5.4≈5kA!;对第二类》防雷建筑《。物(hr《=45m)I—=10.1≈10k!A;对第三类防【雷建筑?物(hr=6—0m)I=》15.8≈》1,6kA即雷》电流小于上述数值时!闪电有可能穿过接】闪器击于被保护【物上而等于和大【于上述数值时闪【电将击于《接闪器?。
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? 本规《范所提出的》接闪器保护范围是以!滚球:。法为基础的其优【点是
! :。 ,1 除独立接闪杆!、接闪线受相应的】滚球半径《。。限制其高度》外凡安?。装,在建筑物上的—接闪:杆、接闪线》、,接闪带?不,管建筑物的》高度如何都可采【用滚球法《来确定保护范围如对!第二、?三类防?。雷,建筑物?除防侧击《按,本规范?第4.3《.9条和第》4.4.8条处理】外,只要在?建筑物屋顶采用滚球!法可以任意组合【接闪杆、接闪线【、接闪带例如首先在!屋顶周?边敷设一《圈接:闪带然后《在屋顶中部根据其形!。状任意组合接闪杆】、接闪带取》。相应的滚球半径的一!个球体?在屋顶滚动》。只要球体只》接触到接闪杆或接闪!带而没有接》触到要?保护的部位就达【到目的这是以前【接闪杆、线确定保护!范围的方法(—。折线法)无》法比较的优点
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2 】 根据不同》类别的?建筑物选用》不同的滚球半径区别!对待它比以》前的折线《法只有一种》保护:范,围更合?理,
《
? ?3, 对接闪杆—、接:闪线、接闪》带采用同一种保【护范围(即同一【种滚球?半径)这给设计工作!带来种种方便之处使!两种接闪器》。形,式任意组合成为可能!
】 :本条:表5.2.12并】列两种?方法它?。们是各自《独立的不管》。这,两种方?法所限定的被保护空!。间可能出现的差别】在同一?场合下可以》同时出?现两种形式的保护方!法例如?在建筑?物屋顶上首先采【。用接闪网保护方法】布置完成后有一突出!物,高出接?闪网保护《该突出物的方—法之一?是采用接闪杆并用滚!球法确定其是否处】于接闪杆《的保护范《围内但此时可以【将屋面作为地面看待!因为前面已指出屋面!已用接闪《网方法保护了;反】。之也一?样又如同前例屋顶】已用接闪网保—护为保护低于—。建筑:物的物体可用上述】接闪网处于四周【的导体作为》接闪线用滚》球法确?定其:保,护范围是否保护到】低处的物体再—。如在:矩形平屋《面的周边有女儿墙其!上安:装有接闪带在这种情!况下屋面上》是否需要敷设接闪】网,。当女:儿墙上接闪带距屋】面的垂直距》离S(?m)满足下式时屋】面上可不《。敷设接闪网》
S>】hr-[hr2-(!d/2)2》],1/2 《 【 (23)—
?
— 式中hr按本条表!。。5.2.12选【用的滚球半径(【m);
—
】 d女儿墙—上接闪带间的距【离(沿屋《面宽度方向》的距离)(m—),
】。 若屋《面中央高于》女儿墙根部的屋面】则式(?23:)的S?为女儿墙上接闪【带,至屋:面中央高处水—平面:的垂直距离
【