中,下行先导在到达由雷击距所限界定的定向高度范围之前,其发展路径是随机的,直到下行先导头部达到地面上某物体可被雷击的范围时,他才会定向的击向?该物体,如图3-2, 当先导?头部进入建筑物顶上避雷针?的雷击范围时,它就定向地?向避雷针顶端发展,这样避?雷针的顶端即为雷击点。从?下行先导头部达到地面上被?击物体的距离就称为雷击距。Р图3-2 雷击距范围(雷击距)Р以这种雷击过程为基础,根据下行先导发展的随机性和定向性来确定建筑物上以及地面上可能出现的雷击点,这就是滚球法的基本思想。? 运用滚球法确定雷击点时,应先选定一个对应于一定雷电流幅值的滚球半径ds,因此,为了确定建筑物上各个可能的雷击点,需要从其上空沿各个方向反复多次地抛投滚球,统计出大量被滚球接触过的点,这一做法可以等值地转变为将滚球沿建筑物屋面连续地滚越建筑物的整体,滚球所能接触到的屋面就是建筑物上可能遭受雷击的区域;滚球不能接触到的地方,则可认为是由建筑物的接闪器能够保护的区域,这一区域称为保护区。如图3-3所示,弧AC和DE以下的空间区域就是保护区。Р图3-3 滚球法在建筑物面上的连续? 滚动确定雷击点和保护范围Р图3-4 用滚球法确定雷击点Р从上面的图可看出被雷击的点距下行先导的距离都等于ds, ds称为雷击距,即滚球半径。它是基于以下的雷闪数学模型(电气-几何模型):Р或简化为:Р式中 hr为滚球半径,? I为与hr相对应的得到保护的最小雷电流幅值(kA)。Р在电气—几何模型中,雷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相对应的雷电流按上式整理后为Р在建筑物的防雷设计中,滚球半径的选择应采用建筑防雷设计规范推荐的数值,计算得到第一类防雷建筑物I=5.4kA,二类为I=10.1kA,三类为I=15.8kA。
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