防雷综合计算题.doc

防雷综合计算题防雷综合计算题六计算题六计算题1、某市平均雷暴日为某市平均雷暴日为 40 天，市区有一建筑物高天，市区有一建筑物高 28m，顶部长，顶部长 50m，宽，宽 10m，女儿墙高，女儿墙高1m，在其顶上安装一支，在其顶上安装一支 8m 高的避雷针，不设避雷网、避雷带，预计这座建筑物每年可能高的避雷针，不设避雷网、避雷带，预计这座建筑物每年可能遭受的雷击次数是多少？能否得到安全保护？遭受的雷击次数是多少？能否得到安全保护？解： egAkNN 63 . 110)200()200()(2024. 0HHHHWLLWATNedg）次 aNNAge/(07. 0024. 0903. 21903. 240024. 0024. 010)28200(2814. 3)28200(28)1050(210503 . 16又根据 )2()2(xrxrxhhhhhhr )(24. 4)28602(28)36602(36mrx答预计这座建筑物每年可能遭受的雷击次数是 007 次/a，在其顶上安装一支 8m 高的避雷针不能安全保护该建筑物2 2、某山区工厂，工厂所在地土壤电阻率、某山区工厂，工厂所在地土壤电阻率 =1000m=1000m，用接地电阻表测得接闪器工频接，用接地电阻表测得接闪器工频接地电阻为地电阻为 171755，引下线接地点到标地体最远端长度为，引下线接地点到标地体最远端长度为 25253m,3m,计算其冲击接地电阻是否计算其冲击接地电阻是否符合规范要求（规定其冲击接地电阻为符合规范要求（规定其冲击接地电阻为 Ri10）？）？解：根据2eLR=ARi )(25.6310002mLeL/Le=25.3/63.25=0.4查表得 A=1.8Ri=17.5/1.8=9.7（）答冲击接地电阻是 9.7,符合规范要求3某市一建筑物上安装了某市一建筑物上安装了 4 米高的避雷针，引下线长米高的避雷针，引下线长 50 米，避雷针和引下线的电感分别米，避雷针和引下线的电感分别为为 1.2H/m 和和 1.5H/m,接地冲击电阻为接地冲击电阻为 4，计算当雷击电流为，计算当雷击电流为 50KA，波头时间为，波头时间为0.25ss 时，在时，在 5252 米和米和 3232 米高度处的对地电位是多少米高度处的对地电位是多少? ?解：根据 dtdihLRIUgz00 （A）331020025. 01050dtdi )(980010200)325 . 1 (41050)(1568010200)505 . 122 . 1 (4105033323352KVUKVU答在 52 米和 32 米高度处的对地电位分别是 15680KV 和 9800KV。

4本市有一民用建筑物长本市有一民用建筑物长 100m，高，高 100m，宽，宽 20m，气候统计给出本市雷击日数为，气候统计给出本市雷击日数为 35.1天天/a，计算其年预计雷击次数？并确定该建筑物的防雷等级？（取，计算其年预计雷击次数？并确定该建筑物的防雷等级？（取 K=1）解：根据： egAkNN 63 . 110)200()200()(2024. 0HHHHWLLWATNedg 0.06 次/aN0.3 次/）次 aNNAge/(14. 0057. 045. 2145. 21 .35024. 0057. 010)100200(10014. 3)100200(100)20100(2201003 . 16答该建筑物年预计雷击次数为 0.14 次/a，属第三类防雷建筑物5有一幢二类防雷框架结构大楼，钢筋的直径为有一幢二类防雷框架结构大楼，钢筋的直径为 16mm，网格宽度为，网格宽度为 2 米，距建筑物米，距建筑物 60米处发生自云对地闪击，求该建筑物米处发生自云对地闪击，求该建筑物 LPZ1区磁场强度和安全距离？区磁场强度和安全距离？解：根据/10181/ )/5 . 8log(20)/(10/)/)(2/(2620/0100rWSFmAHHmAsiHSFa 二类防雷建筑物首次雷击电流强度)(1015030AI )(33. 101256. 01 .106)/( 1 .10610/9 .398)(5 .11008. 0/10181/ )2/5 . 8log(20)/(9 .398)6014. 32/(1015020/5 .1112630GSmAHdbSFmAH 安全距离 )(3 . 210/5 .11210/mSFWds 答该建筑物 LPZ1区磁场强度为 133GS，安全距离为 23m.6有一栋有一栋 15 层高的二类防雷综合楼（长层高的二类防雷综合楼（长 30 米、宽米、宽 9 米）米） ，设有，设有 10 根防雷引下线，当在楼根防雷引下线，当在楼顶雷击点的雷电流为顶雷击点的雷电流为 10KA（10/350SS） ，计算第，计算第 14 层和第层和第 11 层的磁感应强度为层的磁感应强度为 2.4GS时的安全距离时的安全距离解：根据 1A/m=0.01256GSasiH2/00 （顶下四层以下）顶下二层）nKKnKcmCC1( 1 . 0142 )(833. 0)01256. 0/4 . 2(14. 32/101)(667. 1)01256. 0/4 . 2(14. 32/102)( 110110)(2) 1 . 0101(1031131420142014mSmSKAKiiKAKiiaaCC答第 14 层和第 11 层的的安全距离分别是 1.667(m)和 0.833(m)。

7 7接地极的有效长度如何计算？接地极的有效长度如何计算？答 接地极的有效长度接地极的实际长度无关，只和接地极周围的土壤电阻率有关，两者之间的关系按下式确定：式中 L接地极的有效长度（m） ； 敷设接地极处的提纲电阻率（m） 潮湿有机提纲的电阻率约为 10m，则接地极的有效长度为 6.32m（2 =6.32） ；岩床的土壤电阻率约为 104 m，则接地极的有效长度为 200m（2 =200） 因此敷设在潮湿有机土壤中的接地极的有效长度与敷设在岩床中的接地极有效长度相比要小得多8 8工频接地电阻如何换算成冲击接地电阻？工频接地电阻如何换算成冲击接地电阻？答 接地装置的冲击接地电阻与工频接地电阻的换算按下式确定：R=ARi 式中 R接地装置各支线的长度取值小于或等于接地极的有效长度 Le 或者有支线大于 Le 而取其等于 Le时的工频接地电阻（） ；A换算系数，其值和接地极的有效长度和实际长度之比及接地极敷设位置处的土壤电阻率有关；Ri接地装置的冲击接地电阻（） 9.9.设设 SPDSPD 保护系统为两级组成，第一级为开关型保护系统为两级组成，第一级为开关型 SPDSPD，其响应时间为，其响应时间为 100100；第二级为限；第二级为限ns压型压型 SPDSPD，其响应时间为，其响应时间为 5050。

已知雷电流在导线上传播速度为真空光速的已知雷电流在导线上传播速度为真空光速的 2/32/3，为消除，为消除ns盲点，两级导线之间的距离应为多少米？（提示：光在真空中的传播速度为每秒盲点，两级导线之间的距离应为多少米？（提示：光在真空中的传播速度为每秒 3030 万公里）万公里） 解：已知雷电流在导线上传播速度 V=30 万公里/秒2/3=0.2m/；ns第一级 SPD 响应时间为 100；第二级 SPD 响应时间为 50nsns 则两个 SPD 响应时间差 T=100-50=50ns 根据 S=VT=0.2 50=10m 答:为消除盲点，两个 SPD 导线距离应为 10 m10.10.某单位为了保护电器设备，在供电系统安装了三级电涌保护器某单位为了保护电器设备，在供电系统安装了三级电涌保护器 SPDSPD（并联式）（并联式） ，检测发，检测发现现第三级第三级 SPDSPD 安装在被保护设备的前端，已知该电器设备耐压为安装在被保护设备的前端，已知该电器设备耐压为 2.5kV2.5kV，SPDSPD 的残压为的残压为1.3kV1.3kV，接线方式为，接线方式为 T T 型，求型，求 SPDSPD 两端两端 ABAB 之间最大电涌电压之间最大电涌电压 U UABAB为多少？存在什么问题？为多少？存在什么问题？应如何改进？（提示：不考虑电力线屏蔽与否，也不考虑三相或单相。

经计算流经应如何改进？（提示：不考虑电力线屏蔽与否，也不考虑三相或单相经计算流经 SPDSPD 两两端引线端引线 L L1 1、L L2 2（L L1 1+L+L2 2=1.5=1.5m m）的电涌平均陡度为）的电涌平均陡度为 0.750.75 kA/kA/ s,s,引线引线 L L1 1、L L2 2单位长度电感为单位长度电感为L L0 0=1.6=1.6 H/mH/m） 解：求 AB 间最大电涌电压 UAB：已知 SPD 的残压为1.3kV，取最大值1.3kV，SPD 两端引线的电涌平均陡度为 0.75 kA/s，SPD 两端引线长度之和 L1+ L2=1.5m，引线的单位长度 L0=1.6H/mUAB=SPD 的最大残压+引线产生的感应电压 ULkVskAmmHskAmLUL8 . 1/75. 05 . 1/6 . 1/75. 05 . 10故kVkVkVUAB1 . 38 . 13 . 1存在问题：由于 UAB=3.1kV,大于被保护设备的耐压(2.5kV)，设备的绝缘右可能被击穿，导致设备损坏的可能改进：为了使 SPD 能器到保护设备的作用，要求 UAB设备的耐压水平即满足UAB2.5kV。

UAB由两项组成，SPD 残压是不变的，只有减小两端的引线，才能减小感应电压 UL，按照规范要求 SPD 两端引线之和不超过 0.5m，现为 1.5m，应予缩短要求 UAB2.5kV，现为 3.1kV，超过 0.6kV，则减小引线长度=0.6kV/1.6H/0.75kA/s）=0.5 m答:即 SPD 两端引线之和必须小于 1m，才能满足 UAB2.5kV11.11.对雷电流波形前沿用正旋波模拟时，为何首次雷击对雷电流波形前沿用正旋波模拟时，为何首次雷击 10/35010/350 s s 波形用波形用 25kH25kHz z，后续雷击，后续雷击0.25/1000.25/100 s s 波形用波形用 1MH1MHz z？解：首次雷击 10/350s，现用其前沿 T1作正弦波模拟时，前沿 T1正好是一个正弦波周期 T 的 1/4，即 T1=T/4=10s所以周期)(4010441sTT而频率zzkHHTf2525000401010401166同理，后续雷击波形 0.25/100s，周期 T=4T1=40.25=1(s)而zzMHHTf1)(1010111166 12.12.设设 SPDSPD 保护系统为两级组成，第一级为开关型保护系统为两级组成，第一级为开关型 SPDSPD，其响应时间为，其响应时间为 100100；第二级为限；第二级为限ns压型压型 SPDSPD，其响应时间为，其响应时间为 5050。

已知雷电流在导线上传播速度为真空光速的已知雷电流在导线上传播速度为真空光速的 2/32/3，为消除，为消除ns盲点，两级导线之间的距离应为多少米？（提示：光在真空中的传播速度为每秒盲点，两级导线之间的距离应为多少米？（提示：光在真空中的传播速度为每秒 3030 万公里）万公里） 解：已知雷电流在导线上传播速度 V=30 万公里/秒2/3=0.2m/ns已知第一级 SPD 响应时间为 100；第二级 SPD 响应时间为 50nsns 则两个 SPD 响应时间差 T=100-50=50ns 根据 S=VT=0.2 50=10 m 答:为消除盲点，两个 SPD 导线距离应为 10 m13.13.有一栋高有一栋高 1515 层框架结构建筑物，计算机放在第十层内，设该建筑物六面均设有用层框架结构建筑物，计算机放在第十层内，设该建筑物六面均设有用 1212圆钢组成圆钢组成 3m3m3m3m 的网格，求在邻近的网格，求在邻近 8080 米情况下发生首次雷电流米情况下发生首次。