ESE滚球法--(欧翔)单针.doc

Satelit+设 计 培 训 材 料 （单针）杜尔-梅森防雷高科技有限公司ESE滚球法简介欧翔第一章 单针一、概述ESE（提前放电避雷针）的保护范围与传统的接闪器的保护范围的计算方法虽然都是采用滚球法，但是由于诸多复杂因素的影响：如ESE只在少数几个国家被纳入国标，而在我国尚未采纳；提前放电的原理尚处于研究发展的阶段，还未形成成熟的理论；对上行抢先距离的理解还有一定的困难等。所以目前在国内的防雷工程设计中使用ESE时每当涉及到保护范围的计算时对保护范围的描述基本上都采用表格法。表格法有两大缺陷：一是数据不连续，二是只给出零高度的保护半径。正是由于表格法的这种局限性不仅给我们的工程设计人员带来的很多麻烦，而且影响了ESE的推广使用。本文将在表格法的基础上给出一个应用性的计算公式，经实践证明，该公式可以缩小表格的局限性，从而为ESE的工程设计带来更大的方便。二、条件说明为了方便对公式的理解，先将一些使用条件说明如下：1、 只考虑单根独立的ESE。地面避雷针2、 大地坡度为零。地面避雷针3、 针杆均为竖直安装，即针杆轴线与重力方向重合。地面避雷针4、 周围的建筑物假设不存在。地面避雷针规定了上述4条后，ESE的保护范围是一个轴对称的空间范围，其纵剖面如下图所示。滚球避雷针滚球球心运动轨迹保护范围抢先球此时用保护半径对该空间进行描述比较合适。保护半径只随高度变化，不随方向变化。三、变量说明1、 ESE的表格参数符合法国国标，即滚球半径x为一类 x=20m，二类x=45m，三类x=60m，堆场x=100， 考虑中国的实际情况，一类常用x=30m。则滚球半径的定义域为x20，30，45，60，100。x滚球2、 抢先击距y的计算公式为 y=VTV为先导传播速度，半径为m/s，一般取V=1m/sT为抢先启动时间，半径 为s，该值由产品的型号确定，以法国“satelit+”为例：T25，40，50，60由此可算出：y25，40，50，60y抢先球3、 针尖高度z为针尖至地面的竖直距离而非针尖至楼面的竖直距离，按照法国国标，当建筑防雷等级确定后，针尖高度z不能超过滚球半径x。则针尖高度z的定义域为z=0，x。z避雷针4、 当滚球半径x，抢先距离y及针尖高度z确定后，ESE的保护范围也就确定了，这是一个轴对称的图形，其对称轴就是针杆的轴线。当我们用一个水平的计算平面去剖切这个保护范围时，就会得到一个圆的剖面，我们定义该圆的半径为保护半径R，计算平面到地面的距离为计算高度h，则可知，R是h的函数。由于计算高度h不可能高于针尖高度z，所以计算高度的定义域为h0，z。Rh滚球避雷针计算平面抢先球上述4条规定了4个自变量x，y，z，h的定义域，保护半径R是滚球半径x，抢先距离y，针尖高度z，计算高度h的函数，计为R=f(x，y，z，h) 或R（x，y，z，h）四、公式说明1、保护半径R（x，y，z，h）是分段函数2、定义域为： 滚球半径 x20，30，45，60，100抢先击距 y25，40，50，60针尖高度 z0，x计算高度 h0，z3、当针尖高度z5，x米时：(x,y,z,h)=(x+y)2-(x-z)21/2-x2-(x-h)21/2RRh滚球避雷针计算平面抢先球4、当针尖高度z0，5)米时：(x,y,z,h)=(x,y,5,0)*(z-h)/5RRh滚球避雷针计算平面抢先球五、使用说明1、按照现场勘察资料根据建筑物防雷设计规范（GB50057-94）确定建筑物的防雷分类。或者根据客户提供的信息确定建筑物的防雷分类。滚球半径x为一类 x=30m，二类x=45m，三类x=60m，堆场x=100m。2、选择ESE的型号，算出抢先击距y。3、根据建筑物的高度选择针尖高度z，一般增加35米即可。4、根据建筑物的高度选择计算高度h，一般取若干个危险点的高度。5、打开ESE保护半径（Excel文件）单击单针公式（工作表）。6