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防雷工程技术考试题库 六 防雷工程技术考试题库 六 计算题部分计算题部分 1 1 有一栋高 有一栋高 1515 层二类防雷框架结构的建筑物 该楼设有层二类防雷框架结构的建筑物 该楼设有 1515 根引下线 根引下线 1 1 在邻近 在邻近 100100 米情况下发生首次雷击 求大楼附近的磁场强度 米情况下发生首次雷击 求大楼附近的磁场强度 2 2 直击雷击中该大楼 注 首次雷击 直击雷击中该大楼 注 首次雷击 求大楼第四层单根引下线的雷电流 求大楼第四层单根引下线的雷电流 强度 强度 i 二类建筑 io 15OKA Ho io 2 丌 Sa 15OOOO 2 丌 1OO 238 73A m 2 98 高斯 ii 四楼以下 Kc 1 n 1 15 i Kc i0 1 15 15OOOO 1OKA 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 1000 m 1000 m 用接地电阻表测得接闪 用接地电阻表测得接闪 器工频接地电阻为器工频接地电阻为 17 5 17 5 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 25 3m25 3m 计算 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 R Ri i 10 10 A 1 8A 1 8 10001000 的平方根为的平方根为 31 62531 625 本题 本题 8 8 分 分 根据 2 e L R ARi 25 6310002mLe L Le 25 3 63 25 0 4 A 1 8 Ri 17 5 1 8 9 7 答冲击接地电阻是 9 7 符合规范要求 3 3 设在湖边的某机械生产车间 长 设在湖边的某机械生产车间 长 L L 宽 宽 W W 高 高 H H 分别为 分别为 100m100m 40m40m 30m30m 当地年雷暴日为 当地年雷暴日为 4040 天 请通过公式计算其预计雷击次数并判天 请通过公式计算其预计雷击次数并判 定其属于第几类防雷建筑物 定其属于第几类防雷建筑物 T Td d1 3 1 3为 为 121121 本题 本题 8 8 分 分 N K Ng Ae 其中 K 取 1 5 Ng 0 024 Td1 3 0 024 121 2 9 Ae LW 2 L W H 200 H 1 2 h 200 H 10 6 100 40 2 100 40 30 200 30 1 2 30 200 30 10 6 40014 10 6 0 04 N 1 5 2 9 0 04 0 174 0 06 次 a 属于第三类防雷建筑物 4 4 用绘图法或计算法 可任选其中一种方法 计算出以下给定条件的建筑物在用绘图法或计算法 可任选其中一种方法 计算出以下给定条件的建筑物在 地面和屋面的保护半径 如屋面不在保护范围内应增加何种措施保护 地面和屋面的保护半径 如屋面不在保护范围内应增加何种措施保护 条件 属第三类防雷建筑物 长 宽 高分别为 40m 20m 30m 单支避雷 针高 10m 设在屋面中心位置 本题 10 分 解 设保护半径 OA 22 36m 22 2010 500 r0 2 hhh r 40602 40 3200 56 6m r30 2 hhh r 2 3030 hhh r 56 6 30602 30 56 6 52 4 6m 显然远小于 22 36m 故单支避雷针无法全面保护 可采用在建筑物屋面加 装一圈避雷带 同时在中间加一条避雷带 形成网格不大于 20m 20m 的避雷网 防直击雷 5 5 一枝独立避雷针高度 一枝独立避雷针高度 1010 米 为炸药库提供直击雷保护时 请计算该针在米 为炸药库提供直击雷保护时 请计算该针在 5 5 米高度上的保护半径 米高度上的保护半径 保留小数一位 保留小数一位 答 炸药库为一类防雷建筑 滚球半径 hr 30 米 10 米高的避雷针在 5 米高度上 避雷针 A 的保护半径为 r5 2 00 hhh r 2 55 hhh r 10302 10 5302 5 10 5511 22 4 16 6 5 8 米 6 6 某公司设计的水平接地体总长度为 某公司设计的水平接地体总长度为 3333 米 实测工频接地电阻米 实测工频接地电阻 1313 欧 实测土欧 实测土 壤电阻率为壤电阻率为 10001000 欧米 该接地体冲击接地电阻为多少 欧米 该接地体冲击接地电阻为多少 答 接地装置有效长度为 Le 2 2 2 33 3 66 6 米 1000 查图表得 该接地体冲击系数 A 1 65 由 R A R 得 R R A 13 0 1 62 8 0 欧 该接地装置的冲击接地电阻 8 0 欧 7 7 考虑进入建筑物的外来导电物为电力线路 考虑进入建筑物的外来导电物为电力线路 TN STN S 制 制 信号线路 闭路电视 信号线路 闭路电视 线路 金属管道时 设击在建筑物上的雷电流为线路 金属管道时 设击在建筑物上的雷电流为 150KA150KA 问电力线路上可能分 问电力线路上可能分 配到的雷电流为每相多少配到的雷电流为每相多少 KAKA 答 根据 GB50057 94 建筑物防雷设计规范 建筑物遭受 150KA 直击雷击电流时 外来导体上可能遭受的雷击电流约为 150KA 2 75 KA 电力线路上每相可能分配到的雷电流幅值为 75 KA 3 4 6 25 KA 8 8 平顶库房长平顶库房长 1212 米 宽米 宽 5 5 米 高米 高 5 5 米 设为二类防雷建筑 计划采用独立避米 设为二类防雷建筑 计划采用独立避 雷针保护 避雷针设在距库房中心轴线上 距离库房边雷针保护 避雷针设在距库房中心轴线上 距离库房边 3 3 米 如图 米 如图 避雷针的 避雷针的 高度为高度为 1010 米 问避雷针是否能对库房提供完全直击雷击保护 米 问避雷针是否能对库房提供完全直击雷击保护 答 如图所示为库房在 5 米高度上的平面示意图 在直角三角形 ABC 中 AC AB2 BC2 82 62 10 米 库房为二类防雷建筑 滚球半径 hr 45 米 10 米高的避雷针在 5 米高度上 避雷针 A 的保护半径为 r5 h0 2hr h0 h5 2hr h5 10 2 45 10 5 2 45 5 10 8 5 17 28 3 20 6 7 7 米 AC 10 米 避雷针不能对库房提供完全直击雷击保护 9 9 如图所示为某平顶炸药库房 长如图所示为某平顶炸药库房 长 2020 米 宽米 宽 8 8 米 高米 高 5 5 米 米 A A B B 为为 1515 米等米等 高避雷针 问高避雷针 问 A A B B 避雷针是否能完全保护炸药库 避雷针是否能完全保护炸药库 答 炸药库为一类防雷建筑 根据 GB50057 94 建筑物防雷设计规范 5m 3m 12m C A B 滚球半径 hr 30 米 A B 避雷针针间距为 D 6 20 6 26 米 应符合 D 2r0 两针相关距离为 2r0 2 2 2 00 hhh r 2 55 hhh r 226 52 米 满足 D 2r0 所以两针相关有共同保护区域 计算高度为 hx的避雷针在 5 米高度上的保护半径 r5 2 00 hhh r 2 55 hhh r 15302 15 5302 5 26 16 6 9 4 米 库房短边长度一半为 8 2 4 米0 06 次 a 为三类建筑物 12 12 政券公司的天面上有避雷带保护和网络保护 但有四个卫星收发天线 不政券公司的天面上有避雷带保护和网络保护 但有四个卫星收发天线 不 在保护范围以内 需加独立针行保护 已知避雷针位置距最远的接受天线为在保护范围以内 需加独立针行保护 已知避雷针位置距最远的接受天线为 10m10m 并且卫星天线高 并且卫星天线高 4m4m 问需架设多高的避雷针 能够使卫星天线在其保护 问需架设多高的避雷针 能够使卫星天线在其保护 范围之内 范围之内 解 因为证券公司属于第三类建筑物 因此 h 60m 又 h 4m rx 10m 由公式 rx 得 2 hhh r 2 hxhrhx 10 602 hh 4116 h2 120h 994 77 0 解二次方程得 h 60 51 04 8 96 9 0m 所以应架设9m高的避雷针 1313 有一栋高有一栋高 1515 层高的二类防雷综合楼 长层高的二类防雷综合楼 长 3030 米 宽米 宽 9 9 米 米 该楼设有 该楼设有 1010 根根 引下线 当在楼顶雷击点的雷电流为引下线 当在楼顶雷击点的雷电流为 10KA10KA 10 35010 350 s s 计算第十四层和第十 计算第十四层和第十 一层的磁感应强度为一层的磁感应强度为 2 4GS2 4GS 时的安全距离时的安全距离 解 i0 10KA 引下线 n 10 第 14 层分流系数 kc2 1 10 0 1 0 2 则 14 层 i i0 kc2 10KA 0 2 2KA 第 11 层分流系数为数 kc2 1 10 0 1 第 11 层 i i0 kc2 10KA 0 1 1KA 根据雷电流在引下线上产生安全距离 Sa 0 B i 2 式中 0 4 10 7 Wb mA B 为磁感应强度 为特斯拉 T Wb m2 1T 104GS 1GS 10 4T 2 4GS 2 4 10 4T Sa 4 10 7 4 104 22 i 故第 14 层时的 Sa 4 10 7 1 67 m 4 104 22 i 4 2 4 第 11 层时的 Sa 4 10 7 0 83 m 4 104 22 i 4 2 2 第 14 层 2 4 GS 时的安全距离为 1 67m 第 11 层 2 4 GS 时安全距离为 0 83m 14 14 某平屋面建筑物长某平屋面建筑物长 96 00m96 00m 宽 宽 32 00m32 00m 高 高 28 00m28 00m 按 按 GB50057 1994GB50057 1994 第三第三 类防雷建筑物的设计要求用避雷网进行防直击雷保护时 请计算钢材最小用少类防雷建筑物的设计要求用避雷网进行防直击雷保护时 请计算钢材最小用少 量 量 1010 分 分 答 引下线钢材最小用 8 避雷网钢材最小用 8 避雷网为 8 个 24m x 16m 的网格 用材为 8x 24 16 x2 640m 引下线 8 根 48m 的 用材为 8x48m 384m 总用量为 1024m 8 的钢材 15 15 第二类防雷建筑物长第二类防雷建筑物长 宽宽 60m 24m 60m 24m 用示意图表示屋顶面应有多少个避 用示意图表示屋顶面应有多少个避 雷网格 吉林 雷网格 吉林 答 长 60 米 宽 24 米 二类防雷建筑 组成不大于 8m 12m 避雷网格 1212121212 8 注意共计 15 个网格 1616 第一类防雷建筑物防雷接地工频接地电阻为 第一类防雷建筑物防雷接地工频接地电阻为 1010 欧 换算系数欧 换算系数 A 1 4 A 1 4 问问 建建 筑物的地中金属物与防雷地的安全距离是多少筑物的地中金属物与防雷地的安全距离是多少 答 建筑物的地中金属物与防雷地的安全距离 Sel 0 4Ri 3 米 Ri R A Sel 0 4Ri 0 4 10 1 4 2 86 米 所以此建筑物的地中金属物与防雷地的安全距离应大于或等于 3 米 17 17 一建筑物楼内有相当重要的计算机信息设备 建筑面积是一建筑物楼内有相当重要的计算机信息设备 建筑面积是 30m 12m30m 12m 现在 现在 楼顶安装一单支避雷针 试计算所需避雷针高度 楼高楼顶安装一单支避雷针 试计算所需避雷针高度 楼高 10m10m 答 根据题意天面无直击雷防护措施 天面中间设一支避雷针 hx 10m a rx oa 62 152 2612 16 2m r1 hx 2hr hx 1 2 10 90 10 1 2 800 1 2 28 31m r0 rx r1 16 2 28 3 44 5m 从地面算起 避雷针高度 h hr 45 45 45 6 69 38 31m 2 0 2 rhr 22 5 4445 25 18902025 则安装在天面上的避雷针高度为 38 31 10 28 31m 答天面的避雷针高度为 28 31m 18 18 有一座第二类防雷建筑物面积为有一座第二类防雷建筑物面积为 40 12m40 12m2 2 其天面有两个高 其天面有两个高 2 2 米 相距米 相距 1616 米的非金属排风管对称分布 现设计使用一支避雷针对其进行保护 问针高多米的非金属排风管对称分布 现设计使用一支避雷针对其进行保护 问针高多 少米合适 少米合适 提示提示 天面已有避雷带天面已有避雷带 答 已知 rx 8m hr 45m hx 2m r1 13 3m 保护半径 rx 8m 2 xrx hhh 290 2 176 r0 r1 rx 8 13 3 21 3m 根据公式针高 h hr 45 45 45 39 64 5 36m 2 0 2 rhr 22 3 2145 69 4532025 根据计算结果 选择针高 5 36 米合适 19 19 有一高有一高 7 7 米的建筑物 楼顶有环形避雷带 在一侧地面有一个卫星天线 米的建筑物 楼顶有环形避雷带 在一侧地面有一个卫星天线 天线为园形距地面高天线为园形距地面高 4 4 米 直径米 直径 3 3 米 中心距建筑物米 中心距建筑物 5 5 米 见下图 问天线能米 见下图 问天线能 否被保护 如不能 请提出最经济的保护方案 否被保护 如不能 请提出最经济的保护方案 提示 二类防雷建筑物 提示 二类防雷建筑物 避雷带相当于避雷线 带上任意一点相当于一支针的作用 故取针高 h 7m hx 4m hr 4 5m rx 5 1 5 6 5m 才能保护卫星天线 rx 24 1 2 hhh r 2 xrx hhh 790 2 490 4 581344 o 18 55 5 55m 故该楼高 7m 不能保护卫星天线 rx 18 5 90 hh 化简得 h2 90h 625 0 h 2 62549090 2 2 560090 2 8 7490 取负号 h 7 6m 2 8 7490 说明 h 7 6m 才能保护卫星天线 现建筑物高 7m 所以建筑物上安装针的高度 0 6m 取安装针高 1m 20 20 一枝独立避雷针高度一枝独立避雷针高度 1010 米 为炸药库提供直击雷保护时 请计算该针在米 为炸药库提供直击雷保护时 请计算该针在 5 5 米高度上的保护半径 米高度上的保护半径 保留小数一位 保留小数一位 6 6 分 分 答 炸药库为一类防雷建筑 根据 GB50057 94 建筑物防雷设计规范 滚球半径 hr 30 米 10 米高的避雷针在 5 米高度上 避雷针 A 的保护半径为 r5 h0 2hr h0 h5 2hr h5 10 2 30 10 5 2 30 5 10 5 5 11 22 4 16 6 5 8 米 21 21 某二类建筑物天面有一卫星天线 直径为某二类建筑物天面有一卫星天线 直径为 5 5 米 高米 高 6 6 米 距卫星天线米 距卫星天线 1 1 米米 处有一高处有一高 8 8 米的避雷针 请回答避雷针设置是否符合要求 米的避雷针 请回答避雷针设置是否符合要求 设 避雷针高为 h 保护物卫星天线高为 滚球半径为 保护余量为 x h r h 1 米 解 要确定卫星天线避雷针的设置是否符合要求应从以下 2 个方面考虑 1 保护范围是否达到要求 x r 2 安全距离是否达到要求 保护范围 2 2 xrxrx hhhhhhr 7452 7 8452 8 1 51m 答 保护半径应大于或等于 而 5 5m 故保护范围达不m5 5325 x r 到要求 22 22 某平顶库房为二类防雷建筑长某平顶库房为二类防雷建筑长 1212 米 宽米 宽 5 5 米 高米 高 5 5 米 设 计划在库房长米 设 计划在库房长 边中心距离库房边中心距离库房 3 3 米处 如图 设高度为米处 如图 设高度为 1010 米的避雷针 计算避雷针是否能对米的避雷针 计算避雷针是否能对 库房实施保护 库房实施保护 答 最远点距离 L 8 8 6 6 1 2 10m rx 28 3 20 6 7 7m 1090 10 590 5 rx 7 6m rx L 不能保护 23 23 有一栋二类框架建筑物 网格宽度有一栋二类框架建筑物 网格宽度 W 5mW 5m 钢筋直径 钢筋直径 20mm 20mm 100m100m 处发生处发生 首次云地闪 求首次云地闪 求 LPZ1LPZ1 区的区的 H1H1 和安全距离和安全距离 ds 1ds 1 H0 I 2 S 150KA 2 3 14 100 0 239KA 293A m H1 H0 10SF 20 SF 20SF 20 8 5 W 1 18 10 6 r2 1 2 SF 20SF 20 8 5 5 1 18 10 6 10 4 1 2 SF 20SF 20 1 7 1 086 SF 20SF 20 1 5654 20 0 1946 3 89 3 9dB H1 239 10S3 9 20 H1 239 1 57 H1 152A m ds 1 W SF 10 5 3 9 10 1 95m 5m 3m 12m 设计题部分设计题部分 25 请画出单相 TN S 系统中电涌保护器 SPD 电气连接图和三相 TN S 系统中 电涌保护器 SPD 电气连接图 答案 图 单相 TN S 系统中 SPD 连接图 图 三相 TN S 系统中 SPD 连接图 26 有一个储存硝化棉的一类防雷仓库 高 4 米 长 21 米 宽 7 5 米 要求设 计独立避雷针保护 请设计绘制该仓库的 hx高度的平面保护图 并求出避雷针 高度 注 要求独立针离仓库为 3 米 比例 1 300 见下图 20 分 已知 hx 4m L 21m W 7 5m 解 由题可知该仓库属第一类防雷建筑 hr 30m 则有 设 备 L N PE 设 备 L1 L2 L3 N PE 机 壳 机壳 OA 14 85m 22 5 10 5 10 rx h 2hr h hx 2hr hx h 60 h 4 60 4 2 60hh 224 15 0 2 60hh 设 r1 14 97 r0 rx r1 14 85 14 97 29 82 2 xrx hhh 460 4 224 H hr 30 30 26 54m 2 0 2 rhr 22 8 2930 96 11 答 hx 4m 高度上保护半径为 14 85m 避雷针高度为 26 54m 27 由国家档案馆 高 30 米 长 60 米 宽 30 米 防雷接地已利用框架主钢筋 结构作为暗装引下线 经检测 接地电阻为 0 9 但由面无避雷设施 要整改 请设计绘制一天面防雷设施平面图 提示 所有基础已从基础到天面图有一条主 筋焊接 可作为暗装引下线 RX 15 0m 14 85m 21m 3m 7 5m 硝化棉仓库 标高 4m 时的保 护半径平面图 侧视图 4m 28 某省气象台有一栋 没有装设任何防雷装置 宽 6 米 长 21 米 高 18 米的 6 层业务楼 内部有卫星接收系统和通信系统 其他用电设施不考虑 请你按比例 2 分 为你该业务办公楼设计一套防直击雷和感应雷方案 内容 包括 1 防直击雷天面部分设计图 15 分 设计说明 使用材料 引下 线位置等 2 防雷电感应设计图 15 分 电源 内部设施的防护 避雷器安装 的位置等 3 地网设计图 10 分 答 1 防直击雷设计 天面部分 2 防雷电感应设计 6m 21m 18m 设 备SPD SPD SPD1 SPD2 信号 电源 3 地网设计图 比例 1 300 设计说明 1 省气象台业务楼按二类防雷设计 2 二类防雷天面网格应为 10m 10m 或 8m 12m 3 二类防雷引下线间距为 18m 4 避雷带采用 8mm 以上热镀锌圆钢或采用 4 12mm 以上热镀锌扁钢 引 下线采用的规格同上 设计说明 1 将地桩内主筋连接起来组成 3m 3m 网格 2 将承台内主筋闭合接通 3 引下线与承台内主筋电气连通 29 有一座 100 米高的通讯铁塔 顶端架设一通讯天线及一只有源航空障碍灯 电缆线及天馈线由铁塔引下进入室内机房 机房距塔 20 米左右 应采取哪些 措施进行雷电防护 请提出一设计方案 图略 答 通讯天线通轴电缆在 LPZO 和 LPZI 交界面处或发射机柜入口处安装电涌保 护器 电涌保护器 SPD 的接地线应采用截面积补小于 6mm2的多股绝缘铜导 线就近解至等电位接地线或发射到发射机柜上 通信基站的信号电缆应穿钢管 埋地进入机房 并应在入户配线架处安装信号电涌保护器 电缆内空线对应做 保护接地 通信天线应从铁塔中心部位引下 同轴电缆在其上部 中部 下部 接地和经走线架进入机房前 屏蔽层应就近接地 室外走线架 20m 始末端均 应作接地处理 有源航空障碍灯机座应雨天线塔等电位连接 其低压电源处应 安装电涌保护器 30 某烟花爆竹仓库 长 7 5 米 宽 6 米 高 4 米 计划在离建筑物 3 米的地 方安装一单支避雷针 请用滚球法计算该单支避雷针的设计有效高度 答案 大于等于 17 2 米 答 1 该烟花爆竹仓库属第一类防雷建筑物 2 AB2 AC2 BC2 AB2 62 3 752 AB 9 75m 97 14 60 4 302 4 2 hhhhhAB r 经计算 h 13 2m 31 设避雷针高度为 h 滚球半径为 hr 请分别给出当 h hr 和 hr h 时的保护 范围计算方法 答 当 hr h 时 则 2 2 xrxrx hhhhhhR 当 hr h 时 2 xrxrx hhhhR 32 作图题 用作图法确定一支高度为 16 米的避雷针 应架设在距离一座高度 为 4 1 米 长度为 7 米 宽度为 3 米的第一类建筑物的位置 15 解 L 7m W 3m H 4 1m h 16m hr 30m mhhhhhhR xrxrx 4 1114 1553 26 1 4302 1 4 302 16 2 2 AB 11 4m AB2 AC2 BC2 AC2 AB2 BC2 11 42 3 52 129 96 12 25 117 71 C A B 6m 6m 7 5m 3m 4m C B B D A C 7 85m 3m 4 1m 3 5m7m AC 10 85 AD AC DC 10 85 3 7 85m 架设在距建筑物中轴线约 7 85 处以内范围中 33 某烟花爆竹仓库 长 7 5 米 宽 6 米 高 4 米 计划在离建筑物 3 米的地 方安装一单支避雷针 请用滚球法计算该单支避雷针的设计有效高度 答案 大于等于 17 2 米 依题意 烟花爆竹仓库为二类建筑物防雷 hr 45m hx 4m 设求 A 全针高为 h 则 rx h 2hr h hx 2hr hx h 90 h 4 90 4 h 90 h 344 h 90 h 18 5 而图中可求出 rx 10 52 32 10 9m 将 rx 10 9m 代入 式 得 h 90 h 29 42 化简得 h2 90h 29 42 0 2 解 式 h 90 902 4 29 42 2 90 8100 3457 44 2 10 93m 如用求根公式快的多 h hr hr2 rx r1 2 或 h hr hr2 r02 其中 ro r1 2 hhh r 2 xrx hhh ro r1 rx 18 5 10 9 29 4m 代入得 h 45 45 45 34 04 10 93m 22 4 2945 64 1160 34 设避雷针高度为 h 滚球半径为 hr 请分别给出当 h hr和 hr h 时的保 护范围计算方法 答 当 hr h 时 可运用公式 rx h 2hr h hx 2hr hx 来计算保护范 围 当 h hr时 应取 h hr时来计算保护范围 rx hr hx 2hr hx 来计算保护 范围 35 10 分 某检测机构对一幢第三类防雷建筑物的避雷设施进行检测 测得 其建筑物高 5 米 宽 3 米 长 7 4 米 避雷针安装在建筑物屋面的几何中心 如图 高度 距屋面 为 1 米 请说明此避雷针是否能够保护该建筑物不受 直击雷的袭击 Rx 6 120 6 5 120 5 26 1 23 98 2 2m 屋面距避雷针的最远点 OL 4 0 22 5 17 3 故不能保护 36 15 分 某一一类防雷建筑物的避雷装置 如图 其冲击接地电阻 Ri为 10 被保护物高度 hx为 8m 避雷装置与被保护物之间的地上部分的安全距离 为 3 5m 请问其避雷装置与被保护物间的安全距离是否符合 GB50057 94 的要 求 若不符合 请给出合适的安全距离 Hx 8 5Ri 50 Hx 5Ri Se1 0 4 Ri 0 1Hx 0 4 10 1 8 4 3m 安全距离 4 3 米 37 对雷电流波形前沿用正旋波模拟时 为何首次雷击 10 350 s 波形用 25kHz 后续雷击 0 25 100 s 波形用 1MHz 解 首次雷击 10 350 s 现用其前沿 T1作正弦波模拟时 前沿 T1正好时一个 正弦波周期 T 的 1 4 即 T1 T 4 10 s 所以周期 401044 1 sTT 3 5m 8m 而频率 zz kHH T f2525000 40 10 1040 11 6 6 同理 后续雷击波形 0 25 100 s 周期 T 4 T1 4 0 25 1 s 而 zz MHH T f1 10 10 1 1 11 6 6 I KA T1 t s T 4T1 37 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 SPD 并联 式 检测发现第三级 SPD 安装在被保护设备的前端 已知该电器设备耐压为 2 5kV SPD 的残压为 1 3kV 接线方式为 T 型 见右图 求 AB 之间最大电 涌电压 UAB为多少 存在什么问题 应如何改进 提示 部考虑电力线屏蔽与否 也不考虑三相或单相 经计算流经 SPD 两端引线 L1 L2的电涌平均陡度为 0 75 kA s 引线 L1 L2单位长度电感为 L0 1 6 H m 解 求 AB 间最大电涌电压 UAB 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 5 m 引线的单位长度 L0 1 6 H m UAB SPD 的最大残压 引线产生的感应电压 UL kVskAmmHskAmLUL8 1 75 05 1 6 1 75 0 5 1 0 故kVkVkVUAB1 38 13 1 存在问题 由于 UAB 1 3Kv 大于被保护设备的耐压 2 5kV 设备的绝 缘右可能被击穿 导致右损坏的可能 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 UAB 2 5kV UAB由两项组成 SPD 残压使不变的 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 UAB 2 5kV 现为 3 1kV 超过 0 6kV 则减小引线长度 0 6kV 1 6 H 0 75 kA s 0 5 m 机 SPD 两端引线之和必须小于 1m 才能满足 UAB 2 5kV 38 某单位有一个二类防雷的露天易燃堆放场 为了保护场内的易燃物品 设 有一条间距为 60 米 高 10 米的避雷线 避雷线的铁塔 A B 高 10 米 在避雷 线中线的易侧 20 米处有一支高 15 米的独立避雷针 C 请设计绘制易燃堆放场 HX 5 米平面高的避雷保护线图 比例 1 500 提示 计算避雷线高度时 不考虑下垂的高度 39 设 SPD 保护系统为两级组成 第一级为开关型 SPD 其响应时间为 100NS 第二级为限压型 SPD 其响应时间为 50NS 已知雷电流在导线上传播速度为真 空光速的 2 3 为消除盲电 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 30 万公里 D A B D C hx 5m 被保护范围 避雷线 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 100NS 第二级 SPD 响应时间为 50NS 则两个 SPD 响应时间差 T 100 50 50NS 根据 S V T 0 2M NS 50NS 10M 答为消除盲电 两个 SPD 导线距离应为 10M 40 右人站在一棵孤立的答树下 收扶树干避雨 当时正发生首次雷击 大树 被雷电击中 雷电流为 40KA 手接触电离第为 1 5 米 手接触点到地面的这段 树干的电阻为 500 单位长度电感为 2 H M 试计算接触电压为多少 解 设手接触点堆第的电位差为 U 由于树干右电阻 和电感 因此对地的电位差 也即接触电压由两 部分组成 电阻压降 UR UL U UR UL i R L0 H d i dt 根据题意已知 I 40kA R 500 L0 20 H m h 1 5m d i dt 40kA 20 s 4 kA s 带入上式 所以 U 40kA 500 2 H m 1 5m 4 kA s 20000 kV 12kV 20012 kV 答接触电压 U 为 20012 kV 41 有一座长 20 米 宽 10 米 高 12 米的混合结构建筑物 二类防雷 天面 设避雷带 距建筑物轴扁 2 5 米设环形接地体 环形接地体由水平接地体和垂 直接地体组成复合接地体 假设土壤电阻率 为 试用简易法计算环m 250 形接地体的工频电阻值 1 500 解 已知 m 250 复合接地网的环形面 2 3751525mmmmS 4 6 4 19 125 375 250 5 0 250 5 0 S R 答环形接地体的工频电阻为 6 4 1 5M 环形接地体平面示意图 或 4 6 9 10 250 28 0 375 250 28 0 28 0 28 0 Ar R 答环形接地体的工频电阻为 6 4 42 有一栋高 20 层的框架结构建筑物 建筑物设 20 条引下线 计算机主机房 安放在第 6 层 要求主机房内磁场干扰场强 H1部大于 800A m 该答楼发生首 次雷击 计算雷击电流为 150KA 情况下的安全距离 提示 1A m 在数值上相 当于 0 001256GS IT 特斯拉 104GS 高斯 解 已知引下线 N 20 20 层答厦第 6 层分流系数 KC 1 N 1 20 0 05 已知 i0 150KA i i0KC 150KA 0 05 7 5KA 已知 H1 800A m 由于 1A m 在数值上相当于 0 01256GS 所以 800 在数值上相当于 800A m 0 01256 10 048 10GS 根据 由于 it 104GS 1GS 104t aa SS i B 2 105 7 104 2 3 7 0 得 m B sa5 1 10 15 10102 105 7 104 2 105 7 104 4 3 7 3 7 答安全距离为 1 5m 43 某单位拟建一个栅格形屏蔽式的计算机防 机房面积 140m2 机房内计算