防雷工程技术考试题库（六）
计算题部分
1．有一栋高15层二类防雷框架结构的建筑物，该楼设有15根引下线， 1）在邻近100米情况下发生首次雷击，求大楼附近的磁场强度。 2）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 =1OKA
2、某山区工厂，工厂所在地土壤电阻率ρ=1000Ω.m，用接地电阻表测得接闪器工频接地电阻为17.5Ω，引下线接地点到标地体最远端长度为25.3m，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Ri≤10Ω，A=1.8，1000的平方根为31.625）？（本题8分）
根据Le?2?
R~=ARi
i=Kc.i0=1/15.15OOOO
Le?21000?63.25(m) L/Le=25.3/63.25=0.4 A=1.8
Ri=17.5/1.8=9.7（Ω）
答冲击接地电阻是9.7Ω,符合规范要求
3. 设在湖边的某机械生产车间，长（L）、宽（W）、高（H）分别为100m、40m、30m，当地年雷暴日为40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。（Td1.3为121，本题8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）]+πh（200—H）*10
=[100*40+2（100+40）*[30（200—30）]1/2+π*30（200—30）] *10-6 =40014*10-6
1/2
-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. 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。
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=102?202=500=22.36m r0=h(2hr?h)
=40(2?60?40)
=3200 =56.6m
r30=h(2hr?h)—h30(2hr?h30) =56.6-30(2?60?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、一枝独立避雷针高度10米，为炸药库提供直击雷保护时，请计算该针在5米高度上的保护半径。（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=h0(2hr?h0)-h5(2hr?h5)
=10(2?30?10)-5(2?30?5) =105—511 ≈22.4—16.6 =5.8（米）
6、某公司设计的水平接地体总长度为33米，实测工频接地电阻13欧，实测土壤电阻率为1000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?=2×1000=2×33.3=66.6米
查图表得：该接地体冲击系数 A=1.65 由 R—=A R～ 得
R～= R—/A=13.0/1.65≈8.0欧
该接地装置的冲击接地电阻8.0欧。
7. 考虑进入建筑物的外来导电物为电力线路（TN-S制）、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150KA，问电力线路上可能分配到的雷电流为每相多少KA？
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. 平顶库房长12米、宽5米、高5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3米（如图），避雷针的高度为10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） =√（8＋6）=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. 如图所示为某平顶炸药库房，长20米、宽8米、高5米，A、B为15米等高避雷针，问A、B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》
滚球半径hr=30米
3m 5m A 20m B 3m 12m 2
2
A 3m 5m B C 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=2h0(2hr?h0)-2h5(2hr?h5) =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 =h0(2hr?h0)-h5(2hr?h5) =15?(2?30?15)-5?(2?30?5) =26-16.6=9.4(米)
库房短边长度一半为：8/2=4米< r5 A、 B避雷针能完全保护炸药库。
10. 某易燃易爆场所，安装有一支独立避雷针，高22m，其中针长2m，引下线长20m。已知：针和引下线的单位长度电感分别为0.8 μH/m，和1.5μH/m，，接地装置冲击接地电阻为3Ω计算当首次雷击电流为10 KA，该防雷装置的压降为多少？
解： L1=0.8?H/m,l2=1.5?H/m,l1=2m,l2=20m,Ri=3?,I=10KA
U = IRi+L1·l1·di/dt+L2·l2·di/dt di/dt=1kA/μS =10×3+0.8×2×1+1.5×20×1 =30+1.6+30
=61.6（kv）
11. 有一建筑群长200m，宽100m，高24m，问该建筑物的年预计雷击次数为多少？
A B 3m 3m 该建筑物为何类建筑物防雷？（已知：该地区年平均雷暴日天数为30天）
N=KNgAe k=1 Ng=0.024×301.3
Ae=[LW+2（L+W）·√ H （200-H）+πH（200-H）]×10-6
=[200×100+2（200+100）·√24（200-24）+π·24·（200-24）] ×10-6
=（20000+38995+13263）?10-6 ≈0.07
∴N=1×30-1.3×0.07=0.14（次/a）>0.06（次/a）
为三类建筑物
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10m，并且卫星天线高4m，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。
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=h(2hr?h)-hx(2hr?hx)得 10=h(2?60?h)-116?4
h-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。
13、有一栋高15层高的二类防雷综合楼（长30米、宽9米），该楼设有10根引下线，当在楼顶雷击点的雷电流为10KA（10/350?s），计算第十四层和第十一层的磁感应强度为2.4GS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
iSa = ?0
2?B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
iSa =4??10-7? ?42??2.4?10i4故第14层时的Sa =4??10-7?==1.67(m) ?42??2.4?102.4i2第11层时的Sa =4??10-7?==0.83(m)
2??2.4?10?42.42