一、核心原理:基于 “上行先導攔截” 的保護范圍特性
天幕直擊雷防護裝置的保護范圍與傳統避雷針的 “引雷入地” 機制不同,其通過在保護區域上方形成 “等電位屏蔽層”,主動引導上行先導與雷電下行先導對接,從而實現對下方區域的防護。因此,其保護范圍并非單純的幾何錐形,而是受裝置高度、周圍環境電場、雷電先導方向等因素影響的動態區域,但實際應用中可通過經驗公式和參數進行量化。
二、關鍵參數:決定保護范圍的核心指標
裝置高度(H)
保護范圍隨裝置高度增加而擴大,通常高度每提升 1 米,水平保護半徑可增加 1-2 米(具體需參考產品技術手冊)。例如:
高度 5 米的裝置,水平保護半徑約 10-15 米;
高度 10 米的裝置,水平保護半徑約 20-30 米。
保護角(θ)
這是衡量保護范圍的關鍵參數,指裝置頂端與保護區域邊緣的連線和垂直線的夾角,主流產品保護角通常≥70°(遠大于傳統避雷針的 45°-60°)。保護角越大,水平覆蓋范圍越廣。
計算公式(簡化版):水平保護半徑(R)= H × tanθ(H 為裝置高度,θ 為保護角)。
示例:高度 10 米、保護角 70° 的裝置,水平保護半徑≈10×2.747≈27.5 米(tan70°≈2.747)。
環境修正系數(K)
實際環境中,地形(如山區、開闊地)、周邊障礙物(如高樓、樹木)、土壤電阻率等會影響保護范圍,需引入修正系數:
開闊無遮擋區域:K=1.0(保護范圍不受影響);
周邊有高于裝置的障礙物(如附近有 30 米高樓,裝置高度 10 米):K=0.6-0.8(遮擋側保護范圍縮小);
高海拔地區(≥3000 米):K=0.9(空氣稀薄導致擊穿場強變化,范圍略減)。
|