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1、防雷工程技术考试题库（六）计算题部分1.有一栋高1 5层二类防雷框架结构的建筑物，该楼设有1 5根引下线，1）在邻近1 0 0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=1 5 0 KAH o=io/2 TT.Sa=1 5 0 0 0 0/2 TT.1 0 0=2 3 8.7 3 A/m=2.9 8高斯ii.四楼以下 Kc=l/n=l/1 5i=Kc.i0=l/1 5.1 5 0 0 0 0=1 0 KA2、某山区工厂，工厂所在地土壤电阻率P=1 0 0 0 C.m,用接地电阻表测得接闪器工频接地电阻
2、为1 7.5Q,引下线接地点到标地体最远端长度为2 5.3 m,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RiWl O。，A=L8,1 0 0 0的平方根为3 1.6 2 5）?（本题8分）根据 Le=2ypRv ARiLe=2 7 1 0 0 0 =6 3.2 5（a）L/Le=2 5.3/6 3.2 5=0.4A=1.8Ri=1 7.5/1.8=9.7 （Q）答冲击接地电阻是9.7 Q,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1 0 0 m,4 0 m、3 0 m,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
3、物。（T尸 为1 2 1,本题8分）N=K*Ng*A e其中：K取1.5Ng=O.0 2 4 TdL3=0.0 2 4*1 2 1=2.9A e=LW+2 （L+W）*H （2 0 0 H）l/2+n h （2 0 0 H）*1 0 6=1 0 0*4 0+2 （1 0 0+4 0）*3 0 （2 0 0 3 0）l/2+n *3 0 （2 0 0 3 0）*1 0 6=4 0 0 1 4*1 0”=0.0 4N=l.5*2.9*0.0 4=0.1 7 4 2 0.0 6 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
4、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4 0 m、2 0 m、3 0 m,单支避雷针高1 0 m （设在屋面中心位置）。（本题1 0 分）解：设保护半径 OA=7 1 02+2 02=7 5 0 0 =2 2.3 6 m%=出（2 例 -/z）=7 4 0（2.6 0-4 0）=j3 2 0 0=5 6.6 mr3o=d%o（2儿 一 h）=5 6.6-7 3 0（2 *6 0-3 0）=5 6.6-5 2=4.6 m.显然远小于2 2.3 6 m.,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2
5、0 m*2 0 m 的避雷网防直击雷。5、一枝独立避雷针高度1 0 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h r=3 0 米1 0 米高的避雷针在 5 米高度上,避雷针A的保护半径为r5=8 （2-5）=0（2 x 3 0 -1 0）-7 5（2 x 3 0 -5）=1 0 7 5 5 v n心2 2.4 1 6.6=5.8 （米）6、某公司设计的水平接地体总长度为3 3 米，实测工频接地电阻1 3 欧，实测土壤电阻率为1 0 0 0 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：L e=2 加=2 X V
6、 1 0 0 0 =2 X 3 3.3=6 6.6 米查图表得：该接地体冲击系数A=1.6 5由 R _=A R得R =忆/人=1 3.0/1.6 2 心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(T N-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1 5 0 K A,问电力线路上可能分配到的雷电流为每相多少K A?答：根据G B 5 0 0 5 7-9 4 建筑物防雷设计规范建筑物遭受1 5 0 K A 直击雷击电流时，外来导体上可能遭受的雷击电流约为：1 5 0 K A 2=7 5 K A电力线路上每相可能分配到的雷电流
7、幅值为：7 5 K A 4-3 4-4=6.2 5 K A8 .平顶库房长1 2 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1 0 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 _A在直角三角形A B C 中 _A C=A (A B2+B C2)5m=V (82+62)=1 0 (米)库房为二类防雷建筑，滚球半径h r=4 5 米1 0 米高的避雷针在5 米高度上，避雷针A的保护半径为r 5 =V h o (2 h r h0)V h5(2 h r h5)
8、=V 1 0 (2 X 4 5-1 0)-V 5 (2 X 4 5-5)=1 0 J 8 5 J 1 7=2 8.3 2 0.6=7.7 (米)V A C=1 0 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 2 0 米、宽8 米、高 5 米，A、B为 1 5 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G B 5 0 0 5 7-9 4 建筑物防雷设计规范滚球半径h r=3 0 米AB20mA、B 避雷针针间距为D=6+2 0+6=2 6 米，应符合 D 2 r0两针相关距离为：2 ra=2 J%(2 0)-2，似 2 -5)
9、=2 7 2 6七5 2 (米)，满足D 2 r。所以两针相关有共同保护区域。计算高度为h的避雷针在5 米高度上的保护半径:口=-%)-一%)=715x(2x30-15)-75x(2x30-5)=2 6-1 6.6=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.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4 m,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 ,n =10m由公式“=
10、-h)-yhx(2hr-hx)得10=J/(2x 60-)-V116X4h-120h+994.77=0,解二次方程得：h=60 51.04=8.96 9.O m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10g(10/350那)，计算第十四层和第十一层的磁感应强度为2.4G S 时的安全距离.解：i=10K A,引下线 n=10,第 14 层分流系数=(1/10)+0.1=0.2,贝 U 14 层：i=i 0-kc 2=10K A x 0.2=2K A第 11层分流系数为数=(1/10)=0.1第 1
11、1 层：i=i 0.kc 2=10K A x 0.1=1K A根据雷电流在引下线上产生安全距离Sa=内-27rB式中内=4兀 x l O (W b/m A),B 为磁感应强度，为特斯拉T (W b/m?),1T=1O G S .-.1G S=1O T,2.4G S=2.4x 10 TS a =4n x l 07x-2-x 2.4x 10 4故第 14 层时的 Sa=4兀 x l O 7x-=1.67(m)2乃 x 2.4x 10*2.4第 11层时的S a =471X 10,27x 2.4x 10-42=0.83(m)2.4第 14层 2.4 G S 时的安全距离为1.67m,第 11层 2.
12、4 G S 时安全距离为0.83m.14.某平屋面建筑物长96.00m,宽 32.00m、高 28.00m,按 G B 50057-1994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量。（10分）答：引下线钢材最小用“8避雷网钢材最小用68避雷网为8 个 24m x 16m 的网格 用材为8x （24+16）x 2=640m引下线8 根 48m 的，用材为：8x 48m=384m总用量为1024m 6 8 的钢材15.第二类防雷建筑物长X宽=60m X 24m,用示意图表示屋顶面应有多少个避雷网格？（吉林）答：长 60米，宽24米,二类防雷建筑,组成不大于8m x
13、 l 2m 避雷网格12121212128注意共计15个网格。16.第一类防雷建筑物防雷接地工频接地电阻为10欧，换算系数A=L 4,问:建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Se lS O.4R,工3 米R 产 R _/AS e i O.4R i=0.4 X104-1.4=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。17.一建筑物楼内有相当重要的计算机信息设备，建筑面积是30m x i 2m,现在楼顶安装一单支避雷针，试计算所需避雷针高度？（楼高10m）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=1
14、 0 m orx=o a=(62+1 52)=2 6 12=1 6.2 mn=(%(2 h,-h、)1/2=1 0(9 0-1 0)=2 8.3 1 mr0=rx+ri=16.2+28.3=44.5m从地面算起,避雷针高度h=h-Jh：-蜡=45-7452-44.52=45-42025-1890.25=45-6.69=38.31m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,有一座第二类防雷建筑物面积为40 X 12m2,其天面有两个高2米、相 距16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？(提示:天面已
15、有避雷带)答：已知 rx=8m hr=45m hx=2mr,=hx(2hr-hx)=72(90-2)=7176=13.3m 保护半径 r=8mr0=n+rx=8+13.3=21.3m根据公式针高h=h-y/hr2-=45-A/452-21.32=45-72025-453.69=45-39.64=5.36m根据计算结果，选择针高5.36米合适。1 9.有一高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，天线为园形距地面高4米，直径3米，中心距建筑物5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。(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
16、，故取针高h=7m,hx=4m,hr=4.5mi25+L 5=6.5m,才能保护卫星天线。rx=(2 4-力)-8(2%-鼠)=72(90-7)-7 4(9 0-4)=V581-V44=24.1-18.55=5.55m故该楼高7 m,不能保护卫星天线。r=7/1(90-/2)-18.5化简得:h290h+625=0,90,9()2-4x625 9075600 9074.8h=-=-=-222取负号h=吧 一 =7.6 m说明h 2 7.6 m 才喟自呆护卫星天线，现建筑物高7%所以建筑物上安装针的高度20.6 m,取安装针高1 m.2 0 .一枝独立避雷针高度1 0 米，为炸药库提供直击雷保护
17、时，请计算该针在5米高度上的保护半径。（保留小数一位）（6 分）答：炸药库为一类防雷建筑，根据G B 5 0 0 5 7-9 4 建筑物防雷设计规范滚球半径h r=3 0 米1 0 米高的避雷针在5 米高度上，避雷针A的保护半径为r 5=V h o （2 h r h0）V h5（2 h r h5）=V 1 0 （2 X 3 0 1 0）V 5 （2 X 3 0 5）=1 0 7 5 5 7 1 1 2 2.4 1 6.6=5.8 （米）2 1 .某二类建筑物天面有一卫星天线，直径为5米，高 6米。距卫星天线1 米处有一高8 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
18、天线高为儿，滚球半径为/?,保护余量为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）保护范围勺是否达到要求？（2）安全距离是否达到要求？保护范围仆=一 ）-也（2 ,-儿）=7 8 x（2 x 4 5-8）-7 7 x（2 x 4 5-7）=1.5 1 m答：保护半径应大于或等于5 +2 +3 =55%而G W 5.5 r n,故保护范围达不到要求。2 2 .某平顶库房为二类防雷建筑长1 2 米、宽 5 米、高 5 米，设，计划在库房长边中心距离库房3 米 处（如图）设高度为1 0 米的避雷针，计算避雷针是否能对库房实施保护。12m最远点距离:L=(8X 8+6
19、 X 6)l/2=10mrs=710 x(90-10)-75x(90-5)=28.3-20.6=7.7mrs=7.6mrx 1 3.2 m3 1、设避雷针高度为h,滚球半径为h r,请分别给出当hh r和h r h时的保护范围计算方法。答:当h h 时贝 ij Rx=h(2h,.-h)-一 儿)当h,h 时的保护范围计算方法。答：当h r h 时,可运用公式rx=V h（2 h,-h）-J h x（2 h,hj来计算保护范围.当 h h r 时，应取h=h r 时来计算保护范围.r =hr-V hx（2 hr-hx）来计算保护范围.3 5、（1 0 分）某检测机构对一幢第三类防雷建筑物的避雷设
20、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Rx=V (6.(1 2 0-6)-V (5.(1 2 0-5)=2 6.1-2 3.9 8=2.2 m屋面距避雷针的最远点:0 L=A/3.72+1.52=4.0故不能保护.3 6、（1 5 分）某一一类防雷建筑物的避雷装置（如图），其冲击接地电阻R,为 1 0Q，被保护物高度人为8 m,避雷装置与被保护物之间的地上部分的安全距离为3.5 m,请问其避雷装置与被保护物间的安全距离是否符合G B 5 0 0 5 7-9
21、4 的要求？若不符合，请给出合适的安全距离。3.5 m8 mH x=8,5 Ri=5 0H x 2 亚0.01 x 1 5 0 x 1 038 00 x 2 x 1.4 1 41 5 0022624=i 5 08？三 1.5?1 5 00答网格的宽度取W L 5 m.4 4.有一座一类防雷的建筑物，由于各种原因不能安装独立避雷针，只能在屋面安装避雷带，按规定围绕建筑物敷设了环形接地体，接地体长2 5 米，宽 1 0米,实测该地土壤电阻率为850 Q m,问该环形接地体要不要补加接地体？如要补加，水平接地体应补加多长？如要补加，垂直接地体应补加多长？500 Q.m p W3000 Q.mJ(A/
22、JI)是否大于(UP-3600)/380A=25X 10=250V(A/JI)=8.9(11 P-3600)/380=(11X850-3600)/380=15.1需补做水平接地体:(11 P-3600)/380-V(A/JI)=15.1-8.9=6.2 米.或需补做垂直接地体(IIP -3600)/380-J(A/JI)/2=3.1 米.44.某厂区测得土壤电阻率为1000 Q m,用摇表测得防雷装置的接地电阻为12.0。，引下线接点距接地体形式见附图，计算防雷装置接地冲击电阻为多少？L=17.5m,引 下 线 接 多 根 垂 直 接 地 体 的 多 根 水 平 接 地 体 图L/Le=0.2
23、8,按 L/Le=0.28 查表 A=l.9接地冲击电阻为12.0 Q/I.9=6.3 Q45、有一栋高15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“1 2圆钢组成3mX3m的网格，求在邻近8 0米情况下发生首次雷电流150KA的雷击时，计算LPZ1区中的磁场强度及安全距离。已知 i0=150kA,Sa=80m,网格宽度 W=3m少 12,半径 r=6mm=6 X 10 32=36X10 m mH0=i0/2JIsa=150X 107(6.28X80)=298.4A/m先求出 sf=201og(8.5/w)/V 1+18.10 7 r2)=20log(8.5/3)/V 1+
24、18.10 76.1 0;,)=2 01 o g(l.8 3 3 3/1.2 2 4)=7.2 8 6 d bH1=H0/10SF/20=298.4/1 0 72 8 6/2 0=1 2 9.O A/MD S/l=W X S F/1 0=3 X 7.2 8/1 0=2.1 9 m答:L P Z 1内的磁场强度H l为本2 9.O A/M,其安全距离为2.1 9米.4 6.假定株洲年平均雷暴日为6 0天，试计算株洲市内一高为6 0 m,半径1 5 m圆柱形建筑物的年预计雷击数(步骤和公式要写明)。(5分)湖南N=k N A k=l Ng=0.02 4*6 01 3=0.2 4 X 2 04.9=4.9 2扩大宽度:D=J H (Z O O4 1 V 6 0(2 00-6 0)=9 1.7 mA e=J I (1 5+D)2=3.1 4(1 5+9 1.7)2X 1 0-6=0.03 5 7 6 7 k m2N=1 X 5 4.9 2 X 0.03 5 7 6 6=0.1 7 6 次/年答:N为0.1 7 6次/年.