第十三章计算公式.doc

1、单根架空避雷线的保护范围计算书单根架空避雷线的保护范围计算书 工程名: 计算者: 计算时间:2005 年 7 月 22 日 【输入参数】: 建筑物防雷类别 = 第一类防雷建筑物 滚球半径(hr) = 30 (m) 避雷线的高度(h) = 20 (m) 被保护物高度(hx) = 5 (m) 【计算过程】: bx = (h * (2 * hr - h) - (hx * (2 * hr - hx) = (20 * (2 * 30 - 20) - (5 * (2 * 30 - 5) = 11.701 (m) 【输出参数】: 避雷线在 hx 高度的 xx平面上的保护宽度(bx) = 11.701 (m)

2、 r h 滚球半径 x h 被保护物高度 )2()2( xrxrx hhhhhhb 单根架空避雷线计算公式 x b bx 建筑物年预计雷击次数计算书建筑物年预计雷击次数计算书 工程名: 计算者: 计算时间:2005 年 7 月 22 日 年平均密度年平均密度 【输入参数】 ： 年平均雷暴日 Td = 36.700000 【计算过程】 ： Ng = 0.024 * Td1.3 = 0.024 * 36.701.3 = 2.5958 (次/(km2.a) 【输出参数】 ： 年平均密度 Ng = 2.5958 (次/(km2.a) 建筑物等效面积建筑物等效面积 【输入参数】 ： 长 L = 50.0

3、0 (m) 宽 W = 50.00 (m) 高 H = 50.00 (m) 【计算过程】 ： 因为 H = 50.00 (m)小于 100(m), 所以 Ae = L * W + 2(L + W) * (H * (200 - H) + * H * (200 - H) * 0.000001 = (50.00 * 50.00 + 2(50.00 + 50.00) * (50.00 * (200 - 50.00)1/2 + 3.14 * 50.00 * (200 - 50.00) ) * 0.000001 = 0.0434 (km2) 【输出参数】 ： 建筑物等效面积 Ae = 0.0434 (km

4、2) 建筑物年预计雷击次数建筑物年预计雷击次数 【输入参数】 ： 校正系数 k = 1.00 建筑物所处地区雷击大地的年平均密度 Ng = 2.5958 (次/(km2.a) 建筑物等效面积 Ae = 0.0434 (km2) 【计算过程】 ： N = k x Ng x Ae = 1.00 * 2.5958 * 0.0434 = 0.1127 【输出参数】 ： 建筑物年预计雷击次数 N = 0.1127 d T Td g N Ng 3 . 1 *24. 0 dg TN 年平均密度 e A Ae -6 10*H)-(200*H*)200(*)(2*HHWLWLAe 建筑物等效面积 62 10*)

5、(*2* HHWLWLAe 建筑物等效面积大于 100 米 )./( 2 akm次 次/km2.a )( 2 km km2 eg ANkN* 建筑物年预计雷击次数 单根避雷针保护半径的计算计算书单根避雷针保护半径的计算计算书 工程名: 计算者: 计算时间:2005 年 7 月 22 日 【输入参数】: 建筑物防雷类别 = 第一类防雷建筑物 滚球半径(hr) = 30 (m) 避雷针的高度(h) = 20 (m) 被保护物高度(hx) = 10 (m) 【计算过程】: rx = (h(2hr - h) - (hx(2hr - hx) = (20(2*30 - 20) - (10(2*30 - 1

6、0) = 5.92 (m) 【输出参数】: 避雷针在 hx 高度 xx平面上的保护半径(rx) = 5.92 (m) x r 避雷针在 hx 高度 xx平面上的保护半径 )2(*)2(* xrxrx hhhhhhr 单根避雷针保护半径计算公式 双根避雷针保护范围计算计算书双根避雷针保护范围计算计算书 工程名： 计算者： 计算生成时间：2005 年 7 月 22 日 【计算公式】: 当 D (h1(2hr - h1) + (h2(2hr - h2)时， D1 = (h1(2hr - h1) 米; D2 = (h2(2hr - h2) 米; 当 D (h1(2hr - h1) + (h2(2hr

7、- h2)时， D1 = (2hr(h1 - h2) - h1*h1 + h2*h2 + D*D) / 2D 米; D2 = D - D1 米; b0 = (h1(2hr - h1) - D1*D1) 米; 【输入参数】: 滚球半径(hr) = 30 m; 两针之间的距离(D) = 30 (m) 第一根针高度(h1) = 15 (m) 第二根针高度(h2) = 15 (m) 被保护物的高度(hx) = 5 (m) 【输出参数】 ： 保护范围 D1 = 15.00 (m) 保护范围 D2 = 15.00 (m) 最小保护宽度 b0 = 4.63 (m) 【计算过程】: D1 = (2hr(h1

8、- h2) - h1*h1 + h2*h2 + D*D) / 2D = (2 * 30(15 - 15) - 15*15 + 15*15 + 30*30) / (2 * 30) = (0.00 - 225.00 + 225.00 + 900.00) / 60.00 = 900.00 / 60.00 = 15.00 (m) D2 = D - D1 = 30 - 15.00 = 15.00 (m) b0 = (h1(2hr - h1) - D1*D1) = (15(2*30 - 15) - 15.00*15.00) = 21.21 (m) 2 110 12 22 2 2 1211 2211 222

9、 111 2211 )2( 1 2/ )(2( )2()2( )2( )2( )2()2( Dhhhb DDD DDhhhhhD hhhhhhD hhhD hhhD hhhhhhD r r rr r r rr 当 米 米 时，当 计算公式 1 D D1 2 D D2 0 b b0 DDhhhhhD r 2/ )(2( 22 2 2 1211 计算过程 D1 12 DDD 计算过程 D2 2 1110 )2(Dhhhb r 计算过程 b0 1 h 第一根针的高度 2 h 第二根针的高度 )2(* 111 hhhD r 双根避雷针D1 计算公式 )2(* 222 hhhD r 双根避雷针D2 计算

10、公式 格栅形大空间屏蔽体屏蔽效能及感应电压、能量计算书格栅形大空间屏蔽体屏蔽效能及感应电压、能量计算书 1 H 屏蔽空间(LPZ1 区)内的磁场强度 0 i 雷电流 0 真空导磁系数 1 T 雷电流的波头时间 a S 雷击于与屏蔽空间之间的平均距离 20/ 01 10/)2/(H SF a Si 计算公式 H1 oc/max U 最大感应电压 1max10oc/max /UTHlb 计算公式 Uoc/max max/ isc 最大感应电流 LHlb sc /i max10max/ 计算公式 isc/max 1n H LPZ(n+1)区内磁场强度 20/ 1n 10/H SF n H 计算公式

11、Hn+1 1)/maxoc(n U LPZ(n+1)区内的感应电压 11maxn01)/max+oc(n /H*l*b* =UT 计算公式 Uoc(n+1)/max 1)/maxsc(n i LPZ(n+1)区内的感应电流 L / H * l * b * i 1)max(n01)/maxsc(n 计算公式 isc(n+1)/max r d 点距 LPZ1 区屏蔽顶的最短距离 w d 点距 LPZ1 区屏蔽壁的最短距离 w d /1 环路至屏蔽墙距离 r d /1 环路至屏蔽顶距离 H k 形状系数 )/1 (m (1/m) rwoH ddwikH)/( 1 计算公式 H1_2 1max110m

12、ax/ /)/()/11ln(TidwkdbU orHwoc 计算公式 Uoc/max_2 Lidwkbi olrwdsc /)/()/11ln( max10max/ 计算公式 isc/max_2 板式屏蔽体屏蔽效能计算书板式屏蔽体屏蔽效能计算书 工程名: 计算者: 计算时间:2005 年 7 月 22 日 19 时 28 分 当雷击于板式屏蔽体以外附近时屏蔽效能计算当雷击于板式屏蔽体以外附近时屏蔽效能计算: : 【计算公式】: SF = A + R = 0.131 * t * (f * r * r) + (168 - 20 * lg(f * r / r) 【输入参数】: 电磁波频率(f) =

13、 100000 (Hz) 屏蔽体壁厚(t) = 0.254 (mm) 屏蔽体距电磁场源的距离(r) = 5 (m) 屏蔽材料的相对磁导率(r) = 200 (H/m) 屏蔽材料相对于铜的电导率(r) = 0.17 【输出参数】: 单层板式屏蔽体的屏蔽效能(SF) = 148.648 (dB) 【计算过程】: SF = A + R = 0.131 * t * (f * r * r) + (168 - 20 * lg(f * r / r) = 0.131 * 0.254 * (100000 * 200 * 0.17) + (168 - 20 * lg(100000 * 200 / 0.17) =

14、148.648 (dB) 当雷击于板式屏蔽体上时屏蔽效能计算当雷击于板式屏蔽体上时屏蔽效能计算: : 【计算公式】: SF = A + Rm = 0.131 * t * (f*r*r) + 20 * lg(0.0117 / (r*(f *r / r) + 5.35(f *r /r) + 0.354) 【输入参数】: 同上略 【输出参数】: 单层板式屏蔽体的屏蔽效能(SF) = 95.278 (dB) 【计算过程】: SF = A + Rm = 0.131 * t * (f*r*r) + 20 * lg(0.0017 / (r*(f *r / r) + 5.35(f *r /r) + 0.354

15、) = 0.131 * 0.254 * (100000 * 200 * 0.17) + 20 * lg(0.0017 / (5 * (100000 * 0.17 / 200) + 5.35(100000 * 200 / 0.17) + 0.354) = 95.278 (dB) 当考虑电子设备壳体的屏蔽效能时，设备壳体需要的最小屏蔽厚度计算当考虑电子设备壳体的屏蔽效能时，设备壳体需要的最小屏蔽厚度计算: : 【计算公式】: tmin * (ln(Umax/Up) - ln(e / (4.24 * r * ) 【输入参数】: 电子设备壳体的边长(l1) = 1 (m) 电子设备壳体的边长(l2)

16、= 1 (m) 电子设备壳体的边长(l3) = 1 (m) 壳体材料的电阻率() = 138 (10e-9 .m) 电子设备壳体的等值半径(e) = 0.62 (m) 设备壳体内允许的感应电压(Uoc) = 380 (V) 设备框架平面产生的最大感应电压(Umax) = 220 (V) 当量频率 f 下电磁波对屏蔽壳体的穿透深度() = 0.418 (10e-4 m) 【输出参数】: 设备壳体需要的最小屏蔽厚度(tmin) = 0.000243 (m) 【计算过程】: tmin * (ln(Umax/Uoc) - ln(e / (4.24 * r * ) 0.418* (ln(220/380)

17、 - ln(0.62 / (4.24 * 200 * 0.418) 0.000243 (m) 1 l 边长 l1 2 l 边长 l2 3 l 边长 l3 r 屏蔽材料的相对磁导率 r 屏蔽材料相对于铜的电导率 )/lg20168(131. 0 rrrr fftRASF 计算公式 SF_2 )354. 0/35. 5)/(0117. 0lg(20131. 0 rrrrrrm ffrftRASF 计算公式 SF_3 )24. 4/(ln()/(ln( maxmin rep UUt 计算公式 tmin e 电子设备壳体的等值半径 oc U 设备壳体内允许的感应电压 max U 设备框架平面产生的最大

18、感应电压 min t 设备壳体需要的最小屏蔽厚度 雷击危险度评估计算书雷击危险度评估计算书 工程名: 计算者: 计算时间:2005 年 7 月 22 日 因直击雷和雷击电磁脉冲引起电气因直击雷和雷击电磁脉冲引起电气/ /电子系统设备损坏的可接受最大年平均雷电子系统设备损坏的可接受最大年平均雷 击次数计算击次数计算: : 【计算公式】 ： Nc = 5.8 * 10-1.5 / (C1 + C2 + C3 + C4 + C5 + C6) 【输入参数】 ： 建筑物屋顶和主体结构： 金属材料 电气/电子系统设备所在建筑物材料结构因子(C1)： 0.500 系统设备重要程度： 架空线缆的设备 电气/电

19、子系统设备重要程度因子(C2)： 1.000 系统设备耐冲击能力： 一般 电气/电子系统设备耐冲击能力因子(C3)： 0.500 系统设备所在雷区环境： LPZ2 或更高层雷电防护区 电气/电子系统设备所在的雷区环境因子(C4)： 0.500 发生雷击事故的后果： 不会产生不良后果 电气/电子系统发生雷击事故的后果因子(C5)： 0.500 年平均雷暴日： Td 0.98 时，电涌防护级别为 A 级 1 C C1 2 C C2 3 C C3 4 C C4 5 C C5 6 C C6 )/(108 . 5 654321 5 . 1 CCCCCCNc 计算公式 Nc 1 N N1 2 N N2 21 NNN 计算公式 N NNE c 1 计算公式 E c N 危险度评估雷击次数