防雷工程技术考试题库(计算题)

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=15OKAHo=io/2丌.Sa=15OOOO/2丌.1OO=238.73A/m=2.98高斯ii.四楼以下Kc=1/n=1/15i=Kc.i0=1/15.15OOOO=1OKA2、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2eLR~=ARi)(25.6310002mLeL/Le=25.3/63.25=0.4A=1.8Ri=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1.5Ng=0.024Td1.3=0.024*121=2.9Ae=[LW+2（L+W）*[H（200—H）]1/2+πh（200—H）*10-6=[100*40+2（100+40）*[30（200—30）]1/2+π*30（200—30）]*10-6=40014*10-6=0.04N=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=222010=500=22.36mr0=)2(hhhr=)40602(40=3200=56.6mr30=)2(hhhr—)2(3030hhhr=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、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=)2(00hhhr-)2(55hhhr=)10302(10-)5302(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—=AR～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=75KA电力线路上每相可能分配到的雷电流幅值为：75KA÷3÷4=6.25KA8.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）=√（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.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5m3m12mCAB20mAB3m3m5mA、B避雷针针间距为D=6+20+6=26米,应符合D2r0两针相关距离为：2r0=2)2(00hhhr-2)2(55hhhr=226≈52（米）,满足D2r0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(00hhhr-)2(55hhhr=)15302(15-)5302(5=26-16.6=9.4(米)库房短边长度一半为：8/2=4米r5A、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0.8μH/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10KA，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=10KAU=IRi+L1·l1·di/dt+L2·l2·di/dtdi/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？AB3m3m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=KNgAek=1Ng=0.024×301.3Ae=[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=)2(hhhr-)2(hxhrhx得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。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Sa=0Bi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10-4TSa=410-74104.22i故第14层时的Sa=410-74104.22i=4.24=1.67(m)第11层时的Sa=410-74104.22i=4.22=0.83(m)第14层2.4GS时的安全距离为1.67m,第11层2.4GS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GB50057-1994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φ8避雷网钢材最小用φ8避雷网为8个24mx16m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1024mφ8的钢材15.第二类防雷建筑物长×宽=60m×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12m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=1.4,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Sel≧0.4Ri≧3米Ri=R～/ASel≧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。17.一建筑物楼内有相当重要的计算机信息设备，建筑面积是30m×12m，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=10m。arx=oa=(62+152)=2612=16.2mr1=〔hx（2hr﹣hx）〕1/2=10(90-10)1/2=8001/2=28.31mor0=rx+r1=16.2+28.3=44.5m从地面算起,避雷针高度h=hr-202rhr=45-225.4445=45-25.18902025=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40×12m2，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:天面已有避雷带)答：已知rx=8m、hr=45m、hx=2mr1=)2(xrxhhh=)290(2=176=13.3m保护半径rx=8mr0=r1+rx=8+13.3=21.3m根据公式针高h=hr-202rhr=45-223.2145=45-69.4532025=45-39.64=5.36m根据计算结果，选择针高5.36米合适。19.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，故取针高h=7m,hx=4m,hr=4.5mrx≥5+1.5=6.5m,才能保护卫星天线。rx=)2(hhhr-)2(xrxhhh=)790(2-)490(4=581-344=24.1-18.55=5.55m故该楼高7m，不能保护卫星天线。rx=)90(hh-18.5化简得:h2-90h+625=0h=2625490902=2560090=28.7490取负号h=28.7490=7.6m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.20.一枝独立避雷针高度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）（6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=