防雷工程技术考试题库(20220218123721).pdf
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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 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 i=Kc.i0=1/15.15OOOO=1OKA 2、某山区工厂,工厂所在地土壤电阻率=1000.m,用接地电阻表测得接闪器工频接地电阻为17.5,引下线接地点到标地体最远端长度为25.3m,计算
2、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Ri10,A=1.8,1000的平方根为 31.625)?(本题 8 分)根据2eLR=ARi)(25.6310002mLeL/Le=25.3/63.25=0.4 A=1.8 Ri=17.5/1.8=9.7()答冲击接地电阻是9.7,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=
3、2.9 Ae=LW+2(L+W)*H(200H)1/2+h(200H)*10-6 =100*40+2(100+40)*30(20030)1/2+*30(20030)*10-6 =40014*10-6 =0.04 N=1.5*2.9*0.04=0.1740.06 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=22.3
4、6m r0=)2(hhhr =)40602(40=3200=56.6m r30=)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=)1
5、0302(10-)5302(5=1055 1122.4 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=21000=233.3=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=13.0/1.62 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
6、 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 KA34=6.25 KA8.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=(AB2BC2)=(8262)=10(米)库房为二类防雷建筑,滚球半径 hr=45 米10 米高的避雷
7、针在 5 米高度上,避雷针A的保护半径为r5=h0(2hrh0)h5(2hrh5)=10(24510)5(2455)=10851728.3 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5m 3m 12m C A B 20m A B 3m 3m 5m A、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(0
8、0hhhr-2)2(55hhhr=22652(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=4
9、m,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=8.969.0m 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(10/350s),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
10、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=0Bi2式中0=410-7(Wb/mA),B 为磁感应强度,为特斯拉 T(Wb/m2),1T=104GS 1GS=10-4T,2.4GS=2.410-4T Sa=410-74104.22i故第 14 层时的 Sa=410-74104.22i=4.24=1第 11 层时的 Sa=410-74104.22i=4.22=0(m)第 14 层 2.4 GS 时的安全距离为 1.67m,第 11层 2.4 GS 时安全距离为 0.83m.14.某平屋面建筑物长96.00
11、m,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 8 避雷网钢材最小用 8 避雷网为 8 个 24m x 16m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 1024m 8 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12 12 12 12 12 8 注意共计 15 个网格。
12、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Sel0.4Ri3 米Ri=R/A Sel0.4Ri=0.4101.4=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。a rx=oa=(62+152)=2612=16.2m r1=hx(2hrhx)1/2=
13、10(90-10)1/2=8001/2=28.31m o r0=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4012m2,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=2m r1=)2(xrxhhh=)290(2
14、=176=13.3m 保护半径 rx=8m r0=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.
15、5m rx5+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=0 h=2625490902=2560090=28.7490取负号 h=28.7490=7.6m 说明 h7.6m 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
16、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=h0(2hrh0)h5(2hrh5)=10(23010)5(2305)=105511 22.4 16.6=5.8(米)21.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,保护物卫星天线高为xh,滚球半径为rh,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xr 是否达到要求?(2)安全距离是否达到要求
17、?保护范围)2()2(xrxrxhhhhhhr)7452(7)8452(8=1.51m 答:保护半径应大于或等于m5.5325,而xr 5.5m,故保护范围达不到要求。22.某平顶库房为二类防雷建筑长12 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10 米的避雷针,计算避雷针是否能对库房实施保护。答:5m 3m 12m 最远点距离:L=(8 8+66)1/2=10m rx=)1090(10-)590(5=28.3-20.6=7.7m rx=7.6m rxL,不能保护.23.有一栋二类框架建筑物,网格宽度W=5m,钢筋直径=20mm,100m 处发生首次云
18、地闪。求LPZ1区的 H1和安全距离 ds/1。H0=I/(2 S)=150KA/(23.14 100)=0.239KA=293A/m H1=H0/10SF/20SF=20 8.5/W/(1+18 10-6/r2)1/2SF=20 8.5/5/(1+1810-6/10-4)1/2SF=20 1.7/1.086SF=20 1.5654=20 0.1946=3.89 3.9dBH1=239/10S3.9/20H1=239/1.57 H1=152A/m ds/1=WSF/10=53.9/10=1.95m 设计题部分25、请画出单相 TN S系统中电涌保护器SPD电气连接图和三相TN S系统中电涌保护
19、器 SPD电气连接图。答案图:单相 TN S系统中 SPD连接图图:三相 TN S系统中 SPD连接图26、有一个储存硝化棉的一类防雷仓库,高4 米,长 21 米,宽 7.5 米,要求设计独立避雷针保护,请设计绘制该仓库的hx高度的平面保护图,并求出避雷针高度(注:要求独立针离仓库为3 米,比例 1:300,见下图)(20 分)已知:hx=4m,L=21m,W=7.5m 解:由题可知该仓库属第一类防雷建筑hr=30m,则有:OA=225.105.10=14.85m rx=h(2hr-h)-hx(2hr-hx)=h(60-h)-4(60-4)=260hh-224=260hh-15.0 设 r1=
20、)2(xrxhhh=)460(4=224=14.97 r0=rx+r1=14.85+14.97=29.82 设备L NPE 设备L1L2 L3N PE机机壳H=hr-202rhr=30-228.2930=30-96.11=26.54m 答 hx=4m高度上保护半径为14.85m,避雷针高度为 26.54m.27、由国家档案馆,高 30 米,长 60 米,宽 30 米,防雷接地已利用框架主钢筋结构作为暗装引下线。经检测,接地电阻为0.9,但由面无避雷设施,要整改。请设计绘制一天面防雷设施平面图(提示:所有基础已从基础到天面图有一条主筋焊接,可作为暗装引下线)。RX=15.0m 14.85m 21
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