建筑物内环路中的感应电压及电流的计算
建筑物内环路中的感应电压及电流的计算
F.1由各种装置构成的环路中感应电压及电流的计算
此处考虑图F.1所示的矩形环路,如果是其他形状的环路,应将其转换为具有相同环路面积的矩形环路。
F.2 邻近雷击下,环路在 LPZ1内部时的感应电压及电流假设 LPZ1内部Vs 空间内的磁场强度 H1 是均匀的�？返缪筓oc:
式中:
Uoc =以0●b●1●dH1/d1 （F.1)
Uoc———开路电压,单位为伏（V);
以0———真空磁导率,其值等于4r●10-7 ,单位为伏秒每安米[V●s/（A●m)」;
b———环路的宽度,单位为米（m);
H1———LPZ1内部随时间而变的磁场强度,单位为安每米（A/m)。
在波前时间T1 期间,Uoc的最大值Uoc/max为:
Uoc/max =以o●b●1●H1/max/T1 （F.2)
式中:
Uoc/max———开路电压Uoc的最大值,单位为伏（V);
H1/max———LPZ1内部磁场强度的最大值,单位为安每米（A/m);
T1———磁场强度波形的波前时间,单位为秒（s),与雷击电流波形的波头时间相同。
如果忽略导线的欧姆电阻（最坏情况),则短路电流isc为:
isc =以o●b●1●H1/L （F.3)
式中:
isc———短路电流,单位为安（A);
以0———真空磁导率,其值等于4r●10-7 ,单位为伏秒每安米[V●s/（A●m)」;
b———环路的宽度,单位为米（m);
H1———LPZ1内部随时间而变的磁场强度,单位为安每米（A/m); H1/max———LPZ1内部磁场强度的最大值,单位为安每米（A/m); 1———环路的长度,单位为米（m);
L———环路自感,单位为亨（H)。
isc的最大值isc/max为:
式中:
isc/max =以0●b●1●H1/max/L （F.4)
isc/max———短路电流isc的最大值,单位为安（A);
H1/max———LPZ1内部磁场强度的最大值,单位为安每米（A/m)。
对于矩形环路:
L = 〈0.8● 12 +b2 -0.8●（1+b)+0.4●1●ln[（2b)/（1+ 1+ （b )2 )」
r 1
+0.4●b●ln[（21)/（1+ 1+ （1 )2 )」〉●10-6 （F.5)
r b
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式中．
r———环路导线的半径,单位为米（m）。
首次雷击（T1=10以s）磁场强度 H1/f感应的最大电压和电流分别为．
Uoc/f/max =0.126●b●1●H1/f/max （F.6）
isc/f/max =1.26●10-6●b●1●H1/f/max/L （F.7）
式中．
Uoc/f/max———首次雷击（T1=10以s）磁场强度 H1/f感应的最大电压,单位为伏（V）﹔ isc/f/max———首次雷击（T1=10以s）磁场强度 H1/f感应的最大电流,单位为安（A）﹔ H1/f/max———LPZ1内部首次雷击的磁场强度最大值,单位为安每米（A/m）﹔
H1/s/max———LPZ1内部后续雷击的磁场强度最大值,单位为安每米（A/m）。
后续雷击（T1=0.25以s）磁场强度 H1/s感应的最大电压和电流为．
Uoc/s/max =5.04●b●1●H1/s/max （F.8）
isc/s/max =1.26●10-6●b●1●H1/s/max/L （F.9）
式中．
Uoc/s/max———后续雷击（T1=0.25以s）磁场强度 H1/s感应的最大电压,单位为伏（V）﹔ isc/s/max———后续雷击（T1=0.25以s）磁场强度 H1/s感应的最大电流,单位为安（A）﹔ H1/f/max———LPZ1内部首次雷击的磁场强度最大值,单位为安每米（A/m）﹔
H1/s/max———LPZ1内部后续雷击的磁场强度最大值（A/m）。
F.3建筑物遭直接雷击下男环路在 LPZ1内部时的感应电压及电流
LPZ1内部Vs 空间内的磁场强度 H1 为．
H1 = KH ●i0●W/（dw dr） （F.10）
对于开路电压Uoc,按下式计算．
Uoc =以0●b●ln（1+1/dl1w）●KH ●（W/ dl/r）●di0/d1 （F.11）
在波前时间T1 期间,Uoc的最大值Uoc/max．
Uoc/max =以0●b●ln（1+1/d1/w ）●KH ●（w/ dl/r）●i0/max/T1 （F.12）
式中．
H1———LPZ1内部 Vs 空间内的磁场强度,单位为安每米（A/m）﹔
Uoc———开路电压,单位为伏（V）﹔
Uoc/max———开路电压Uoc的最大值,单位为伏（V）﹔
以0———真空磁导率,其值为4r●10-7,单位为伏秒每安米[V●s/（A●m）」﹔
b ———环路的宽度,单位为米（m）﹔
dl/w ———环路与屏蔽体侧面的距离,单位为米（m）,dl/w ≥ds/2﹔
dl/r———环路与屏蔽体顶部的平均距离,单位为米（m）﹔
i0———LPZ0A 中的雷电流,单位为安（A）﹔
i0/max———LPZ0A 中雷击电流的最大值,单位为安（A）﹔
KH ———形状系数（1/
）,取 KH =0.01（1/ ）﹔
1———环路的长度,单位为米（m）﹔
T1———LPZ0A 中雷击电流的波头时间,单位为秒（s）﹔
W ———格栅形屏蔽网格宽度,单位为米（m）。
如果忽略导线的欧姆电阻（最坏情况）,短路电流isc为．
isc =以0●b●ln（1+1/dl/w）●KH ●（W/ dl/r）●i0/L （F.13）
isc的最大值Isc/max由下式得出．
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式中:
isc/max =以0●b●ln（1+1/dl/w）●KH ●（W/ dl/r）●i0/max/L （F.14）
isc———短路电流,单位为安（A）﹔
isc/max———短路电流isc的最大值,单位为安（A）﹔
以0———真空磁导率,其值为4r●10-7,单位为伏秒每安米[V●s/（A●m）」﹔
b ———环路的宽度,单位为米（m）﹔
dl/w ———环路与屏蔽体侧面的距离,单位为米（m）,dl/w ≥ds/2﹔
dl/r———环路与屏蔽体顶部的平均距离,单位为米（m）﹔
i0———LPZ0A 中的雷电流,单位为安（A）﹔
i0/max———LPZ0A 中雷击电流的最大值,单位为安（A）﹔
KH ———形状系数（1/
）,取 KH =0.01（1/ ）﹔
1———环路的长度,单位为米（m）﹔
W ———格栅形屏蔽网格宽度,单位为米（m）。
L———环路的自感,单位为亨（H）。
首次雷击（T1=10以s）中,磁场强度 Hl/f/max感应的最大电压和最大电流分别为:
Uoc/f/max =1.26●b●ln（1+1/dl/w）●（W/ dl/r）●if/max （F.15）
isc/f/max =12.6●10-6●b●ln（1+1/dl/w）●（W/ dl/r）●if/max/L （F.16）
后续雷击（T1=0.25以s）中,磁场强度 H1/s/max感应的最大电压和最大电流分别为:
Uoc/s/max =50.4●b●ln（1+1/dl/w）●（W/ dl/r）●is/max （F.17）
isc/s/max =12.6●10-6●b●ln（1+1/dl/w）●（W/ dl/r）●is/max/L （F.18）
式中:
Uoc/f/max———首次雷击（T1=10以s）磁场强度 H1/f感应的最大电压,单位为伏（V）﹔
H1/f/max———LPZ1内部首次雷击的磁场强度最大值,单位为安每米（A/m）﹔
H1/s/max———LPZ1内部后续雷击的磁场强度最大值,单位为安每米（A/m）﹔
if/max———首次雷击电流的最大值,单位为安（A）﹔
is/max———后续雷击电流的最大值,单位为安（A）。
F.4环路在 LPZn(n≥2)内部的感应电压及电流
假定 LPZn 中的磁场强度Hn 是均匀的,因此,F.3中给出的计算感应电压和电流的公式同样适用。
式中,H1 用 Hn 代替。
图F.1 环路中的感应电压及电流
网格材料、宽度与磁场强度的关系曲线
G.1邻近首次雷击(50m)建筑物内部磁场强度随不同钢材及网格尺寸的变化曲线
图 G.1 邻近首次雷击(50m)建筑物内部磁场强度随不同钢材及网格尺寸的变化曲线图
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G.2邻近首次雷击(100m)建筑物内部磁场强度随不同钢材及网格尺寸的变化曲线
图 G.2 邻近首次雷击(100m)建筑物内部磁场强度随不同钢材及网格尺寸的变化曲线图
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G.3邻近后续雷击(50m)建筑物内部磁场强度随不同钢材及网格尺寸的变化曲线
图 G.3 邻近后续雷击(50m)建筑物内部磁场强度随不同钢材及网格尺寸的变化曲线图
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G.4邻近后续雷击(100m)建筑物内部磁场强度随不同钢材及网格尺寸的变化曲线
图 G.4 邻近后续雷击(100m)建筑物内部磁场强度随不同钢材及网格尺寸的变化曲线图
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G.5邻近雷击(首次雷击）情况下的安全距离网格尺寸的变化曲线
注1)安全距离与邻近雷击距离无关o
注2)后续雷击时的安全距离儿乎与网格尺寸成正比变化o
图 G.5 邻近雷击(首次雷击）情况下的安全距离网格尺寸的变化曲线图
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G.6邻近雷击(后续雷击)情况下的安全距离网格尺寸的变化曲线
注1o安全距离与邻近雷击距离无关О
注2o后续雷击时的安全距离几乎与网格尺寸成正比变化О
图 G.6 邻近雷击(后续雷击)情况下的安全距离网格尺寸的变化曲线图
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G.7在邻近雷击时(首次雷击)不同杆材及不同杆材直径情况下格栅屏蔽衰减系数随网格宽度的变化曲线
注1:铜>铝>钢再首次雷击与后续雷击情况下身格栅形屏蔽的衰减系数相同身且与杆材直径无关o
注2:后续雷击情况下钢材构成的格栅形屏蔽的衰减系数近乎一条水平线身受网格宽度影响甚微身且与杆材直径无关o
图G.7 在邻近雷击时(首次雷击)不同杆材及不同杆材直径情况下格栅屏蔽衰减系数随网格宽度的变化曲线图
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G.8邻近雷击时（后续雷击)不同杆材及不同杆材直径情况下格栅屏蔽衰减系数随网格宽度的变化曲
线注1昌铜>铝>钢再首次雷击与后续雷击情况下●格栅形屏蔽的衰减系数相同●且与杆材直径无关o
注2昌后续雷击情况下钢材构成的格栅形屏蔽的衰减系数近乎一条水平线●受网格宽度影响甚微●且与杆材直径无
关o
图G.8 邻近雷击时（后续雷击)不同杆材及不同杆材直径情况下格栅屏蔽衰减系数随网格宽度的变化曲线图77Qx/T106—2009
G.9建筑物直接遭首次雷击时男其内部磁场强度随距离d 的变化曲线
图 G.9 建筑物直接遭首次雷击时男其内部磁场强度随距离d 的变化曲线图8
Qx/T106—2009
G.10建筑物直接遭后续雷击时男其内部磁场强度随距离d 的变化曲线
图 G.10 建筑物直接遭后续雷击时男其内磁场强度随距离d 的变化曲线图
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