国外防雷技术新动向

为了保护建筑物或构筑物免受直接雷击,通常采用装设接闪器(即避雷针或避雷线等)的措施.接闪器高于被保护物体,将雷电引向自身,并通过接地引下线将雷电流引入大地,使建筑物或构筑物得到保护.近几年,国外一些防雷设计机构对于传统的接闪器的引雷原理和保护范围进行了新的研究,并设计了引雷效果更好、保护范围更大的新型接闪器.下面介绍这类接闪器的防雷原理、工作特性及保护范围的计算方法.     

建筑物天面附加设施直击雷防护的计算方法

在防雷图纸审核过程中,常常无法用滚球法直接判定天面附加设施是否在避雷针(线、带)的保护范围之内,则它们是否需要单独采取防直击雷措施也成为了一个难题.本文针对这一问题,首先分析了滚球法不成立的原因,并由此提出了新的计算方法.在对新的方法的依据和原理进行了说明和详细的解析之后,本文利用图文结合的方法,对照转换后的数学模型,通过一步步分析计算,推导出了简单易用的计算公式,并举出实例进行分析论证,验证了其方法的合理性和实用性.并且由于此方法的依据的一般性,所以也可用于许多难以计算的场合.文章最后还给出了此计算公式的C语言源程序,方便大家参考使用.     

滚球半径在防雷设计中的应用

本文根据IEC-TC81所采用的雷电流参量的基础资料,介绍应用戈尔德推荐的公式,计算出闪击距离,从而引导出各种不同滚球半径时接闪器对雷电的拦截概率的方法,并介绍滚求半径法在防雷设计中的实际应用。     

折线法和滚球法确定避雷针保护范围的安全性分析

概述了如何利用折线法和滚球法确定避雷针保护范围 ,并通过分析对比两者的安全性 ,提出了必须具体问题具体对待才能做到安全防雷     

矸石山矸石散体分布规律及其与渗透特性的关联研究

为探究不同矸石散体粒径对煤矸石山斜坡面渗透特性的影响，基于分形理论、柯兹尼理论和Rosin-Rammler模型，分析了煤矸石山斜坡面不同高度矸石散体的粒度组成分布函数与自然分级现象，确定了矸石散体级配参数与分形维数之间的理论关系，并结合渗透率测定试验建立了煤矸石山斜坡面高度与渗透率之间的定量关系式。结果表明：矸石散体粒径分布与其取样点的高度密切相关，中间粒径D₅₀和平均粒径■均随取样点高度的增加呈减小趋势，且中间粒径D₅₀的减小速率相对较大；矸石山斜坡面取样点距离地面的高度与矸石山整体高度的比值越大，矸石散体的级配效果越好；分维数与不均匀系数间呈正相关线性关系，而其与曲率系数之间无明显线性关系。斜坡面上部到底部的不均匀系数呈现出由平缓到陡峭的变化趋势，上部与中部的不均匀系数均大于5,且曲率系数在1.2～1.7范围内，可以确定矸石山斜坡面上、中部的散体级配相对较好；明确了渗透率k与分维数D的相互关系，分维数越小，渗透率越大。     

分布式光伏发电防雷措施的精细化选择

利用闪电监测系统确定光伏电站所在地的雷击大地密度,从而计算电站的年预计雷击次数,并划分防雷类别。提出用雷电统计资料来确定滚球半径,使直击雷保护范围计算更为精确。针对避雷针阴影对光伏电池板产生的热斑效应,提出使用太阳高度角及方位角来选择避雷针的安装位置,降低阴影对光伏电池板的影响。为降低热斑效应,建议大型光伏电站使用避雷线防护。提出利用雷电流幅值选取浪涌保护器(SPD)的冲击放电电流,降低SPD的钳制电压,优化SPD保护效果。提议控制机房结构内筋兼做屏蔽层,并根据雷电统计数据确定内筋的网格尺寸。最后提出根据光伏电池阵列的布局,结合当地土壤电阻率,分区域建设环形接地系统。     

含硫输气管道泄漏扩散多气团叠加计算模型

为研究含硫气输送管道全管径断裂后的失效影响,提出管道泄漏后硫化氢扩散浓度的计算方法。将管道泄漏过程等效为多个瞬时泄漏气团等时间间隔的连续释放,考虑管道压力变化、风速对泄漏气团的质量、喷射高度的影响,基于高斯烟团模型,对泄漏气团扩散过程中变化的气体浓度进行叠加计算,建立任意时刻沿下风向硫化氢体积分数分布的计算方法。根据输气管道泄漏扩散规律,确定大气扩散参数、各气团质量和喷射高度等基本参数,并以含硫体积分数为10%的输气管进行实例计算。结果表明:地面空气中的硫化氢体积分数在管道泄漏后沿下风向先增大后减小,影响范围不断向下风向延伸;且管径、压力越大,硫化氢在地面的影响范围越广。     

顶板走向高位钻孔瓦斯抽采技术的研究及应用

为了解决由于采空区及邻近煤层瓦斯的涌人而造成的工作面上隅角瓦斯超限问题,提出了运用顶板走向高位钻孔瓦斯抽采技术,对采空区及邻近煤层瓦斯进行抽采,进而解决上隅角瓦斯超限问题的方法。利用分源预测法对工作面瓦斯涌出源进行了分析,并理论计算了采空区冒落带和裂隙带的高度范围,结合矿井具体情况,确定了合理的高位钻孔参数,并对作用效果进行了现场考察。研究表明：高位钻孔瓦斯抽采技术,能有效地解决工作面上隅角瓦斯超限问题,降低回风流中瓦斯体积分数,并提高了工作面的推进速度,有效地保证了工作面的安全回采。     

改进的三维边坡最小势能稳定性分析方法

最小势能法是边坡稳定性分析的一种新方法,其关键在于确定滑体的总体势能函数。针对任意形状滑裂面的三维边坡,选取滑体中的某一单元体为研究对象,通过单元体上的静力平衡关系得到滑面上任一点的剪应力大小,提出了一种更加简便且合理的剪切势能计算方法,改进了边坡三维最小势能稳定性分析方法。相比于以往的研究,该方法在推求剪切势能函数时无需假定剪应力的方向,同时避免了剪应力方向向量繁琐的计算过程。为验证该方法的合理性,运用该方法计算了两个边坡的安全系数,得到了与其余分析方法较为一致的结果,表明该方法可以用于对称以及非对称滑面边坡的稳定性分析。     

避雷针保护范围验算数学模型的确定

主要针对现有国家标准中避雷针保护范围确定的问题 ,即多是给予形状上的描述 ,而在实际设计或验算过程中通常计算量很大且重复工作多 ,笔者为应对上述的问题 ,提出了新的思路和新方法 ,建立了避雷针保护范围计算的数学模型 ,且编制了相应软件。