滚球法是一种计算接闪器保护范围的方法,其核心步骤如下:
确定滚球半径:
根据建筑物的防雷等级和接闪器的高度等因素,确定滚球的半径。
在建筑物上滚动球体:
以建筑物的某一点为起点,将球体沿建筑物的表面滚动,直到球体触及接闪器或其引下线。
记录球体触及的范围:
当球体触及接闪器或其引下线时,记录下球体所触及的范围,该范围即为接闪器的保护范围。
绘制保护范围图:
将记录下的保护范围绘制成图形,以便更好地了解接闪器的保护范围。
计算方法
简化算法步骤:
确定球心位置:
选择N个点(N=1,2时,特殊情况特殊考虑),确定M个球,并算出每个球心的高度。除去无效组合后,每个球心的高度应满足特定的几何关系。
排序球心高度:
将球心按高度排序。
检查球体与已有球的兼容性:
从最高的球心开始,逐个检查,如果当前球的三个点所组成的三角形与已存在的球的三个点在水平面上的投影有面积重合,则该球心不纳入已有集合,否则纳入。重复此过程,直到所有点都被包含或检查完所有球。
使用软件的自动化计算:
选择防雷类别:
根据建筑物的防雷类别选择对应的滚球半径。
输入测量参数:
输入避雷针的高度、两支避雷针间的距离、保护物的高度等。
执行计算:
程序根据输入的参数自动判断是否具有有效的保护范围,并运用滚球法计算出所需的结果,如最小保护宽度、保护高度、保护半径等。
代码示例
```python
定义滚球半径
r = 根据防雷等级确定的半径
定义建筑物表面上的点
points = 获取建筑物表面上的点集
初始化保护范围
protection_range = set()
遍历所有点,模拟球体滚动
for point in points:
模拟球体从当前点开始滚动
while True:
检查球体是否触及接闪器或其引下线
if is_touching_lightning_rod(point, r):
记录触及范围
protection_range.add(point)
break
球体沿建筑物表面移动
point = move_ball(point, r)
绘制保护范围图
plot_protection_range(protection_range)
```
建议
使用专业软件:在实际工程中,建议使用专业的雷电防护软件来进行滚球法计算,以提高准确性和效率。
考虑实际因素:计算结果可能会受到建筑物形状、高度、接地情况、土壤电阻率等多种因素的影响,因此在实际应用中需要综合考虑这些因素。
通过以上步骤和示例代码,可以初步了解滚球法的计算程序和方法。实际应用中可能需要根据具体情况进行调整和优化。