计算避雷针保护范围的保护角法与折线法形成机制的静电学分析

摘要

为由理论得出保护角法与折线法经验公式，特提出以库仑定律为基础的避雷针静电学模型（LEM）：①闪电先导的电行为可由其前端头部电荷等效代替，视先导头部、待击地面点、避雷针尖端均为点电荷；②闪电之能否为避雷针截留由其向针和待击地面点袭来时所受引力对比系数来决定。在此静电理论下，所得保护角法与折线法的保护半径理论式与它们的经验公式均相符一致；所得闪电侧击保护角的静电分析也与观测相符一致。理论结果与观测的相符一致，证实了LEM 静电模型的实在性，解释了保护角、保护角法、折线法的形成机制，解释了保护角的物理特性，为保护角法、折线法的存在、应用及其有效性、安全性提供了理论基础。最后提出的静电保护角法，将保护角法的适用高度由h≤60m 提升到了h≤120m，为高度h ≤120m 以下的雷电防护提供了一项比折线法更为简明、直观的避雷针保护范围计算法，可供制定防雷标准参用。