1 引言：廣州白云機(jī)場(chǎng)地處雷雨多發(fā)地帶，機(jī)場(chǎng)站坪高桿燈桿體離地又有 25m 之高，孤立高聳的站坪高桿燈在雷雨頻發(fā)的季節(jié)里被雷電擊中也就在所難免，這樣就存在著站坪高桿燈部件被雷擊墜落的風(fēng)險(xiǎn)，威脅到過往航空器及人員的安全。機(jī)場(chǎng)站坪高桿燈自投入使用以來已有近7 年時(shí)間，在過去的運(yùn)營中高桿燈被雷電擊中的事件時(shí)有發(fā)生。北區(qū)貨運(yùn)的站坪高桿燈就曾發(fā)生雷擊損壞鋼絲繩的情況。嚴(yán)重的雷擊損壞高桿燈設(shè)施事件雖較少發(fā)生，但機(jī)場(chǎng)對(duì)高桿燈的安全運(yùn)行要求較高，分析并探索出提高現(xiàn)有高桿燈避雷針防雷能力的措施就顯得尤為重要，具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文從機(jī)場(chǎng)站坪高桿燈的特征出發(fā)，對(duì)需受避雷針保護(hù)的高桿燈燈盤外形尺寸進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，利用相關(guān)的防雷理論進(jìn)行分析，進(jìn)而提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

2 分析的理論依據(jù)

2.1 折線法

如被保護(hù)物的高度為 h x ，則在 h x 水平面上的保護(hù)

半徑 r x 按下列公式計(jì)算 [1] ：

2.2 滾球法

我國過去的防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（如 GBJ57-1983）或過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范（如 GBJ64-1983）,對(duì)避雷針和避雷線

的保護(hù)范圍都是按“折線法”來確定的，而現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50057-1994《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》則規(guī)定采用 IEC

推薦的“滾球法”來確定 [2] 。

所謂“滾球法” （roll-ball method），就是選擇一個(gè)半徑為 h r （滾球半徑）的球體，沿需要防護(hù)直擊雷的部位滾動(dòng)，如果球體只接觸到避雷針（線）或避雷針（線）與地面，而不觸及需要保護(hù)的部位，則該部位就在避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)。滾球半徑 h r 按建筑物的防雷類別而取不同值。

部隊(duì)營房、軍火庫等因電火花而引起爆炸，會(huì)造成巨大破壞和人身傷亡者的建筑物為第一類防雷建筑物；國家級(jí)計(jì)算中心、國家級(jí)的會(huì)堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站等特別重要的建筑物屬于第二類防雷建筑物；水塔、高桿燈等孤立的高聳建筑物屬第三類防雷建筑物。故本次分析中滾球半徑取第三類防雷建筑物的滾球半徑，即 h r =60m。

3 站坪高桿燈的燈盤類型及其特點(diǎn)：目前機(jī)場(chǎng)站坪高桿燈的燈盤類型有兩種，一種是六邊形燈盤，另一種是梯形燈盤。

3.1 六邊形燈盤

六邊形燈盤的特點(diǎn)是燈具在燈盤上方，燈具的最高點(diǎn)基本與燈桿頂端相平，高桿燈燈具頂部與避雷針的最大水平距離約1.77m。

3.2 梯形高桿燈燈盤

梯形高桿燈燈盤的主要特點(diǎn)是燈具安裝在高桿燈燈盤下方，燈盤上的鎮(zhèn)流器盒頂部與高桿燈頂部基本同⑵滾球法分析六邊形高桿燈燈盤避雷針的保護(hù)范圍。

即現(xiàn)有的六邊形燈盤避雷針的保護(hù)半徑為 1.65m。而 現(xiàn) 有 燈 具 與 避 雷 針 的 最 大 水 平 距 離 是 1.77m

（177cm），1.65<1.77, 可見現(xiàn)有的避雷針保護(hù)半徑離被保護(hù)物的最大水平距離還有一點(diǎn)差距。

⑶折線法分析梯形高桿燈燈盤避雷針的保護(hù)范圍。

已知 h x =25m，h=h x +L=25+1.612=26.612m，即 h≤30m，代入式 1 得：R=h-h x =1.612m

即現(xiàn)有梯形高桿燈燈盤避雷針的保護(hù)半徑為1.612m。而現(xiàn)有燈具與避雷針的最大水平距離是 2.49m（249cm），1.612<<2.49, 可見現(xiàn)有避雷針保護(hù)半徑離被保護(hù)物的最大水平距離還有較大的差距，避雷針不能很好保護(hù)燈盤上的燈具。

⑷滾球法分析梯形高桿燈燈盤避雷針的保護(hù)范圍。

即現(xiàn)有梯形高桿燈燈盤避雷針的保護(hù)半徑為1.12m。而現(xiàn)有燈具與避雷針的最大水平距離是 2.49m（249cm），1.12<<2.49,可見現(xiàn)有避雷針保護(hù)半徑離被保護(hù)物的最大水平距離還有較大的差距，避雷針不能很好保護(hù)燈盤上的燈具。

4.2 避雷針改進(jìn)分析—— — 建議

4.2.1 六邊形高桿燈避雷針改進(jìn)分析

為有效保護(hù)好高桿燈燈盤上的電氣設(shè)備和部件，現(xiàn)有的六邊形高桿燈避雷針的保護(hù)半徑需大于或等于177cm，即 R1.77m，設(shè)所需的避雷針長度為 L x ，則代入式2 可得：Lx2-70L x +175.25=0→L x ≈2.6m即高桿燈桿體頂上的避雷針的長度需達(dá)到 2.6m 才能有效保護(hù)燈盤上的電氣設(shè)備和部件，故建議對(duì)該型高桿燈的避雷針進(jìn)行適當(dāng)延長改進(jìn)，使避雷針長度 2.6米。4.2.2 梯形高桿燈避雷針改進(jìn)分析為有效保護(hù)好高桿燈燈盤上的電氣設(shè)備和部件，現(xiàn)有的梯形高桿燈避雷針的保護(hù)半徑需大于或等于249cm，即 R≥2.49m，設(shè)所需的避雷針長度為 L x ，則代入式 2 可得Lx2-70L x +248.4884=0→Lx ≈3.75m即高桿燈桿體頂上的避雷針的長度需達(dá)到 3.75m才能有效保護(hù)燈盤上的電氣設(shè)備和部件，故建議對(duì)該型高桿燈的避雷針進(jìn)行適當(dāng)延長改進(jìn)，使避雷針長度3.75m。

5 結(jié)束語

本文分別采用折線法和滾球法對(duì)兩型機(jī)場(chǎng)站坪高桿燈的避雷針進(jìn)行防雷分析，找出現(xiàn)有高桿燈部分避雷針防雷存在的不足之處，并以 IEC 推薦的“滾球法”為依據(jù)，對(duì)兩型高桿燈避雷針的保護(hù)半徑進(jìn)行計(jì)算分析。通過分析可知，現(xiàn)有的梯形高桿燈避雷針保護(hù)半徑離被保護(hù)物的最大水平距離還有較大的差距，避雷針不能很好保護(hù)燈盤上的燈具，避雷針需要進(jìn)一步改進(jìn)。經(jīng)進(jìn)一步作改進(jìn)分析可知，梯形高桿燈避雷針長度需達(dá)到 3.75m才能較好地保護(hù)燈盤上的設(shè)備及部件。另外，本文中的避雷針長度采用比例法進(jìn)行測(cè)量得出，與實(shí)際尺寸會(huì)存在一定的誤差，故計(jì)算分析結(jié)果也會(huì)存在一定的誤差。