计算题1、某市郊旷野炸药仓库，长10米、宽7米、高5米，请计算该建筑物年预计雷击次数N （已知该市Ng=6.01）。
（数据取两位小数）。
解：g e N kN A =，其中，2k =， 6.01g N =6[2()(200)]10e A LW L W H H π-=++-⨯6[1072(107) 3.145(2005)]100.0042e A -=⨯++⨯-⨯= 所以，2 6.010.00420.05N =⨯⨯=（次/年）2、一烟囱高20.0m ，烟囱上接闪杆长1.0m. 在其下方距离10.0m 处有一配电房，配电房的长、宽、高分别为12.0m ，6.0m ，5.0m （如图）。
问该烟囱上的接闪杆能否对该配电房进行有效保护？.0解：h=20+1=21m （接闪杆高度） h r =60（滚球半径） h x =5（被保护物的高度）x r =21.62x r m ==烟囱到建筑物（配电房）最远处/角的距离：17.08r m ==因为：r x ＞r ，所以接闪杆能对该配电房进行有效保护。
3、某工厂在设计低压线路引入机房时考虑采用电缆埋地引入方式，实地勘测时土壤电阻率ρ=144Ω·m ，试问该工厂低压电缆埋地的最短尺寸?解：低压线路直接埋地的长度应符合ρ2≥l 要求，但不应小于15m 。
ρ2≥l =2×12=24m ＞15m所以，该工厂低压电缆埋地引入机房时的最短尺寸为24m 。
4、有一建筑物，长24m ，宽12.8m ，高21m ，试确定为几级类防雷建筑物？（已知该地区年平均雷暴日为38d/a ）。
解：由公式N =0.1T d 得N =0.1×38=3.8 因为H<100m ，所以 A =[lw+2(l+w)×+πH ×(200－H)]×10=[24×12.8+2(24+12.8)×+3.14×21×(200－21)]×10=0.0166由g e N kN A ，其中K=1，得N=1×3.8×0.0166=0.063(次/年) 因为0.05<N<0.25 ，所以该建筑物为三类防雷建筑物 。
5、某山区工厂，工厂所在地土壤电阻率ρ=1000Ω·m ，用接地电阻表测得接闪器工频接地电阻为17．5Ω，引下线接地点到标地体最远端长度为25．3m,计算其冲击接地电阻是否符合规范要求（规定其冲击接地电阻为R i ≤10Ω）？解：根据 R ~=AR i ，L e =2ρ=63.250.050.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.01.52.02.53.0ρ≥2000Ω*m ρ≤1000Ω*mρ﹦100Ω*mρ﹦500Ω*mAL/Le=25.3/63.25=0.4查表得A=1.8，R i=R~/A=17.5/1.8=9.7（Ω）所以，该工厂的冲击接地电阻是9.7Ω,符合规范要求。
6、某市一建筑物上安装了4米高的接闪杆，引下线长50米，接闪杆和引下线的电感分别为1.2μH/m 和1.5μH/m,接地冲击电阻为4Ω，计算当雷击电流为50KA，波头时间为0.25μs时，在52米和32米高度处的对地电位是多少?解：L1=1.2H/m,L2=1.5H/m,l1=4m,l2=50m,Ri=4ΩI=50KAU = IRi+L1•l1•di/dt+L2•l2•di/dtdi/dt=50/0.25=200kA/μsU52=50×4+1.2×（4-2）×200+1.5×50×200=200+480+ 15000=15680kv U32=50×4+1.5×32×200 =200+9600 =9800KV所以，在52米和32米高度处的对地电位分别是15680KV 和9800KV 。
7、某市平均雷暴日为45天，市区有一建筑物高29m ，顶部长50m ，宽10m ，女儿墙高1m ，在其顶上正中位置安装一支8m 高的接闪杆，不设接闪网、接闪带，问：这座建筑物的年预计雷击次数是多少？能否得到安全保护？解：因女儿墙高1m ，所以建筑物高H=30m ，杆高h=29+8=37m ；无特别说明，滚球半径取60m 。
N=K ×Ng ×Ae 其中，K 取1Ng=0.1T d =0.1×45=4.5Ae=[LW+2（L+W ））H —200（H +πH （200—H ）]×10-6=[50×10+2（50+10）×）30—200（30+3.14×30（200—30）] ×10-6=25083×10-6 =0.025N=K ×Ng ×Ae=1×4.5×0.025=0.11（次/a ）)2()2(x r x r x h h h h h h r ---==）37-60×2（×37-）30-60×2（×30=55.42-51.96 =3.46（m ）， R=5.2525522=+ 因为r x <R ，所以，在其顶上安装一支8m 高的接闪杆不能安全保护该建筑物。
8、电池组的电动势E=9V ，给电阻R=3.5欧姆的负载供电，电流为2.5A ，求电池组的内阻r 为多少欧姆？解：根据全电路欧姆定律rR EI +=，可得 )(1.05.35.29Ω=-=-=R I E r 所以，电池组的内阻为0.1Ω。
9、某信息系统设备在一的砖混结构的建筑物内，设备耐冲击磁场强度为110A/m 。
当在距设备平均100m 处落入一幅值达100kA 的闪电时，设备能承受闪电产生的磁场强度吗？请通过计算加以说明。
解：砖混结构建筑物无格栅形大空间屏蔽，其磁场强度按下式计算： H O =i 0/(2·π·Sa)（A/m ） =100000/2×3.14×100=159.24(A/m)＞110A/m 所以，设备不能承受闪电产生的磁场强度。
10、有一个二类防雷建筑物，楼顶有一雷达接收天线，高10米，设两支接闪杆，杆高15米，距离20米远，问能否保护住天线？解：因D=20米＜2）h ﹣2hr （h =2×）15-45×2（×15=67米，故应按双支等高接闪杆方法计算。
在保护范围上边线上的保护高度hx 为： hx=hr － ＝45－ ＝45－31.62＝13.38米＞10米 所以，能保护住雷达天线。
11、有一栋办公大楼天面上设有接闪带和接闪网格保护，但有三个卫星收发天线，不在其保护范围内，需要加装接闪杆保护，如果接闪杆的安装位置距离最远的接收天线为10m ，卫星天线高4m ，需要架设多高的接闪杆，才能够使所有卫星天线在其保护范围之内？解：无特别说明，办公大楼属于第三类建筑物，h r =60m,又h X =4m ，接闪杆的安装位置距离最远的接收天线为10m ，即接闪杆的保护半径r=10m 。
444(2)(2)r r h h h h h h h =--- 10(260)4(2604)h h =⨯--⨯- h 221201204994.772h ±-⨯=21201021204994.77120102.8228.96()m ±-⨯=-==所以，应架设高度高于8.96米的接闪杆才能够使卫星天线在其保护范围之内。
12、第一类防雷建筑物防雷接地工频接地电阻为10欧，换算系数A=1.4，问：建筑物的地中金属物与防雷地的安全距离是多少?解：根据GB50057—2010规定，建筑物的地中金属物与防雷地的安全距离S el≥0.4R i≥3米R i=R～/AS el≥0.4R i=0.4×10÷1.4=2.86米所以，此建筑物的地中金属物与防雷地的安全距离应大于或等于3米。
13、一个二类建筑物，首次雷击（I=150KA、10/350μs），请计算5米长10㎜2铜线上产生的残压？（注：单位长度电感l0=1μH/m）解：U L=l0*L*di/dt=1×5×150/10=75 KV14、有一栋高12层二类防雷框架结构的建筑物，该楼设有10根引下线，（1）在邻近100米情况下发生首次雷击，求大楼附近的磁场强度。
（2）直击雷击中该大楼（注：首次雷击），求大楼第四层单根引下线的雷电流强度。
解：（1）二类建筑i0=15OKAH o=i0/（2π. Sa）=15OOOO/（2π×1OO）=238.73A/m（2）四楼以下Kc=1/n=1/10i=Kc.i0=（1/10）×15OOOO=15KA15、设在湖边的某机械生产车间，长（L）、宽（W）、高（H）分别为100m、40m、30m，当地年雷暴日为40天，请通过公式计算其预计雷击次数并判定其属于第几类防雷建筑物。
解：N=K ×Ng ×Ae 其中，K 取1.5Ng=0.1T d =0.1×40=4Ae=[LW+2（L+W ）×）H —200（H +πh （200—H ）]×10-6=[100×40+2（100+40）×）30—200（30+π×30（200—30）] ×10-6=40014×10-6 =0.04N=1.5×4×0.04=0.24(次/a)因为0.25次/a>N>0.05次/a ，所以，该车间属于第三类防雷建筑物。
16、某建筑物长、宽、高分别为40m 、20m 、30m ，现在楼面正中心位置装设一根接闪杆，杆高10m ，请问该接闪杆能否全面保护楼面。
解：楼面需保护的范围是：222010+=500=22.36m 地面保护半径r 0=)2(h h h r -=)40602(40-•=3200 =56.6m楼面保护半径r 30=)2(h h h r -—)2(3030h h h r - =56.6-)30602(30-• =56.6-52 =4.6m.显然，r 30远小于22.36m.，故单支接闪杆无法全面保护，17、一枝独立接闪杆高度10米，为炸药库提供直击雷保护时，请计算该接闪杆在5米高度上的保护半径。
（保留小数一位）解：炸药库为一类防雷建筑，滚球半径hr=30米10米高的接闪杆在5米高度上，接闪杆的保护半径为 r 5=)2(00h h h r --)2(55h h h r -=)10302(10-⨯-)5302(5-⨯ =105—511 ≈22.4—16.6 =5.8（米）18、某公司设计的水平接地体总长度为33米，实测工频接地电阻13欧，实测土壤电阻率为1000欧米，该接地体冲击接地电阻为多少。