避雷針保護半徑計算器與原理解析

依據 IEC 62305 國際防雷系統 (LPS) 標準設計

關於 IEC 62305 防雷等級 (LPL)
國際電工委員會 (IEC) 將建築物的防雷保護等級分為 I 到 IV 級。不同的等級對應不同的雷電流參數，並直接影響到滾球半徑的大小與保護角的角度限制。等級 I 要求最嚴格（例如醫院、危險物質存放處），等級 IV 則為一般常規保護。

1. 滾球法 (Rolling Sphere Method)

滾球法是目前國際上評估建築物防雷保護區最精確且最被推薦的方法，特別適用於結構複雜的現代建築。其原理是想像一顆帶電的雷雲（等效為一顆具有特定半徑 R 的虛擬球體）向建築物周圍滾動。

計算公式：

Rp = √(2Rh - h²)

(其中 Rp = 保護半徑，R = 滾球半徑，h = 避雷針高出被保護平面的高度)

選擇防雷保護等級 (LPL) 與滾球半徑 (R):

輸入避雷針高度 h (公尺):

保護半徑 Rp: (請輸入數據以進行計算)

設計限制：避雷針高度 h 必須小於滾球半徑 R。如果高度超過滾球半徑，建築物側面將會暴露在雷擊風險中（側擊雷），此時必須在側面或其他位置增設防雷裝置。

保護角法較為直觀，適用於形狀對稱、簡單的建築物或屋頂上的突出物。它是以避雷針頂端為頂點，向下展開一個具有特定角度 (α) 的圓錐體，圓錐體內部的空間即為保護區。

計算公式：

Rp = h × tan(α)

(其中 Rp = 保護半徑，h = 避雷針高度，α = 保護角)

輸入避雷針高度 h (公尺):

輸入保護角 α (度):

保護半徑 Rp: (請輸入數據以進行計算)

注意事項：您必須參閱 IEC 62305-3 的「高度與保護角關係圖」來決定正確的 α 角。若輸入錯誤的角度，計算結果將不具備實際防護效力。