【题目编号】MC1-1361
【题目】对于一般建筑物，单支避雷针的保护范围至多能有多大：
【答案】A
[A]在避雷针顶点至地面之间，由 60 米半径滚球曲线所构成的空间
[B]在任何情况下，避雷针都可以保护其周边低于避雷针高度的空间
[C]在任何情况下，避雷针都可以保护其周边半径 30 米之内的物体
[D]从避雷针顶点起、以避雷针高度为半径所做半球体以内的空间
考点速览
这道题问的是单支避雷针能保护多大空间，答案是半径六十米滚球曲线在针尖与地面之间扫过的那个空间。考点落在我国建筑物防雷设计采用的滚球法（rolling sphere method）上：保护范围不是以针高为半径画出来的几何体，而是用一个规定半径的球体滚出来的空间。
滚球法怎么量出保护范围
滚球法的思路很直观。假定雷云与地面之间即将放电，先导通道向下发展，最终击中的位置取决于哪一处最先满足击穿条件。用一个半径固定的球体代表最后一段放电的接近距离，把球贴着地面滚向被保护物体：球体同时接触地面和接闪器时，球体触及的空间就是雷击可能到达的区域，球体进不去的空间即为保护范围。
对单支避雷针来说，球从远处滚来，先接触地面，再被针尖挡住架在针上，最后越过针尖继续向前滚。球在针尖处被架住时，球心与针尖的距离等于滚球半径；球滚离针尖后继续前进，直到再次接触地面。球体扫不到的那部分空间就是避雷针的保护范围。
由此可以理解两个结论。保护范围不由避雷针高度单独决定，而由滚球半径决定；滚球半径越大，代表放电的最后接近距离越长，保护范围反而越小。半径越小，保护越严。
三档滚球半径
我国建筑物防雷设计规范按防雷类别给出三档滚球半径。第一类防雷建筑物取三十米，第二类取四十五米，第三类也就是一般建筑物取六十米。这三档数字对应不同的雷击风险与后果严重程度：存放爆炸危险品、国家级重点文物等场所要求最严，普通民用与工业建筑相对宽松。
题干里的一般建筑物对应的就是最宽松的那一档，滚球半径为六十米。单支避雷针的保护范围，就是在针尖至地面之间由半径六十米的滚球曲线所构成的空间，针越高空间越大，但始终被六十米这个半径约束着。
为什么"针高为半径的半球"是错的
选项 D 那类说法把保护范围想象成以避雷针顶点为球心、以针高为半径的半球，隐含假设是雷击点与接闪器的距离不超过针高就一定会打到针上，而这样的等式关系并不存在。把保护范围说成半径三十米的固定圆柱，或者周边低于针高的全部空间，都是把保护范围当成只看针高、不看滚球半径的量。滚球法的价值在于把保护这个模糊概念换算成可计算的几何边界，而边界由滚球半径与接闪器位置共同确定；四个选项里只有提到滚球半径的那一个是规范表述。
逐项辨析
选项 A 说保护范围是在避雷针顶点至地面之间，由六十米半径滚球曲线所构成的空间。滚球半径六十米对应一般建筑物，空间范围由滚球在针尖与地面之间的扫掠确定，与规范采用的滚球法表述一致，正确。
选项 B 说避雷针在任何情况下都可以保护其周边低于避雷针高度的空间。这一项把保护范围等同于比针矮的地方，忽略了水平距离。位于针脚旁边、高度只比地面高一点的物体未必在保护范围内，决定因素是与接闪器的空间关系有没有被滚球扫到，而不是单纯比高低。错误。
选项 C 说避雷针在任何情况下都可以保护其周边半径三十米之内的物体。三十米对应的是第一类防雷建筑物的滚球半径，而且它是滚球半径，不是保护半径；把它当成一把固定的水平尺子是对滚球法的误读。题干限定的是一般建筑物，也不该取第一类的数字。错误。
选项 D 说保护范围是从避雷针顶点起、以避雷针高度为半径所做半球体以内的空间。这是把针高直接当成保护半径，属于凭直觉构造的模型，与滚球法不符，错误。
易混淆点：滚球半径与保护半径
两个半径极易混淆。滚球半径是规范按建筑物防雷类别规定的常数，只有三十米、四十五米、六十米三档，与避雷针本身无关。保护半径是某个高度水平面上保护范围边界到针轴的水平距离，是计算结果，随针高、随所取水平面高度变化。
题干问的是保护范围至多能有多大，落点在滚球曲线扫过的空间，而不是某个水平面上的保护半径数值。看到半径三十米、以针高为半径这类把常数与变量对调的说法，就能立刻排除。
应试要点
一般建筑物取六十米滚球半径，第一类三十米、第二类四十五米。保护范围由滚球扫掠决定，不是以针高为半径的半球。看到任何情况下、以针高为半径、固定三十米这些字眼，判错。
