Vietnamese English Japanese Korean

Rolling Sphere Method

29/03/2023

Introduction:

There are no methods or devices that can prevent lightning discharges. The lightning protaction system (LPS) can be installed to protect the structures against lightning. IS/IEC 62305-3 specifies the following three methods to determine the position of air termination system

     1) Protection Angle Method

     2) Rolling Sphere Method and

     3) Mesh Method

Protection angle method is suitable for simple shaped buildings and it also has limitations on the height of the air terminal. The mesh method is suitable where plane surfaces are to be protected Whereas rolling sphere method can be used in all the cases.

Rolling Sphere Method:

In this method, an imaginary sphere of radius 'r' is rolled over the structure to be protected in all possible directions. The structure is considered to be protected if the sphere doesn't make any contact with the structure. The sphere should have contact only with the air terminal and on the ground. The radius of the sphere depends on the level of protection.

The radius of the rolling sphere for different classes of LPS are as follows:

 

The radius of the rolling sphere with respect to the peak value of the current in the lightring that strikes the structure,

r = 10 * 0.65

Where, I-peak lightning current in kA.

The rolling of sphere over the structure is shown below.

 

If the height of the structure is greater than 60m then additional protection measures of installing vertical conductors for the top 20% has to be provided to reduce the effect of side flashing.

 

Let us consider a rod air terminal placed at the top of a building. The protection provided by the air terminal as per rolling sphere method for different classes of LPS are shown herein:

 

From the above image, we can find that the protected region varies for different classes of LPS and different heights of air terminal. The air terminals should be placed in such a way that the sphere does not make any contact with the structure to be protected.

Penetration distance:

The distance between the two air terminals should be chosen in such a way that, the protection is provided for all the objects placed on the surface to be protected. The protection of the objects placed on the surface can be ensured by calculating the penetration distance of the rolling sphere. The distance between the level of air terminals and the least point of sphere in the space between the air terminals is called penetration distance. By comparing the penetration distance with the height of the object placed between the air terminals, we can find whether the object placed is protected or not.

Let us consider an object of height 'h' placed on the surface to be protected. Let ‘ht’ be the height of the air terminal, 'p' be the penetration distance and 'd' be the distance between the two terminals. In this case, the penetration distance should be less than the difference between the height of air terminal and height of the object to be protected.

 p < (ht - h)

Distance between air terminals:

The penetration distance of the rolling sphere below the level of conductors in the space between the conductors can be calculated by using the below formula provided by IS/IEC62305-3.

p= r- [r²- (d/2)2]1/2

Where,

p - penetration distance

r - radius of rolling sphere

d - distance between the air terminals

For attaining a particular penetration distance, we can derive the required distance between the air terminals from the above equation.

d = 2*[2*p*r - (p)²]1/2

If there are no objects protruding from the structure to be protected, then the penetration distance can be increased up to the height of the air terminal to provide maximum protection. At this condition, the distance can be calculated by substituting the value of height of air terminal (ht) in place of penetration distance (p). The distance should always be lesser than the calculated value.

d= 2*[2*ht*r - (ht)2]1/2

Sample Calculation:

Based on the above formula for finding the distance between the air terminals, let us calculate for different heights (0.5m, 1mand1.5m) of air terminals for four different classes of LPS.

 

From the above analysis, we can conclude that the distance between the air terminals (d) in rolling sphere method depends on two factors.

     1) Height of the air terminal and 

     2) Radius of the rolling sphere

Among these two factors, the radius of rolling sphere is a constant value which depends on the class of LPS as specified by IS/IEC 62305-3. Hence for particular class of LPS, the distance between the air terminals purely depends on the height of air terminal.

Đối tác Việt Nam

Ree - Customer Porfolio CVL
Black & Veatch
Central - Customers Porfolio CVL
Arup - Customers Portfolio CVL
Archetype - Customers Porfolio CVL
Alstom - Customers Porfolio CVL
Capitaland - Customers Porfolio CVL
CNA HTE- Customers Porfolio CVL
Comin Asia - Customers Porfolio CVL
Coteccons - Customers Porfolio CVL

Đối tác Nhật Bản

Toshiba - Customer Porfolio CVL
Kinden - Customers Porfolio CVL
Marubeni - Customers Porfolio CVL
Kandenko - Customers Porfolio CVL
Kurihara - Customers Porfolio CVL
Yurtec - Customer Porfolio CVL
Shinryo - Customer Porfolio CVL
Bintai - Customers Porfolio CVL
Hitachi - Customers Porfolio CVL
Jesco - Customers Porfolio CVL

Đối tác Hàn Quốc

Doosan - Customers Porfolio CVL
Hyundai - Customers Porfolio CVL
Posco - Customer Porfolio CVL
Samsung - Customer Porfolio CVL
 Daiwa House - Customers Porfolio CVL
Nhà máy Tetra Park - Bình Dương

Nhà máy Tetra Park - Bình Dương

Căn hộ TMDV - VP Nam Sài Gòn - Mapletree

Căn hộ TMDV - VP Nam Sài Gòn - Mapletree

Khu đô thị Swan Part City - Đồng Nai

Khu đô thị Swan Part City - Đồng Nai

Khu phức hợp Casino Nam Hội An - Đà Nẵng

Khu phức hợp Casino Nam Hội An - Đà Nẵng

Dự án căn hộ Kingdom 101 - Hồ Chí Minh

Dự án căn hộ Kingdom 101 - Hồ Chí Minh

Kingdom of Tonga - New Zealand

Kingdom of Tonga - New Zealand

Nhà máy điện mặt trời Mỹ Sơn - Ninh Thuận

Nhà máy điện mặt trời Mỹ Sơn - Ninh Thuận

Nhà máy First Solar - Củ Chi

Nhà máy First Solar - Củ Chi

Nhà máy dệt nhuộm Polytex Far Eastern (Bình Dương)

Nhà máy dệt nhuộm Polytex Far Eastern (Bình Dương)

Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải 3 - Trà Vinh

Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải 3 - Trà Vinh

Ngôi nhà Đức Deutsches Haus - HCM

Ngôi nhà Đức Deutsches Haus - HCM

Nhà máy thực phẩm CJ - Vũng Tàu

Nhà máy thực phẩm CJ - Vũng Tàu

Sân bay quốc tế Cam Ranh -Khánh Hòa

Sân bay quốc tế Cam Ranh -Khánh Hòa

Trung tâm TM Takashimaya - Hồ Chí Minh

Trung tâm TM Takashimaya - Hồ Chí Minh

Tòa nhà Landmark 81 - Hồ Chí Minh

Tòa nhà Landmark 81 - Hồ Chí Minh

Nhà máy sản xuất Polypropylene và  kho ngầm chứa khí dầu mỏ hoá lỏng Hyosung (Đồng NaI)

Nhà máy sản xuất Polypropylene và kho ngầm chứa khí dầu mỏ hoá lỏng Hyosung (Đồng NaI)

Nhà máy sợi và phụ kiện ngành dệt KyungBang

Nhà máy sợi và phụ kiện ngành dệt KyungBang

Tổ hợp hoá dầu Long Sơn

Tổ hợp hoá dầu Long Sơn

Đường sắt đô thị Hà Nội tuyến số 3, Nhổn - Ga Hà Nội

Đường sắt đô thị Hà Nội tuyến số 3, Nhổn - Ga Hà Nội

Nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi CPV - Bình Phước

Nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi CPV - Bình Phước

Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn - Thanh Hóa

Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn - Thanh Hóa

Tòa nhà ngân hàng Vietcombank - HCM

Khách sạn JW - Marriot

Sân bay Quốc Tế Nội Bài - TERMINAL 2

Sân bay Quốc Tế Nội Bài - TERMINAL 2

Tòa nhà trụ sở Vietinbank - Hà Nội

Tòa nhà trụ sở Vietinbank - Hà Nội

Sân bay Quốc Tế Tân Sơn Nhất - TERMINAL 2

Sân bay Quốc Tế Tân Sơn Nhất - TERMINAL 2

Chuỗi siêu thị Hàn Quốc - Lotte Mart

Chuỗi siêu thị Hàn Quốc - Lotte Mart

Chuỗi siêu thị Nhật Bản - Aeon Mall

Chuỗi siêu thị Nhật Bản - Aeon Mall

Nhà máy sản xuất chip điện tử Intel - HCM

Nhà máy sản xuất chip điện tử Intel - HCM

Nhà máy Samsung CE Complex (SECC) - HCM

Nhà máy Samsung CE Complex (SECC) - HCM

Tòa nhà tài chính Bitexco

Tòa nhà tài chính Bitexco

Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng - Hà Tĩnh

Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng - Hà Tĩnh

Nhà máy điện Ô Môn - Cần Thơ

Nhà máy điện Ô Môn - Cần Thơ

Nhà máy thực phẩm Amway - Bình Dương

Nhà máy thực phẩm Amway - Bình Dương

Nhà máy thép Vina Kyoei - Bà Rịa Vũng Tàu

Nhà máy thép Vina Kyoei - Bà Rịa Vũng Tàu

Nhà máy Procter & Gamble - Bình Dương

Nhà máy Procter & Gamble - Bình Dương

Nhà máy công nghiệp nặng Doosan

Nhà máy công nghiệp nặng Doosan

Nhà máy thép Posco

Nhà máy thép Posco

Nhà máy nhiệt điện Thái Bình

Nhà máy nhiệt điện Thái Bình

Quality standards