避雷针(线)的保护范围

情境二避雷针（线）保护作用分析

一、避雷针的防雷作用常用的防直击雷装置，用于发电厂、变电站的直击雷保护。利用尖端放电的原理，当雷云使地面电场畸变，在针顶端形成局部场强集中区以影响先导放电的发展方向，使雷云对其放电并将雷电流泄入地中，保护附近电力设备和建筑物。基本防雷措施：避雷针、避雷线(BLX）、避雷器（BLQ）、接地装置它包括接闪器、引下线和接地装置。常用的钢管避雷针的结构如下图所示。针体由不同管径的钢管焊接而成，针尖为圆钢。针尖部分一般应镀锌，针体应作防锈处理。这种避雷针广泛用于建筑物、发电厂和变电站的防雷。避雷针各节尺寸及材料分别见表1和表2。表1避雷针各节尺寸针高H(m)3.04.05.06.07.08.09.0101112各节尺寸（mm）A1500100015001500150015001500150020002000B1500150015002000150015001500150020002000C150020002500200020002000200020002000D200030002000200020003000E2000300030003000表2避雷针各节材料序号名称材料名称及规格长度（m）1针尖圆钢φ20mmA+0.25（搭接长度）2针管钢管φ25mmB+0.253针管钢管φ40mmC+0.254针管钢管φ50mmD+0.255针管钢管φ70mmE1、单根避雷针的保护范围半高以上(hx≥h/2)：半高以下(hx＜h/2)：h—针高，hx—被保护物高，p—h≤30m，p＝1；30m＜h≤120m，从h越高，修正系数p越小可知：为了增大BLZ的保护范围，单靠提高其高度是不合适的；合适的办法是采用多支BLZ作联合保护。实际问题多是已知被保护物高度hx，又根据被保护物的宽度和它与避雷针的相对位置确定所要求的保护半径rx，再计算出所需要的避雷针高度h。由模拟试验确定，只有相对的意义，不能认为在保护范围内的物体就完全不受雷直击，在保护范围外的物体就完全不受保护。2、两等高避雷针保护范围外侧：保护范围仍按单针计算方法确定。斜间：h0=h-D/7P；h0—两针间保护范围上部边缘最低点高度（m）3、两不等高BLZ保护范围两针间hx平面上保护范围一侧最小宽度bx：bx=1.5(h0-hx)（1）两针外侧的保护范围分别按单支避雷针的计算方法确定。（2）两针间的保护范围应按单支避雷针的计算方法，先确定较高避雷针1的保护范围，然后由较低避雷针2的顶点，作水平线与避雷针1的保护范围相交与3，取点3为等效等高避雷针的顶点。再按两支等高避雷针的计算方法确定避雷针2和3的保护范围。当h2≥h1/2时：当h2<h1/2时：——化成等高避雷针间距离，m；——两支不等高避雷针间距离，m。（3）通过避雷针2、3顶点及保护范围上部边缘最低点的圆弧，其弓高按下式计算4、多只BLZ保护范围（1）将多支避雷针的多边形，划分成若干个三支避雷针的三角形，划分时必须是相邻近的三支避雷针。（2）每三支避雷针，其相邻两支保护范围的一侧最小宽度≥0时，则全部面积才能受到保护。（3）多支避雷针的外侧保护范围，应分别按不等高（或等高）两针保护范围方法确定。二、避雷线的保护范围BLX原理与BLZ相同，但引雷作用和保护宽度比避雷针要小。主要用于输电线路保护，也可用来保护发电厂和变电所，近年来许多国家都采用BLX保护500kV大型超高压变电所。1、避雷线的技术要求避雷线应具有足够的截面和机械强度。一般采用镀锌钢绞线，截面不小于35mm2，在腐蚀性较大的场所，还应适当增大截面积或采取其它防腐措施。在200m以上档距，宜采用不小于50mm2截面。避雷线的布置，应尽量避免在断落时造成全厂（站）停电或大面积停电事故。如尽量避免避雷线与母线互相交叉的布置方式。hx≥h/2：hx＜h/2：为降低雷击过电压，应尽量降低避雷线接地端的工频接地电阻，一般不宜超过10Ω。2、单根避雷线的保护范围3、两等高避雷线的保护范围（1）两避雷线外侧的保护范围按单根避雷线的计算方法确定。（2）两避雷线间保护最低高度按下式计算用BLX保护输电线时，其保护范围常用保护角α表示：BLX和外侧导线的连线与BLX和地面的垂线间的夹角。作业：6-5避雷针位置的确定，是变电所防雷设计的关键步骤。首先应根据变电所设备平面布置图的情况而确定，避雷针的初步选定安装位置与设备的电气距离应符合各种规程规范的要求，初步确定避雷针的安装位置后，再根据计算公式进行计算，校验是否在保护范围之中。课外作业参考步骤：(1)在作防雷保护设计前，应到当地气象部门了解最新的当地年平均雷暴日数和年平均雷暴次数，以便确定设计标准。注意事项：(2)根据开关场布置形式，确定避雷针的个数、高度。如箱式变电站，因占地面积较小，可采用高度较高的单支避雷针，以求降低工程造价的目的。如35kV、10kV设备均在户外，设备布置为水平排列，尽量选多个高度低些的等高的独立避雷针，以求布置均称，整体美观的效果。

(5)避雷针与主变压器应尽量保持15～20m的距离，避免对主变压器的逆闪络和逆变换电压。(3)充分利用进线终端杆的高度，设计安装避雷针。(4)选择两支避