避雷针的保护范围课件

避雷针的保护范围一、雷电与雷电过电压

1、雷电的形成雷电是大气中的放电现象。有关雷电形成过程的学说较多，随着高电压技术及快速摄影技术的发展，雷电现象的科学研究取得了很大进步。目前倾向于下面的说法在闷热、潮湿、无风的天气里，接近地面的湿气受热上升，遇到冷空气凝成冰晶。冰晶受到上升气流的冲击而破碎分裂，气流挟带一部分带正电的小冰晶上升，形成“正雷云”，而另一部分较大的带负电的冰晶则下降，形成“负雷云”，随着电荷的积累，雷云电位逐渐升高。由于高空气流的流动，正、负雷云均在空中飘浮不定，当带不同电荷的雷云相互接近到一定程度时，就会产生强烈的放电，放电时瞬间出现耀眼的闪光和震耳的轰鸣，这种现象就叫雷电。

一、雷电与雷电过电压

1、雷电形成示例一、雷电与雷电过电压

3、雷电过电压的种类(1)直击雷过电压

据观测，在地面上产生雷击的雷云多为负雷云。有时雷云很低，周围又没有带异性电荷的雷云，这样有可能在地面凸出物上感应出异性电荷，在雷云与大地之间形成很大的雷电场。当雷云与大地之间在某一方位的电场强度达到25～30kV/cm时就开始放电，这就是直击雷。当雷电直接击中电气设备、线路或建筑物时，强大的雷电流通过其流入大地，在被击物上产生较高的电位降，称直击雷过电压。

一、雷电与雷电过电压

3、雷电过电压的种类(2)感应雷过电压当雷云在架空线路上方时，使架空线路感应出异性电荷。

雷云对其他物体放电后，架空线路上的电荷被释放，形成自由电荷流向线路两端，产生电位很高的过电压，称感应雷过电压。架空线路上的感应过电压可达几万甚至几十万伏，对供电系统的危害很大。一、雷电与雷电过电压

3、雷电过电压的种类(3)雷电侵入波由于直击雷或感应雷而产生的高电压雷电波，沿架空线路或金属管道侵入变配电所或用户，称雷电侵入波。这种雷电波侵入造成的危害占雷害总数的一半以上。二、防雷设备

(1)避雷针避雷针的功能实质是引雷作用。由于避雷针安装高度高于被保护物，因此当雷电先导临近地面时，它能使雷电场畸变，改变雷电先导的通道方向，吸引到避雷针本身，然后经与避雷针相连的引下线和接地装置将雷电流泄放到大地中去。避雷针能否对被保护物进行保护，被保护物是否在其有效的保护范围内是很重要的。避雷针的保护范围，以其能防护直击雷的空间来表示，按新颁国家标准采用“滚球法”来确定。

二、防雷设备

(1-1)避雷针防雷规划“滚球法”，就是选择一个半径为hr（滚球半径），沿需要防护直击雷的部分滚动，如果球体只触及接闪器或接闪器和地面，而不触及需要保护的部位时，则该部位就在这个接闪器的保护范围之内。滚球半径是按建筑物防雷类别确定的。建筑物防雷类别滚球半径hr(m)避雷网格尺寸(m)第一类防雷建筑物30≤5×5或≤6×4第二类防雷建筑物45≤10×10或≤12×8第三类防雷建筑物60≤20×20或≤24×16二、防雷设备

(1-1)避雷针防雷规划建筑物防雷类别第一类防雷建筑：凡在存放爆炸物品或正常情况下能形成爆炸性混合物，因电火花而会发生爆炸，致使房屋毁坏和造成人身伤亡者，应有防直接雷、感应雷和雷电侵入波措施。第二类防雷建筑：制造、使用或储存爆炸物质的建筑物，但电火花不易引起爆炸或不致引起巨大破坏或人身事故，或国家级重要建筑物，应有防直接雷和雷电侵入波措施，有爆炸危险的也应有防感应雷措施。第三类防雷建筑：不属第一、二类建筑物但需实施防雷保护者，如住宅、办公楼、高度在15m以上的烟囱、水塔等孤立高耸的建筑物属于第三类建筑物，应有防直接雷和雷电侵入波措施。

二、防雷设备

避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围-1做一条距离地面hr，平行于地面的直线。二、防雷设备

避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围-2以避雷针的顶端为圆心，以hr为半径画弧线，与平行线相交与A、B两点。二、防雷设备

避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围-3以A、B两点为圆心，以hr为半径画弧线，与地、避雷针形成弧线，弧线包围的部分即为避雷针的保护范围诶二、防雷设备

避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围小结当避雷针高度h≤hr时①距地面hr处作一平行于地面的平行线；②以避雷针的针尖为圆心、hr为半径，作弧线交平行线于A、B两点；③以A、B为圆心，hr为半径作弧线，该弧线与针尖相交，并与地面相切。由此弧线起到地面为止的整个锥形空间就是避雷针的保护范围。避雷针在被保护物高度hx的xx′平面上的保护半径rx按下式计算二、防雷设备

避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围示例某厂锅炉房烟囱高40m，烟囱上安装一支高2m的避雷针，锅炉房（属第三类防雷建筑物），试问此避雷针能否保护锅炉房。

二、防雷设备

避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围示例解：查表得滚球半径hr=60m，避雷针顶端高度h=40+2=42m，hx=8m，则避雷针的保护半径为现锅炉房在hx=8m高度上最远屋角距离避雷针的水平距离为：

由此可见，烟囱上的避雷针能保护锅炉房。

当设备带电部分与外壳相连时，短路电流经外壳和N线（或PE线）而形成单相短路，显然该短路电流较大，可使保护线快速而可靠地动作，将故障部分与电源断开，消除触电危险。

中性线N和保护线PE完全分开的称为TN-S系统（又称三相五线制）；N线与PE线前段共用、后段分开的称为TN-C-S系统；N线与PE线完全共用的称为TN-C系统。

TN系统TN-STN-C-STN-CTT系统的使用能减少人体触电的危险，但是不够安全。为保障人身安全，根据IEC标准应加装漏电保护器（漏电开关）。TT系统的电源中性点直接接地，也引出N线，属三相四线制系统，而设备的外露可导电部分则经各自的PE线分别接地。

TT系统接地IT系统又称为三相三线制系统。当电气设备发生单相接地故障时，接地电流将通过人体和电网、大地之间的电容构成回路。一般情况下，此电流是不大的，但是，如果电网绝缘强度显著下降，这个电流可能达到危险程度。

IT系统接地▪中线的作用：在低压配电系统中，有大量单相负载存在，使得三相负载总是不对称的，所以，于是三相负载的相电压也不相同，有的高，有的低，这样就使得各相负载无法正常工作，严重时还会烧毁负载。▪如果是中性线的阻抗ZN接近零，就能在负载不对称的情况下，强迫，使负载相电压保持对称。可见在三相四线制中的中性线的作用是非常重要的。▪电力系统和电气装置的中性点，电气设备的外露导电部分通过导体与大地相连称为接地。接地的目的：一是保证人身安全，使人可能接触到的设备外露导电部分的电位基本降低到接近地电位，当人触及这些部位时，即使这些部位带电，因其电位与地电位基本接近，可以减少电击危险。二是保证电力系统正常、稳定运行。由接了地的变压器和发电机中性点引出的中性线称地线。电器设备的某部分直接与地线相连接叫作保护接零。保护接零也能起到与接地相似的安全保护作用。保护接地和保护接零在中性点接地的三相四线制供电系统中应注意：工作零线和保护零线不能混淆！～220VFU火线L工作零线N保护零线E设备没有接零保护正确的接零保护错误的接零保护电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式及其特点和适用范围。1.中性点不接地的电力系统特点：单相接地时（1）三相线电压仍对称，电气设备可继续运行2h，供维修人员查排故障，提高了供配电系统可靠性；（2）非故障相对地电压升至线电压，提高对线路和电气设备绝缘强度要求，增加制造成本；（3）接地电流IE在一定范围内，可引起断续电弧，从而导致线路过电压（RLC串联谐振），威胁绝缘薄弱设备。故应限制IE。适用范围：旨在提高供电可靠性。（1）电压＜500V电气装置（IT系统，220V照明装置除外）；（2）3~63kV电网。但通常必须满足：3~10kV电网IE＜30A，与发电机有电气连系者IE＜5A。

35~63kV电网IE

＜10A。2.中性点经消弧线圈接地的电力系统特点：单相接地时(1)三相线电压仍对称，电气设备可继续运行2h，供维修人员查排故障，提高了供配电系统可靠性；(2)非故障相对地电压升至线电压，提高对线路和电气设备绝缘强度的要求，增加制造成本；(3)经消弧线圈电流IL补偿作用，接地电流IE减小，直至为0，接地电弧易熄灭，避免线路过电压。故称消弧线圈。适用范围：旨在限制IE，消除接地电弧，避免线路过电压。(1)电压＜500V电气装置（照明装置除外）；(2)3~63kV电网。3.中性点直接接地的电力系统特点：单相接地时（1）单相短路电流很大，保护装置即时动作，切除故障相(停电）；但非故障相正常运行；（2）中性点保持0电位，非故障