110kv變電站防雷設(shè)計

1、河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書摘 要變電站是電力系統(tǒng)中重要組成部分，而且變電站的電氣部分要裝設(shè)合理的避雷裝置和接地裝置，因此，它是防雷的重要保護對象。本次設(shè)計為110kV牽引變電站的防雷設(shè)計，主要對變電站的主要設(shè)備進行選擇，重點設(shè)計變電站的防雷部分，包括變電站進線段保護、防直擊雷、防感應(yīng)雷以及變電站二次設(shè)備的防雷。通過對各種避雷器的性能對比，結(jié)合變電站實際情況，確定變電站的避雷器的選擇，并考慮變電站控制系統(tǒng)的防雷，提出防雷方案。氧化鋅避雷器以其優(yōu)越的性能，越來越受到電力行業(yè)的關(guān)注。本次設(shè)計，將結(jié)合氧化鋅避雷器性能的優(yōu)點，并結(jié)合變電站設(shè)計的情況，討論氧化鋅避雷器在變電站中的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：

2、變電站，避雷器，防雷保護。AbstractSubstation is an important part of the electric power system, otherwise the electric part of which needs to install reasonable lightning device and earthing device, therefore substation is the important protection object of the lightning protection. This design is an 110kV tract

3、ion substation lightning protection design.,through the parameter operation of the substation, The most important key to design the transformer substation of lightning protection, including substation into line protection, prevent lighting, prevent induction lightning and the lightning protection su

4、bstation secondary equipment. Confirm the main connection form and select of each equipment confirm the lightning arrester and consider the substation control system of the lightning protection, puts forward the solving scheme. Zinc oxide lightning arrester with its superior performance, more and mo

5、re get the attention of the electric power industry, but at present and no large-scale use. Combining the actual conditions, discuss the application prospect of the zinc oxide arrester in the substation. Key words: transformer, lightning arrester, lighting protection IV目錄1 緒 言11.1 課題背景11.2研究課題的目的和意義

6、11.3 國內(nèi)外概況22 系統(tǒng)設(shè)計方案研究32.1 牽引變電站簡介32.1.1 牽引變電站簡介32.1.2 牽引變電站任務(wù)32.1.3 牽引變電站與電力變電站的區(qū)別42.2 變電站主接線設(shè)計42.2.1 變電站主接線簡述42.2.2 在選擇電氣主接線時的設(shè)計依據(jù)42.2.3 主接線設(shè)計的基本要求52.2.4 主接線設(shè)計63 防雷保護和接地裝置83.1 過電壓保護的特點及基本要求：83.1.2 變電所防雷的所采用的保護方式：93.2 電工裝置的防雷措施103.2.1 避雷針設(shè)置原則113.2.2 主控室及屋內(nèi)配電裝置對直擊雷的防雷措施123.2.3 避雷針133.2.4 避雷器143.2.5 防

7、雷接地164牽引變電站的防雷設(shè)計194.1直擊雷的保護194.1.1 折線法194.1.2 滾球法234.1.3直擊雷的保護計算:304.2 進線段保護314.2.1 進線保護設(shè)計：324.2.2 該站進線保護設(shè)計計算：344.3 雷電入侵波的保護354.4 感應(yīng)雷過電壓的保護設(shè)計364.5 變電站二次設(shè)備防雷保護374.6 接地裝置404.6.1 接地網(wǎng)404.6.2 接地線424.6.3 防雷接地424.7 氧化鋅避雷器應(yīng)用研究424.7.1氧化鋅避雷器的特性434.7.2氧化鋅避雷器的優(yōu)勢444.7.3無間隙氧化鋅避雷器與傳統(tǒng)有間隙SCA相比的特點444.7.4氧化鋅避雷器在變電站中的發(fā)

8、展前景455 總結(jié)與展望466 致謝477參考文獻48河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書1 緒 言1.1 課題背景變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方式所構(gòu)成，它從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟的輸送到每一個用電設(shè)備。隨著電力技術(shù)高新化、復(fù)雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領(lǐng)域中，通過新技術(shù)的使用，都在不斷的發(fā)生變化。變電站作為電力系統(tǒng)中一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術(shù)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站的防雷保護也越來越得到重視1.2研究課題的目的和意義隨著科學技術(shù)的發(fā)展，作為現(xiàn)代工業(yè)

9、發(fā)展的基礎(chǔ)和先行官電力工業(yè)，也隨之有了很大的發(fā)展。電力需求的大大增加，促使電力技術(shù)和電力工業(yè)進一步向高電壓，大機組，大電網(wǎng)的方向發(fā)展。 110kV變電站是電力配送的重要環(huán)節(jié)，也是電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。變電站設(shè)計質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。 雷電放電落于電氣設(shè)備上時,如沒有特殊保護,雷云放電能產(chǎn)生數(shù)百萬伏的過電壓電波,這種過電壓足以使任何額定電壓的設(shè)備發(fā)生絕緣閃絡(luò)或擊穿。從而會使設(shè)備損壞，甚至危及人身安全造成不可彌補的損失。電力設(shè)備的造價普

10、遍較高，而且建造工期較長，電力設(shè)備的損壞，不但會造成發(fā)電廠或變電站的巨大損失，更會影響到對用戶的供電，造成更大面積、更嚴重的后果。 雷電一直是危害電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要因素之一，如果變電站發(fā)生雷擊事故，將造成大面積停電,給社會生產(chǎn)和人民生活帶來不便，這就要求防雷措施必須十分可靠。隨著電力技術(shù)高新化、復(fù)雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領(lǐng)域中，通過新技術(shù)的使用，都在不斷的發(fā)生變化。變電站作為電力系統(tǒng)中一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術(shù)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展。而防雷保護作為變電站設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，同樣會有充分的發(fā)展空間。 眾所周知，防雷的最有效辦法就是架設(shè)避雷器。目前氧化鋅避雷器(MOA)

11、在電力系統(tǒng)中作為過電壓限制措施的應(yīng)用越來越廣泛，其雷電侵入波的保護性能，尤其是對電氣設(shè)備的保護距離，已成為變電站工程設(shè)計、施工和運行亟待解決的問題。1.3 國內(nèi)外概況 我國中小城市經(jīng)濟的不斷發(fā)展對電能資源的要求也越來越高。中小城市現(xiàn)有的變電技術(shù)遠達不到經(jīng)濟快速發(fā)展的要求，這也在一定程度上影響了中小城市變電技術(shù)的推廣和應(yīng)用技術(shù)的深化。隨著中小城市經(jīng)濟的不斷發(fā)展，35kV以下電壓已經(jīng)滿足不了供電需求，所以只能建設(shè)35kV以上的變電站?？紤]到在35kV以上變電站的成本高低，110kV是性價比最高的。因此，需要創(chuàng)造條件有針對性地提高對小城市以及農(nóng)村的變電站的建設(shè)，來提高農(nóng)村和中小城市的用電質(zhì)量，多建造

12、一批110kV變電站。長期以來，人們一直認為超高壓電網(wǎng)中由于絕緣水平的增強，線路耐雷水平提高，雷擊則退到次要位置，操作過電壓在絕緣配合中起主導(dǎo)作用，實際上，超高壓輸電線路所承受的工作電壓、操作過電壓和雷電過電壓，與線路絕緣的耐受能力以及限制電壓的各種措施，組成了一個相互聯(lián)系的有機整體，而這三種電壓對超高壓系統(tǒng)的絕緣配合，運行可靠性的影響，誰起主導(dǎo)作用，決定于具體情況和條件，是發(fā)展變化的。現(xiàn)代防雷技術(shù)要求實施系統(tǒng)防雷工程，即防直擊雷、感應(yīng)雷和防雷接地系統(tǒng)的有機結(jié)合，達到全方位、立體化的防雷目的。 2 系統(tǒng)設(shè)計方案研究2.1 牽引變電站簡介2.1.1 牽引變電站簡介 電力牽引的專用變電站。牽引變電

13、站把區(qū)域電力系統(tǒng)送來的電能，根據(jù)電力牽引對電壓和電流的不同要求，轉(zhuǎn)變?yōu)檫m用于電力牽引的電能，然后分別送到沿架空線路上空架設(shè)的接觸網(wǎng)，為電力機車供電，或者送到地下鐵道等城市交通所需的供電系統(tǒng)，為地鐵電動機車或電車供電。 電力牽引的專用變電站。牽引變電站把區(qū)域電力系統(tǒng)送來的電能，根據(jù)電力牽引對電流和電壓的不同要求，轉(zhuǎn)變?yōu)檫m用于電力牽引的電能，然后分別送到沿鐵路線上空架設(shè)的接觸網(wǎng)，為電力機車供電，或者送到地下鐵道等城市交通所需的供電系統(tǒng)，為地鐵電動車輛或電車供電。一條電氣化鐵路沿線設(shè)有多個牽引變電站，相鄰變電站間的距離約為4050公里。在長的電氣化鐵路中。為了把高壓輸電線分段以縮小故障范圍,一般每隔

14、200250公里還設(shè)有支柱牽引變電站,它除了完成一般變電站的功能外，還把高壓電網(wǎng)送來的電能，通過它的母線和輸電線分配給其他中間變電站。 牽引變電站的主要電力設(shè)備是單機容量為10000千伏安以上的降壓變壓器,稱主變壓器或牽引變壓器。工礦和城市交通大多采用直流電力牽引。故直流牽引變電站里除降壓變壓器外，還有把交流電變成直流電的半導(dǎo)體整流器。此外，各類牽引變電站中還有用來接通和開斷電力電路的主斷路器、為了檢修和安全用的隔離開關(guān)，以及為了自動、遠動控制和保護用的自動控制系統(tǒng)和斷電保護系統(tǒng)。2.1.2 牽引變電站任務(wù) 將電能從電力系統(tǒng)傳送給電力機車的電力裝置的總稱叫電氣化鐵路的供電系統(tǒng)，又稱牽引供電系統(tǒng)

15、，主要由牽引變電站和接觸網(wǎng)兩大部分組成。牽引變電站將電力系統(tǒng)輸電線路電壓從110kV(或220kV)降到所需要的電壓，經(jīng)饋電線將電能送至接觸網(wǎng)；接觸網(wǎng)沿鐵路上空架設(shè)，電力機車上升后便可從其取得電能，用以牽引列車。牽引變電站所在地的接觸網(wǎng)設(shè)有分相絕緣裝置，兩相鄰牽引變電站之間設(shè)有分區(qū)亭，接觸網(wǎng)在此也相應(yīng)設(shè)有分相絕緣裝置。牽引變電站至分區(qū)亭之間的接觸網(wǎng)(含饋電線)稱供電臂。2.1.3 牽引變電站與電力變電站的區(qū)別 (1)負荷性質(zhì)上的區(qū)別：牽引變電站負荷單一，只是該變電站供電范圍內(nèi)運行的電力機車。電力系統(tǒng)的負荷則為工業(yè)或者民用電。牽引變電站的負荷非常不穩(wěn)定，只有當電力機車通過時，才會有負荷，其他時間

16、負荷為0。 (2)電壓閃變及無功功率上的區(qū)別：牽引變電站的電壓閃變較電力系統(tǒng)變電站頻繁。無功功率一般來說更高。但對于最新的和諧機車；功率因數(shù)接近于1；則不需要無功補償。 (3)組成方面區(qū)別：牽引變電站主要由牽引變電站、饋電線、接觸網(wǎng)、電力機車、鋼軌和大地、回流線等組成。而電力變電站主要通過大型變電站接受高電壓降壓供給下級各個變配電站使用。2.2 變電站主接線設(shè)計2.2.1 變電站主接線簡述 電氣主接線又稱為電氣一次接線，變電站主接線是變電站中的重要組成部分，它的連接形式對于防護雷電入侵波有著重要的作用。它是將電氣設(shè)備以定的圖形和文字符號，按電能生產(chǎn)、傳輸、分配順序及相關(guān)要求繪制的單相接線圖。它

17、把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電站電氣部分的主體，對發(fā)電廠和變電站以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行起著重要作用，并對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定有較大影響。2.2.2 在選擇電氣主接線時的設(shè)計依據(jù)發(fā)電廠、變電站所在電力系統(tǒng)中的地位和作用發(fā)電廠、變電站的分期和最終建設(shè)規(guī)模負荷大小和重要性系統(tǒng)備用容量大小2.2.3 主接線設(shè)計的基本要求主接線設(shè)計應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟型。主接線可靠性的具體要求：斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電。斷路器或母線故障

18、及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間并要保證對一級負荷及全部或大部分二級負荷的供電。盡量避免發(fā)電廠、變電站全部停運的可能性。大機組超高壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性。調(diào)度時，應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。 檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設(shè)備，進行安全檢修 而不致影響電力網(wǎng)運行和對用戶的供電。 擴建時，可以容易地從初期接線過度到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝機組、變壓器或線路而不互相干擾，并且對一次和二

19、次部分的改建工作量最少。 主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下，做到經(jīng)濟合理。對于投資者，要求主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。要使繼電保護和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。要能限制短路電流，以便于選自廉價的電氣設(shè)備或輕型電器。如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110kV及以下終端或分支變電站可采用簡易電器。 主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。 經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。此外在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡化主接線，發(fā)電廠、變電站接入系統(tǒng)的電壓等級

20、一般不超過兩種。 2.2.4 主接線設(shè)計 110kV側(cè)單母分段的連接方式，35kV側(cè)采用單母分段連接，10kV側(cè)采用單母分段連接。通過查找相關(guān)資料，以及參考電力工程電氣手冊結(jié)合自己所學。對于本次設(shè)計的110kV牽引變電站的主接線設(shè)計為采用單母分段方式。 此方案設(shè)計的優(yōu)點是：110kV側(cè)采用單母分段的連接方式，供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便，35kV、10kV采用單母分段連線，對重要用戶可從不同段引出兩個回路，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常母供電不間斷，所以此方案同時兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟性的要求。 此方案電氣主接線圖如下：圖 3-1變電站主接線3 防雷保護和接地裝置3

21、.1 過電壓保護的特點及基本要求： 變電所是電力系統(tǒng)的樞紐，它擔負著電網(wǎng)供電的重要任務(wù)。變電所除了可能遭受直擊雷以外，還有可能沿著線路向變電所傳來的雷電波威脅著變電所設(shè)備的安全。一旦發(fā)生損壞事故，其后果是十分嚴重的。為此必須認真做好變電所的過電壓保護工作，堵塞一切漏洞，以確保對廣大用戶的不間斷供電。 變電所過電壓保護的特點： 由于變電所和架空線路直接相連，而線路的絕緣水平又往往比變電所內(nèi)的電氣設(shè)備為高，尤其是木橫擔的線路更為突出，因此沿著線路入侵到變電所來的雷電波的幅值往往是很高的，如無適當完善的保護設(shè)施，就有可能使變電所內(nèi)的主變壓器或其它電器的絕緣損壞。如果是終端變電所，進行波到達變電所后會

22、因末端的反射作用使其幅值升高一倍，其危險性就更大了。 基本要求：知已知彼，方能百戰(zhàn)百勝。要想對變電所實施可靠的防雷保護，首先我們必須了解雷電對變電所設(shè)備有什么危害以及采取怎樣的措施才能做到防雷電對變電所電氣設(shè)備的危害。雷電的危害有兩點：其一、可高達幾個甚至幾十兆伏的高電壓；其二、就是可高達幾百千安的大電流。在電力系統(tǒng)正常運行中，電氣設(shè)備的絕緣處在電網(wǎng)的額定電壓之下。但是由于雷擊、故障、操作或系統(tǒng)參數(shù)配合不當?shù)仍?，電壓可能升高，有時會大大超過正常狀態(tài)下的數(shù)值，造成對設(shè)備絕緣的擊穿，嚴重威脅電氣設(shè)備的安全運行，我們對這種危及絕緣子的電壓稱為過電壓。由于故障、操作或系統(tǒng)參數(shù)配合不當?shù)仍蛞鸬倪^電

23、壓，稱為內(nèi)部過電壓。而由于雷擊引起的過電壓稱為大氣過電壓。大氣過電壓是雷擊被擊物，在被擊物內(nèi)流經(jīng)很大的雷電流造成的；感應(yīng)雷過電壓則是因雷擊于設(shè)備附近，由于電磁波的劇烈變化而產(chǎn)生的。直擊雷過電壓對電氣設(shè)備的絕緣具有嚴重危害，必須采取防護措施，感應(yīng)雷過電壓的幅值一般不超過500kV，這時35kV及以下等級的絕緣是危險的，應(yīng)采取防護措施，而對110kV及以上等級的絕緣，其沖擊耐壓水平一般已高出此值，故無危險。在這里我們所設(shè)計的是110kV變電所防雷保護，因此只對由于雷擊而造成的大氣過電壓詳加論述。在變電所內(nèi)一般都有一些高大的建筑物，如果遭受雷擊就會發(fā)生重大事故，因此必須對它采取完善的擊雷保護裝置，如

24、采用避雷針或避雷線。為了節(jié)約投資，應(yīng)充分利用變電所的架構(gòu)、照明燈塔或在高建筑物上安裝避雷針。變電所的直擊雷保護范圍還應(yīng)包括終端桿塔和變電所的直擊雷保護范圍必須進行具體的計算，繪出保護范圍圖，防止出現(xiàn)任何保護空白點，使被保護的設(shè)備全部處在直擊雷保護范圍之內(nèi)。變電所的進線和出線都應(yīng)該具有完善的防雷保護裝置，110kV及以上的高壓送電線路一般都是全線用避雷線保護，以防止導(dǎo)線遭到直接雷擊后雷電進行波侵入變電所內(nèi)。對35kV的線路，為了降低線路造價，一般只在變電所進線 3或出線12km的范圍內(nèi)加裝避雷線保護，并相應(yīng)地在木橫擔線路的進線首端安裝一組排氣式避雷器，以限制沿著線路入侵到變電所的雷電波的陡度的幅

25、值。對變電所310kV的配電線一般只在線路出口處安裝閥型避雷器，并在母線上安裝閥型避雷器，以保護變電所310kV的配電裝置。一般變電所的額定電壓越高，則其容量也就越大，供電重要性也就越高，它的防雷保護應(yīng)當越可靠。因此變電所的過電壓保護工作必須從技術(shù)經(jīng)濟觀點出發(fā)，根據(jù)變壓器容量及供電重要性等條件，因地制宜確定具體的保護方案，不可千篇一律的要求。如有的變電所供電性質(zhì)不太重要，容量也比較小，就可以采取簡化的防雷保護方式，以便為國家節(jié)約投資，加速農(nóng)業(yè)電氣化和國家的社會主義建設(shè)。在每個電力系統(tǒng)中，還有可能發(fā)生內(nèi)部過電威脅系統(tǒng)的安全，因此必須根據(jù)具體條件分別采用磁吹避雷器、金屬氧化物避雷器或其它防止內(nèi)部過

26、電壓的技術(shù)措施，以保證電網(wǎng)的安全運行。 在變電所內(nèi)對進行波的保護主要依靠裝在母線上的閥型避雷器或金屬氧化物避雷器，安裝位置盡可能靠近主要設(shè)備，但也要兼顧變電所內(nèi)的其它設(shè)備。變電所內(nèi)還普遍裝有重合閘和備用電源自動投入裝置。它們必須能可靠地動作，當線路發(fā)生故障時，及時正確地重合或自投，以保證對用戶的不間斷供電，這是消滅事故十分重要的措施之一，不可等閑視之。應(yīng)該認真做好運行維護的定期的調(diào)整校驗工作，使這些設(shè)備能更好地為系統(tǒng)的安全供電服務(wù)。 3.1.2 變電所防雷的所采用的保護方式： 變電所內(nèi)的設(shè)備和建筑物必須有完善的直擊雷保護裝置，采用避雷線、避雷針或避雷帶。在變電所內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器或金屬氧化物避雷

27、器，以限制入侵雷電波幅值，同時，在變電所進線上，設(shè)置進線保護段以限制流過閥型避雷器的雷電流和限制入侵雷電波的陡度。本站的防雷保護設(shè)計將采用以下幾種方式： 直擊雷保護采用避雷針。 本站的避雷針與被保護設(shè)備之間在空氣中和地中保持一定距離，即5m,3m，避免感應(yīng)過電壓。 對沿輸電線路傳來的雷電波入侵保護采用避雷器和避雷線來保護。 對變電所母線上的保護采用金屬氧化物避雷器。 變壓器中性點防雷保護采用避雷器。 電容器組也要采用避雷器保護。3.2 電工裝置的防雷措施 防雷保護裝置是指能使被保護物體避免雷擊,而引雷于本身,并順利地泄入大地的裝置。電力系統(tǒng)中最基本的防雷保護裝置有：避雷針、避雷線、避雷器和防雷

28、接地等裝置。對于直擊雷的防護措施通常是架設(shè)避雷針或避雷線。避雷針（線）高于被保護的物體，其作用是吸引雷電擊于自身，并將雷電迅速的泄入大地，從而使避雷針（線） 附近的物體得到保護。在先導(dǎo)放電自雷云向下的發(fā)展的初始階段，先導(dǎo)頭部離地面較高，放電的發(fā)展方向不受地面物體的影響。因避雷針有良好的接地，在其頂端因靜電感應(yīng)而積累了與先導(dǎo)通道中電荷極性相反的電荷，使其附近的空間電場顯著加強。當先導(dǎo)頭部發(fā)展到局里地面某高度時，該電場即開始影響先導(dǎo)頭部附近的電場，使其向避雷針（線）定向發(fā)展。隨著先導(dǎo)通道的延伸，避雷針（線）頂端的電場大大增強，有可能產(chǎn)生自避雷針（線）向上發(fā)展的迎面先導(dǎo)，更增強了避雷針（線）的引雷作

29、用。對于感應(yīng)雷過電壓及雷電入侵波我們通常采用避雷器。避雷器的作用是限制過電壓以保護電氣設(shè)備。避雷器的主要類型有保護間隙、管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器等幾種。保護間隙和管型避雷器主要用于限制大氣過電壓，一般用于配電系統(tǒng)、線路和發(fā)、變電站進線端的保護。閥型避雷器主要用于變電站和發(fā)電廠的保護，在220kV及以上系統(tǒng)主要用于限制大氣過電壓，在超高壓系統(tǒng)中還用來限制內(nèi)過電壓或作內(nèi)過電壓的后備保護。閥型避雷器及氧化鋅避雷器的保護性能對變壓器或其他電氣設(shè)備的絕緣水平的確定有著直接影響，因此改善他們的保護性能具有非常重要的經(jīng)濟意義。3.2.1 避雷針設(shè)置原則 需要注意的是，建筑物如果安裝了避雷針但是沒

30、有接地或者接地效果不好的話，在接避雷器針反倒會對建筑物或其中的人員造成更大的損害，相比沒有安裝避雷器的建筑物反倒更加不安全。根據(jù)GB50057建筑物防雷設(shè)計規(guī)范中章節(jié)5“防雷裝置”的要求，避雷針可以用銅、鍍錫銅、鋁、鋁合金、熱浸鍍鋅鋼、不銹鋼、外表面鍍銅的鋼等各種材料制成，只要滿足其最小截面和厚度的要求即可。也就是說，只要不是那么容易銹蝕，不至于因風吹雨打而輕易損壞，大多數(shù)常見的金屬材料都可以用來制作接閃器。以最常見的鐵質(zhì)避雷針為例，GB50057要求其最小直徑不能小于8毫米即可。從這個意義上來說，市場上絕大多數(shù)建筑鋼筋，只要其直徑大于8毫米，都可以用來制作避雷針，只需在安裝上去以后在其表面涂

31、刷一到兩層防銹漆即可，其價格非常低廉。從這個意義上來說，避雷針是沒有品牌的，因為避雷針只是接閃器中的一個小類，而任何金屬構(gòu)件都可以用來做接閃器。只強調(diào)避雷針的作用，強調(diào)著名品牌的避雷針，而忽視了其它接閃器的共同接閃作用，忽視了接閃器脫離了引下線和接地裝置就不能發(fā)揮作用的客觀事實，這種觀念是有害的，需要加以糾正。需要注意的是，市場上有各種各樣所謂知名品牌的避雷針，大都以預(yù)放電或者提前放電作為其賣點，大都是從國外進口來的所謂特殊避雷針，其所宣稱的保護范圍遠遠超過按照滾球法的原理所計算的保護范圍，其價格非常昂貴，動輒幾萬元一根。這些避雷針的所謂科學原理，在中國大陸到目前為止尚未得到認可，其防雷效果也

32、沒有得到實踐的認可。在建筑物上即使安裝了這樣的避雷針，在防雷驗收時，還是要按照傳統(tǒng)的滾球法的原理進行計算，花高價購買了這樣的避雷針的客戶，要提防這方面的風險。因此，與其花高價購買這樣的所謂特殊避雷針來保護建筑物，還不如按照滾球法的科學原理，對現(xiàn)場仔細勘察，精心設(shè)計、計算和校驗，老老實實按照國家規(guī)范進行現(xiàn)場施工，用普通的避雷針、避雷帶等接閃器，把該防護的地方都做到位，這樣就能達到既安全可靠又經(jīng)濟實惠的目的。所謂滾球法，是假設(shè)以一定半徑（根據(jù)建筑物防護等級的不同，100米、60米、45米、30米不等）的球體，沿建筑物的外表面滾動，當球體只觸及接閃器和地面，而不觸及需要保護的部位時，該部位就得到接閃

33、器的保護。通俗地說，這個球體能夠接觸到的地方就是雷能夠打到的地方，球體接觸不到的地方就處于接閃器的保護范圍之內(nèi)。避雷針的保護范圍的計算，在GB50057建筑物防雷設(shè)計規(guī)范的附錄D“滾球法確定接閃器的保護范圍”中列出了計算單支接閃桿（避雷針）、兩支等高接閃桿、兩支不等高接閃桿、成矩形布置的四支等高接閃桿、單根接閃線（接閃帶、避雷帶）、兩根等高接閃線的保護范圍和保護范圍的計算方法，并繪制了相關(guān)示意圖。對于廣大的雷電防護行業(yè)的技術(shù)人員，按照GB50057給出的方法，可以用手工的方式對一些簡單的情況進行計算，但是在日常工作中，經(jīng)常遇到遠比規(guī)范上列出的案例復(fù)雜得多的現(xiàn)場情況，比如：多支不等高的且不以規(guī)則

34、方式布置的接閃桿、不等高的接閃線、避雷針和避雷線的聯(lián)合的保護范圍，對這些復(fù)雜情況的計算，以手工方式是根本無法進行的，GB50057也沒有給出具體的計算方法。這個問題是雷電防護行業(yè)中一個經(jīng)常會遇到的技術(shù)難題。對于110kV以上的變電站,由于此類電壓等級配電裝置的絕緣水平較高,可以將避雷針直接裝設(shè)在配電裝置的構(gòu)架上,因而雷擊避雷針所產(chǎn)生的高電位不會造成電氣設(shè)備的反擊事故。裝設(shè)避雷針的配電構(gòu)架,應(yīng)裝設(shè)輔助接地裝置.該接地裝置與變電站接地網(wǎng)的連接點,距主變壓器的接地裝置與變電站的接地網(wǎng)的連接點的電氣距離不應(yīng)小于15m。其作用是使雷擊避雷器時,在避雷器接地裝置上產(chǎn)生的高電位,沿接地網(wǎng)向變壓器接地點傳播的

35、過程中逐漸衰減,使侵入的雷電波在達到變壓器接地點時,不會造成變壓器的反擊事故。由于變壓器的絕緣較弱,同時變壓器又是變電站的重要設(shè)備,故不應(yīng)在變壓器的門型構(gòu)架上裝設(shè)避雷針。3.2.2 主控室及屋內(nèi)配電裝置對直擊雷的防雷措施 (1)若有金屬屋頂或屋頂上有金屬結(jié)構(gòu)時,將金屬部分接地；(2)若屋頂有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),應(yīng)將其鋼筋焊接成網(wǎng)接地； (3)若結(jié)構(gòu)為非導(dǎo)電體則屋頂采用避雷保護,避雷帶網(wǎng)格為810m,每格 1020m設(shè)引下線接地； 上述接地可與總接地網(wǎng)聯(lián)接,并在連接處加裝集中接地裝置,其接地電阻應(yīng)不大于10。 3.2.3 避雷針 避雷針，是用來保護建筑物避免雷擊的裝置。在高大建筑物頂端安裝一根金屬棒

36、，用金屬線與埋在地下的一塊金屬板連接起來，利用金屬棒的尖端放電，使云層所帶的電和地上的電荷逐漸中和，從而不會引發(fā)事故。避雷針規(guī)格必須符合GB標準，每一個級別的防雷需要的避雷針規(guī)格都不一樣。避雷針由金屬制成,其保護原理是當雷云放電時使地面電場畸變,在避雷針的頂端形成局部場強集中的空間以影響雷電先導(dǎo)放電的發(fā)展方向,使雷電對避雷針放電,再經(jīng)過接地裝置將雷電流引入大地,從而使被保護物體免受雷擊。 (1)避雷針的設(shè)計一般有以下幾種類型： 單支避雷針的保護；兩針避雷針的保護； 多支避雷針的保護。 (2)避雷針的工作原理：在雷雨天氣，高樓上空出現(xiàn)帶電云層時，避雷針和高樓頂部都被感應(yīng)上大量電荷，由于避雷針針頭

37、是尖的，所以靜電感應(yīng)時，導(dǎo)體尖端總是聚集了最多的電荷。這樣，避雷針就聚集了大部分電荷。避雷針又與這些帶電云層形成了一個電容器，由于它較尖，即這個電容器的兩極板正對面積很小，電容也就很小，也就是說它所能容納的電荷很少。而它又聚集了大部分電荷，所以，當云層上電荷較多時，避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿，成為導(dǎo)體。這樣，帶電云層與避雷針形成通路，而避雷針又是接地的，避雷針就可以把云層上的電荷導(dǎo)入大地，使其不對高層建筑構(gòu)成危險，保證了它的安全。(3)避雷針的主要作用：常規(guī)防雷電可分為防直擊雷電、防感應(yīng)雷電和綜合性防雷電。防直擊雷電的避雷裝置一般由三部分組成，即接閃器、引下線和接地體；接閃器又分為避

38、雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)。以避雷針作為接閃器的防雷電原理是：避雷針通過導(dǎo)線接入地下，與地面形成等電位差，利用自身的高度，使電場強度增加到極限值的雷電云電場發(fā)生畸變，開始電離并下行先導(dǎo)放電；避雷針在強電場作用下產(chǎn)生尖端放電，形成向上先導(dǎo)放電；兩者會合形成雷電通路，隨之瀉入大地，達到避雷效果。實際上，避雷針是引雷針，可將周圍的雷電引來并提前放電，將雷電電流通過自身的接地導(dǎo)體傳向地面，避免保護對象直接遭雷擊。(4)變電站直擊雷保護的基本原則：一是獨立避雷針(線)與被保護物之間應(yīng)有一定的距離,以免雷擊針(線)時造成反擊。二是獨立避雷針的接地裝置與被保護物之間也應(yīng)保持一定的距離以免擊穿,在一般情況下

39、,不應(yīng)小于3m。有時由于布置上的困難無法保證,此時可將兩個接地裝置相聯(lián),但為了避免設(shè)備反擊,該聯(lián)接點到35kV及以下設(shè)備的中接地線入地點,沿接地體的地距離應(yīng)大于15m,因為當沖擊波沿埋地線流動15m后,在時,幅值可衰減到原來的22%左右。一般不會引起事故了。3.2.4 避雷器 避雷器，又稱：surge arrester，能釋放雷電或兼能釋放電力系統(tǒng)操作過電壓能量，保護電工設(shè)備免受瞬時過電壓危害，又能截斷續(xù)流，不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置。避雷器通常接于帶電導(dǎo)線與地之間，與被保護設(shè)備并聯(lián)。當過電壓值達到規(guī)定的動作電壓時，避雷器立即動作，流過電荷，限制過電壓幅值，保護設(shè)備絕緣；電壓值正常后，避雷

40、器又迅速恢復(fù)原狀，以保證系統(tǒng)正常供電。避雷器是變電站防雷保護的基本措施之一，它的作用是用來限制作用于設(shè)備上的過電壓，以保護電氣設(shè)備的。避雷器與被保護設(shè)備并聯(lián)安裝在被保護設(shè)備附近，當過電壓超過一定值時，避雷器先放電，從而限制了被保護設(shè)備的電壓值。避雷器的保護性能對被保護設(shè)備絕緣水平的確定有直接的影響。 避雷器的類型主要有保護間隙、管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器等幾種。 保護間隙：由兩個電極組成，常用的角型間隙。為使被保護設(shè)備得到可靠的保護，要求保護間隙的伏秒特性的上限低于被保護設(shè)備伏秒特性的下限，并有一個一定的裕度。當雷電波侵入時，間隙先擊穿，將工作母線接地，雷電流引入大地，避免了被保護設(shè)

41、備的電壓升高，從而保護了設(shè)備。過電壓消失后，間隙中仍有由工作電壓所產(chǎn)生的工頻電弧電流，此電流時間隙安裝處的短路電流，由于間隙熄弧能力差，往往不能自動熄弧，造成斷路器跳閘，這是保護間隙的主要缺點。為此可將保護間隙配合自動重合閘使用，如果被保護設(shè)備的伏秒特性較平坦，這時保護間隙的伏秒特性與其配合就比較困難，故不宜用它來保護具有較平坦伏秒特性的電氣設(shè)備，如變壓器、電纜等。 管型避雷器：實質(zhì)上是具有較高熄弧能力的保護間隙。它有兩個相互串聯(lián)的間隙，一個在大氣中稱為外間隙，其作用是隔離工作電壓，避免產(chǎn)氣管被流經(jīng)管子的工頻泄漏電流所燒壞；另一個間隙裝在管內(nèi)稱為內(nèi)間隙，其電極一為棒形電極，另一個為環(huán)形電極。管

42、由纖維或橡膠等氣體材料制成。雷擊時內(nèi)外間隙均被擊穿，雷電流經(jīng)間隙流入大地；過電壓消失后，內(nèi)外間隙的擊穿狀態(tài)將由導(dǎo)線上的工作電壓所維持，此時流經(jīng)間隙的工頻電弧電流為工頻續(xù)流，其值為管型避雷器安裝出的短路電流，工頻續(xù)流電弧的高溫使管內(nèi)氣體材料分解出大量的氣體，管內(nèi)壓力升高，氣體在高壓的作用下由環(huán)形電極的開口噴出，形成強烈的縱吹，從而使工頻續(xù)流在第一次經(jīng)過零值時就被切斷。管型避雷器的熄唬能力與工頻續(xù)流大小有關(guān)，續(xù)流太大產(chǎn)氣過多，管內(nèi)氣壓太高造成管U逆襲炸裂；續(xù)流太小產(chǎn)氣過少，管內(nèi)氣壓不足以熄弧，故管型避雷器切斷工頻續(xù)流沒有上下限的規(guī)定。管型避雷器的熄弧能力還與管子的材料、內(nèi)徑還有內(nèi)間隙大小有關(guān)。使用

43、時必須核算安裝處在系統(tǒng)各種運行情況下短路電流的最大值，管型避雷器的熄弧能力上下限應(yīng)分別大于和小于短路電流的最大值和最小值。管型避雷器的主要缺點：伏秒特性較陡且放電分散性較大，而一般變壓器和其他設(shè)備絕緣的沖擊放電伏秒特性較平，二者不能很好地配合。管型避雷器動作后工作母線直接接地形成截波，對變壓器縱絕緣不利（保護間隙也有上述缺點）因此管型避雷器目前只用在線路保護（如大跨距和交叉檔距）以及發(fā)、變電所的進線保護。 閥型避雷器：是由多個火花間隙與閥片電阻串聯(lián)組成，火花間隙具有平坦的伏秒特性，且低于被保護設(shè)備的沖擊耐性強度。閥片電阻是非線性電阻，其電阻值與流過的電流有關(guān)，電流越大，電阻越小。閥型避雷器的基

44、本工作原理如下：在電力系統(tǒng)正常工作上，間隙將電阻閥篇與工作母線隔離，以免工作母線在工作電壓在電阻閥片中產(chǎn)生的電流時閥片燒壞。當系統(tǒng)中出現(xiàn)過電壓其峰值超過間隙放電電壓時，間隙擊穿，沖擊電流流過閥片流入大地，由于閥片上產(chǎn)生壓降（稱為殘壓）將得到限制，使其低于被保護的沖擊電壓，設(shè)備就得到了保護。當過電壓消失后，間隙中有工作電壓產(chǎn)生的工頻電弧電流（稱為工頻電路）將繼續(xù)流過避雷器，此續(xù)流收閥片電阻非線性特性所限制遠教沖擊電流的大小，使其間隙能在工頻續(xù)流第一次經(jīng)過零值時就將其阻斷。以后，就依靠間隙的絕緣強度能夠耐受電網(wǎng)恢復(fù)電壓的作用而不會發(fā)生重燃。這樣，避雷器從間隙穿到工頻續(xù)流的切斷不超過半個工頻周期，繼

45、電保護來不及動作系統(tǒng)就已恢復(fù)正常?？芍槐Ｗo的設(shè)備的耐壓值必須高于避雷器的沖擊放電電壓和殘壓，若避雷器此兩參數(shù)能夠降低，則設(shè)備的沖擊耐壓值也可相應(yīng)下降。閥型避雷器分為普通型和磁吹型兩類。普通型的閥型避雷器熄弧完全依靠間隙的自然熄弧能力，沒有采用強迫熄弧措施。由于其閥片的熱容量有限，不能承受較長持續(xù)時間內(nèi)過電壓時的沖擊電流，故此類避雷器通常不容許在內(nèi)過電壓作用下動作，目前這種避雷器只使用于220kV及其以下系統(tǒng)中，作為限制大氣過電壓用。磁吹型閥型避雷器是利用磁吹電弧來強迫工頻續(xù)流熄弧，其單個間隙的熄弧能力較高，其沖擊放電電壓和殘壓較低，保護性能好，同時此類避雷器閥片熱容量也較大，能允許通過內(nèi)過電

46、壓作用下的沖擊電流，故它可用作限制內(nèi)過電壓的備用措施。 火花間隙分為非磁吹火花間隙、磁吹火花間隙、間隙并聯(lián)電阻。 電阻閥片：電阻閥片主要作用是利用它來限制工頻續(xù)流，使間隙能在續(xù)流第一次過零時將電弧熄滅。氧化鋅避雷器：70年代初期出現(xiàn)了氧化鋅避雷器，其閥片以氧化鋅為主要材料，附以少量精選過的金屬氧化物，如氧化鉍（）、氧化錳（）、氧化銻（）氧化咯（）、氧化鈷（）等，經(jīng)混料、造粒、成型，經(jīng)高溫燒結(jié)而成。氧化鋅閥片的微觀結(jié)構(gòu)主要由晶粒和包圍層所組成。晶粒平均直徑約10，電阻率很小，約。晶界層以為主，厚度約0.1，在低電場強度下，其電阻約。當磁場降低時，電阻率又變大。閥片的非線性主要來源于晶界層。在大電

47、流密度時，氧化鋅晶粒的電阻開始起作用，使線性變壞。晶界層的相對介電參數(shù)約為，故其固有電容較大。氧化鋅閥片具有很理想的非線性伏安特性，其續(xù)流可近似地認為是零，即在工作電壓下，氧化鋅閥片實際上相當于一個絕緣體。在電力系統(tǒng)中廣泛采用的主要是閥式避雷器。根據(jù)額定電壓(正常運行時作用在避雷器上的工頻工作電壓,也是使用該避雷器的電網(wǎng)額定電壓)和滅弧電壓有效值(指避雷器應(yīng)能可靠地熄滅續(xù)流電弧時的最大工頻作用電壓)選擇。 3.2.5 防雷接地 大地是個導(dǎo)電體，當其中沒有電流通過時是等電位，通常認為大地具有零電位。如果地面上的金屬物體與大地牢固相接，在沒有電流流通的情況下，金屬物體與大地之間沒有電位差，該物體也

48、就具有了大地的電位-零電位，這就是接地。接地就是地面上的金屬物體或電氣回路中的某一節(jié)點通過導(dǎo)體與大地相連，使該物體或節(jié)點與大地保持等電位。把接地點出的電位與接地電流I的比值定義為接地電阻R，即。實際上，它是一個接地阻抗。當接地電流I為定值時，接地電阻越小，則電位越低，反之越高。此時地面上的地物體也具有了電位，因而不利電氣設(shè)備的絕緣以及人身安全，這就是為什么要求降低接地電阻的原因。埋入地中的金屬體稱為接地極或接地體。最簡單的接地極可以是單獨的金屬管，金屬板或金屬帶，由于金屬的電阻率遠小于土壤電阻率，所以接地體本身的電阻在接地電阻R中可以忽略不計。R的數(shù)值與接地體的形狀、尺寸大小以及土壤的電阻率等

49、因素有關(guān)?！胺览自谟诮拥亍?這句話含義說明各種防雷保護裝置都必須配以合適的接地裝置。將雷電泄入大地,才能有效地發(fā)揮其保護作用。 接地是指將地面上的金屬物體或電氣回路中的某一節(jié)點通過導(dǎo)體與大地保持等電位,電力系統(tǒng)的接地按其功用可分三類： 保護接地：不設(shè)這種接地,電力系統(tǒng)也能正常運行,但為了人身安全而將電氣設(shè)備的金屬外殼等加以接地，這樣可以保證金屬外殼經(jīng)常固定為地電位，在正常電位下接地點沒有電流入地，金屬外殼保持地點為，擔當設(shè)備發(fā)生故障時有接地短路電流流入大地，接地點和與它相連的金屬導(dǎo)體電位都會升高，可能威脅人身安全,它所要求的接地電阻阻值處于110的范圍內(nèi)。工作接地根據(jù)電力系統(tǒng)正常運行的需要而設(shè)

50、置的接地,如將系統(tǒng)的中性點接地。在電力系統(tǒng)對地短接時，為使流過接地網(wǎng)的短路電流I在接地網(wǎng)上造成的電壓IR不致太大，在中性點直接接地系統(tǒng)中，要求它所要求的接地電阻阻值約在0.510的范圍內(nèi)。 防雷接地這是針對防雷保護的需要而設(shè)置的，目的是減少雷電流通過接地裝置時地點為升高。從物理過程看，防雷接地與前兩種接地有兩點區(qū)別，一是雷電流的幅值大，二是雷電流的等值頻率高。雷電流的幅值大，就會使地中電流密度增大，因而提高了土壤中的電場強度，在接地體附近尤為顯著。若此電場強度超過土壤擊穿場強（），則在接地體周圍的土壤中便會發(fā)生局部火花放電，使土壤導(dǎo)電性增強，接地電阻減小。因此，同一個接地裝置在幅值甚高的沖擊電

51、流的作用下，其接地電阻要小于工頻電流下的數(shù)值，這種效應(yīng)是火化效應(yīng)。另一方面，由于雷電流的等值頻率增高，這就使接地體自身電感的影響增大，阻礙電流相接地體遠端流通。對于長度長的接地體，這種影響尤為明顯，結(jié)果會使接地體得不到充分利用，使接地裝置的沖擊接地電阻阻值。這種現(xiàn)象簡稱為電感現(xiàn)象。用來將雷電流順利泄入大地,以減小它所引起的過電壓,它的性質(zhì)似乎介于前兩種接地之間,它是防雷保護裝置不可缺少的組成部分,它有些像工作接地；但它又是保障人身安全的有力措施,而且只有在故障下才發(fā)揮作用,它又有些像保護接地,它的阻值一般在130的范圍內(nèi)。 由于上述兩個原因，統(tǒng)一接地裝置在沖擊和工頻電流的作用下，將具有不同的阻

52、值。通常用沖擊系數(shù)表示兩者的關(guān)系，即 (4-1)式中：是工頻電流下的電阻，時沖擊電流下的阻值（它是指接地體上的沖擊電壓幅值與流經(jīng)該接地體中的沖擊電流幅值的比值）查接地裝置(沖擊系數(shù))與(接地裝置的沖擊利用系數(shù))表，選用一個字形的接地體。 查得： =0.45 則有： =0.4510=4.5 由此可見,接地電阻取10較合適。4牽引變電站的防雷設(shè)計4.1直擊雷的保護 變電站是重要的電力樞紐,一旦發(fā)生雷擊事故,就會造成大面積停電。一些重要設(shè)備如變壓器等,多半不是自恢復(fù)絕緣,其內(nèi)部絕緣如故發(fā)生閃絡(luò),就會損壞設(shè)備。因此,變電站實際上是完全耐雷的。 變電站的雷害事故來自兩個方面:一是雷直擊變電站，二是雷擊輸

53、電線路產(chǎn)生的雷電波沿線路侵入變電站。變電所里面如下設(shè)備和建筑物應(yīng)該有直擊雷保護裝置： 屋外的配電裝置（包括母線廊道、架空母線橋、軟連線等）； 遭受雷擊后可能引起火災(zāi)的建筑物，例如露天的油箱和油類設(shè)備等建筑物以及易燃材料的倉庫； 有爆炸危險的建筑物，例如氫氣設(shè)備和乙炔發(fā)生裝置等； 雷擊后可能引起機械破壞的高大建筑物，例如煙囪、冷卻塔和變壓器修理間等。變電所內(nèi)的設(shè)備和建筑物可以用避雷針、避雷線，應(yīng)根據(jù)具體條件合理選擇。對直擊雷的防護一般采用避雷針或避雷線。 避雷針的保護范圍計算在避雷針保護范圍的計算方法中，“折線法”是比較成熟的方法。近幾年來 ,國標中規(guī)定的“滾球法”也開始得到同行的認同。下面分別

54、介紹兩種方法的運算過程。4.1.1 折線法 （1）單支避雷針 為在高度為的水平面上的保護半徑（m）避雷針離設(shè)備至少 5m避雷針在地面上的保護半徑為 r=1.5h在被保護高度水平面上的保護半徑確定：圖表 4-1 單支避雷針的保護范圍當時: （4-1）當時： （4-2）p為高度系數(shù)（）其中：h為避雷針的高度（m）；為被保護物體的高度（m）；(2)兩只避雷針 兩支避雷針高度相同隨著所要求保護的范圍增大。單支避雷針的高度要升高，但如果所要求保護的范圍比較狹長（如長方形），就不宜用太高的單支避雷針，這時可以采用兩支較矮的避雷針。采用兩針后，外側(cè)的保護范圍與單針保護范圍的確定方法相同，針的內(nèi)側(cè)部分的確定方

55、法為：令 D為兩針間距離；2bx等于在高度為 hx水平面上保護范圍的最小寬度，它位于兩針的連接線的中點，即距離每個避雷針的距離為 D/2。 bx=1.5（hohx）兩針間距離與針高之比 D/h不宜大于 5 ho為兩針間保護范圍上部邊緣最低點的高度(m) ho=h-D/7p當 D=7pha時，bx=0 圖4-2 高度為h的避雷針1及2的保護范圍兩支避雷針高度不同兩支避雷針高度不同兩針外側(cè)的保護范圍仍按單針的方法確定，倆針內(nèi)側(cè)的保護范圍：先作出較高針的保護范圍的邊界，之后由較低針的針頂部作一條與地面平行線，這兩者的交點對地面作垂線，將此垂線看作假想避雷針，再作它與較低針的保護范圍，這樣 2和 3就是相當于兩根等高避雷針的保護范圍。圖中 f=D1/7p圖4-3 兩支不等避雷針的保護范圍三支或四支避雷針的保護范圍可以兩兩當作兩只避雷針確定保護范圍圖4-4 三支等高避雷針1、2、及3在水平面上的保護范圍圖4-5 四支等高避雷針在水平面的保護范圍4.1.2 滾球法所謂“滾球法”（rollball method），就是選擇一個半徑為 hr（滾球半徑）的球體，沿著需要防護直擊雷的部位滾動，如果球體只接觸到避雷針（線）或避雷針（線）與地面，而不觸及需要保護的部位，則該部位就在避雷針（線