【正文】 形成的四角形或多角形，可先將其分成兩個或數(shù)個三角形，然后分別按三支等高避雷針的方法計算。如各邊的保護范圍一側(cè)最小寬度bx≥0，則全部面積即受到保護。 單根避雷線在hx水平面上每側(cè)保護范圍的寬度(圖6)：a)當(dāng)時rx＝(hhx)P (8)式中：rx——每側(cè)保護范圍的寬度，m。b)當(dāng)時rx＝()P (9) 兩根等高平行避雷線的保護范圍(圖7)：a) 兩避雷線外側(cè)的保護范圍應(yīng)按單根避雷線的計算方法確定。b) 兩避雷線間各橫截面的保護范圍應(yīng)由通過兩避雷線2點及保護范圍邊緣最低點O的圓弧確定。O點的高度應(yīng)按下式計算： (10)圖7 兩根平行避雷線的保護范圍式中：hO——兩避雷線間保護范圍上部邊緣最低點的高度，m；D——兩避雷線間的距離，m；h——避雷線的高度，m。c)兩避雷線端部的兩側(cè)保護范圍仍按單根避雷線保護范圍計算。兩線間保護最小寬度(參見圖3)按下列方法確定：1)當(dāng)時bx＝(hOhx)P (11)2)當(dāng)時bx＝(hO－)P (12) 不等高避雷針、避雷線的保護范圍(圖8)：圖8 兩支不等高避雷針的保護范圍a)兩支不等高避雷針外側(cè)的保護范圍應(yīng)分別按單支避雷針的計算方法確定。b)兩支不等高避雷針間的保護范圍應(yīng)按單支避雷針的計算方法，先確定較高避雷針1的保護范圍，然后由較低避雷針2的頂點，作水平線與避雷針1的保護范圍相交于點3，取點3為等效避雷針的頂點，再按兩支等高避雷針的計算方法確定避雷針2和3間的保護范圍。通過避雷針3頂點及保護范圍上部邊緣最低點的圓弧，其弓高應(yīng)按下式計算： (13)式中：f——圓弧的弓高，m；D′——避雷針2和等效避雷針3間的距離（當(dāng)時，當(dāng)時，意義同前），m。c)對多支不等高避雷針?biāo)纬傻亩嘟切?，各相鄰兩避雷針的外?cè)保護范圍按兩支不等高避雷針的計算方法確定；三支不等高避雷針，如在三角形內(nèi)被保護物最大高度hx水平面上，各相鄰避雷針間保護范圍一側(cè)最小寬度bx≥0，則全部面積即受到保護；四支及以上不等高避雷針?biāo)纬傻亩嘟切?，其?nèi)側(cè)保護范圍可仿照等高避雷針的方法確定。d)兩根不等高避雷線各橫截面的保護范圍，應(yīng)仿照兩支不等高避雷針的方法，按式(10)計算。 復(fù)雜地形的計算山地和坡地上的避雷針，由于地形、地質(zhì)、氣象及雷電活動的復(fù)雜性，避雷針的保護范圍應(yīng)有所減小。避雷針的保護范圍可按式(4)～式(6)；式(7)可修改為；式(13)可修改為。利用山勢設(shè)立的遠離被保護物的避雷針不得作為主要保護裝置。 相互靠近的避雷針和避雷線的聯(lián)合保護范圍可近似按下列方法確定(圖9)：避雷針、線外側(cè)保護范圍分別按單針、線的保護范圍確定。內(nèi)側(cè)首先將不等高針、線劃為等高針、線，然后將等高針、線視為等高避雷線計算其保護范圍。圖9 避雷針和避雷線的聯(lián)合保護范圍。 發(fā)電廠和變電所的直擊雷過電壓保護根據(jù)《DL6201997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》發(fā)電廠和變電所的直擊雷過電壓保護按如下方法設(shè)置。 獨立避雷針(線)宜設(shè)獨立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其接地電阻不宜超過10Ω。當(dāng)有困難時，該接地裝置可與主接地網(wǎng)連接，但避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點至35kV及以下設(shè)備與主接地網(wǎng)的地下連接點之間，沿接地體的長度不得小于15m。獨立避雷針不應(yīng)設(shè)在人經(jīng)常通行的地方，避雷針及其接地裝置與道路或出入口等的距離不宜小于3m，否則應(yīng)采取均壓措施，或鋪設(shè)礫石或瀝青地面，也可鋪設(shè)混凝土地面。 110kV及以上的配電裝置110kV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的架構(gòu)或房頂上，但在土壤電阻率大于1000Ωm的地區(qū)，宜裝設(shè)獨立避雷針。否則，應(yīng)通過驗算，采取降低接地電阻或加強絕緣等措施。66kV的配電裝置，允許將避雷針裝在配電裝置的架構(gòu)或房頂上，但在土壤電阻率大于500Ωm的地區(qū)，宜裝設(shè)獨立避雷針。35kV及以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不宜裝避雷針。裝在架構(gòu)上的避雷針應(yīng)與接地網(wǎng)連接，并應(yīng)在其附近裝設(shè)集中接地裝置。裝有避雷針的架構(gòu)上，接地部分與帶電部分間的空氣中距離不得小于絕緣子串的長度；但在空氣污穢地區(qū)，如有困難，空氣中距離可按非污穢區(qū)標(biāo)準(zhǔn)絕緣子串的長度確定。除水力發(fā)電廠外，裝設(shè)在架構(gòu)(不包括變壓器門型架構(gòu))上的避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點至變壓器接地線與主接地網(wǎng)的地下連接點之間，沿接地體的長度不得小于15m。 在門型構(gòu)架上安放避雷針除水力發(fā)電廠外，在變壓器門型架構(gòu)上和在離變壓器主接地線小于15m的配電裝置的架構(gòu)上，當(dāng)土壤電阻率大于350Ωm時，不允許裝設(shè)避雷針、避雷線；如不大于350Ωm，則應(yīng)根據(jù)方案比較確有經(jīng)濟效益，經(jīng)過計算采取相應(yīng)的防止反擊措施，并至少遵守下列規(guī)定，方可在變壓器門型架構(gòu)上裝設(shè)避雷針、避雷線：a)裝在變壓器門型架構(gòu)上的避雷針應(yīng)與接地網(wǎng)連接，并應(yīng)沿不同方向引出3根～4根放射形水平接地體，在每根水平接地體上離避雷針架構(gòu)3m～5m處裝設(shè)一根垂直接地體；b)直接在3kV～35kV變壓器的所有繞組出線上或在離變壓器電氣距離不大于5m條件下裝設(shè)閥式避雷器。高壓側(cè)電壓35kV變電所，在變壓器門型架構(gòu)上裝設(shè)避雷針時，變電所接地電阻不應(yīng)超過4Ω(不包括架構(gòu)基礎(chǔ)的接地電阻)。 在門型構(gòu)架上連接避雷線110kV及以上配電裝置，可將線路的避雷線引接到出線門型架構(gòu)上，土壤電阻率大于1000Ωm的地區(qū)，應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。35kV、66kV配電裝置，在土壤電阻率不大于500Ωm的地區(qū)，允許將線路的避雷線引接到出線門型架構(gòu)上，但應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。在土壤電阻率大于500Ωm的地區(qū)，避雷線應(yīng)架設(shè)到線路終端桿塔為止。從線路終端桿塔到配電裝置的一檔線路的保護，可采用獨立避雷針，也可在線路終端桿塔上裝設(shè)避雷針。 獨立避雷針、避雷線與配電裝置帶電部分間的空氣中距離以及獨立避雷針、避雷線的接地裝置與接地網(wǎng)間的地中距離。a)獨立避雷針與配電裝置帶電部分、發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)備接地部分、架構(gòu)接地部分之間的空氣中距離，應(yīng)符合下式的要求：Sa≥＋ (15)式中：Sa——空氣中距離，m；Ri——避雷針的沖擊接地電阻，Ω；h——避雷針校驗點的高度，m。b)獨立避雷針的接地裝置與發(fā)電廠或變電所接地網(wǎng)間的地中距離，應(yīng)符合下式的要求：Se≥ (16)式中：Se——地中距離，m。c)避雷線與配電裝置帶電部分、發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)備接地部分以及架構(gòu)接地部分間的空氣中距離，應(yīng)符合下列要求對一端絕緣另一端接地的避雷線Sa≥＋(h＋Δl) (17)式中：h——避雷線支柱的高度，m；Δl——避雷線上校驗的雷擊點與接地支柱的距離，m。對兩端接地的避雷線Sa≥β′［＋(h＋Δl)］ (18)式中：β′——避雷線分流系數(shù)；Δl——避雷線上校驗的雷擊點與最近支柱間的距離，m。避雷線分流系數(shù)可按下式計算： (19)式中：l2——避雷線上校驗的雷擊點與另一端支柱間的距離，l2＝l′－Δl，m；l′——避雷線兩支柱間的距離，m；τt——雷電流波頭長度。d)避雷線的接地裝置與發(fā)電廠或變電所接地網(wǎng)間的地中距離，應(yīng)符合下列要求：對一端絕緣另一端接地的避雷線，應(yīng)按式(16)校驗。對兩端接地的避雷線應(yīng)按下式校驗：Se≥′Ri (20)e)除上述要求外，對避雷針和避雷線，Sa不宜小于5m，Se不宜小于3m。對66kV及以下配電裝置，包括組合導(dǎo)線、母線廊道等，應(yīng)盡量降低感應(yīng)過電壓，當(dāng)條件許可時，Sa應(yīng)盡量增大。 實際避雷針設(shè)計過程 本設(shè)計方式說明本設(shè)計采用4根避雷針進行聯(lián)合保護，站內(nèi)最高建筑高度為11米，zz3為構(gòu)架避雷針，架設(shè)在高壓側(cè)母線上，z1及z4為獨立避雷針，安置在站外，同時對站外的16米高的低壓側(cè)出口線路進行保護。先利用設(shè)計軟件確定4根避雷針的位置及高度，達到要求后在對避雷針的保護范圍進行驗算。 驗算過程驗算過程及計算數(shù)據(jù)如下：（27，），（，），（，），（，）。保護高度=，=。針間距=，=，=，=，=。變電站圍墻坐標(biāo)（，），（，），（，），（，）一、將避雷針、及形成的四角形分成兩個三角形，先計算、三只不等高避雷針的保護范圍，再計算、及三只不等高避雷針的保護范圍。計算過程如下：（1）先計算單個避雷針的保護范圍避雷針最高高度≤30m，故高度影響系數(shù)取=1。=＜，故按照公式rx＝()P得各針保護范圍如下：=，=，=，=，（2）計算兩針間保護最小寬度與間的保護寬度避雷針2和等效避雷針1間的距離按下式計算,即=兩針間的保護范圍可通過兩針頂點及保護范圍上部邊緣的最低點O的圓弧確定，O點的高度hO按下式計算,即=在高度為的平面保護范圍一側(cè)寬度按下式計算：,即=＞0 滿足要求與間的保護寬度計算公式不再重述===＞0滿足要求與間的保護寬度避雷針2和避雷針3的高度一樣，則間距不用進行換算直接按計算，即==＞0，滿足要求與間的保護寬度===＞0滿足要求與間的保護寬度===＞0滿足要求（3）聯(lián)合保護范圍間都大于0，則、所形成的三角形全部面積都受保護。及間也都大于0，則、所形成的三角形全部面積都受保護。故當(dāng)被保護物在11米高的水平面上時，、及間的全都大于零，且整個被保護物均處于四根避雷針聯(lián)合保護的屏蔽下，即達到聯(lián)合保護的要求。二、再計算=16的平面（1）先計算、單個避雷針的保護范圍避雷針最高高度≤30m，故高度影響系數(shù)取=1。=＜，故按照公式rx＝(hhx)P＝haP得各針保護范圍如下：=，=，（2）計算與間保護最小寬度避雷針1和等效避雷針4間的距離按下式計算，即=兩針間的保護范圍可通過兩針頂點及保護范圍上部邊緣的最低點O的圓弧確定，O點的高度hO按下式計算，即=在高度為的平面保護范圍一側(cè)寬度按下式計算：，即=＞0 滿足要求（3）結(jié)論：當(dāng)被保護物在16米高的水平面上時，、間的大于零，且整個被保護物均處于兩根避雷針聯(lián)合保護的屏蔽下，即達到聯(lián)合保護的要求。第三章 變電所進線的防護對變電所進線實施保護, 其目的就是限制流經(jīng)避雷器的雷電電流幅值和雷電波的陂度。當(dāng)線路上出現(xiàn)過電壓時, 將有行波導(dǎo)線向變電所運動, 起幅值為線路絕緣的50%沖擊閃絡(luò)電壓, 線路的沖擊耐壓比變電所設(shè)備的沖擊耐壓要高很多。因此, 在接近變電所的進線上加裝避雷線是防雷的主要措施。如果沒有架設(shè)避雷線, 當(dāng)接近變電所的進線上遭受雷擊時, 流經(jīng)避雷器的雷電電流幅值可超過5 kA, 且其陂度也會超過允許值, 勢必會對線路造成破壞。110 kV 及以上的線路, 一般沿全線裝設(shè)避雷線, 35 kV 的線路只在變電站的進線1 km～2 km 長度內(nèi)裝設(shè)避雷線。電纜與架空線連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器, 其接地端與電纜外皮連接。為保護進出線斷路器及隔離開關(guān), 在變電站線路的進出口裝設(shè)三相一組避雷器。避雷器以最短的接地線與主接地網(wǎng)連接, 避雷器附近應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。 避雷線計算原理。 避雷線的布置。 實際進線防護設(shè)計 本設(shè)計方式說明因為本次設(shè)計變電站110千伏輸電線路采用避雷線全程保護的方式，故設(shè)計將不再另外設(shè)置進線段避雷線，而且進線首段抑制沖擊波幅值的避雷器也不需要考慮。此外本期變電站采用的是雙回路供電，但110千伏兩回路的運行方式為一主一備，故在“T”節(jié)主線線路側(cè)設(shè)避雷器。 線路側(cè)避雷器選型詳見第四章。第四章 變電所內(nèi)避雷器的保護變電所內(nèi)必須裝設(shè)避雷器以限制雷電波入侵時的過電壓。變壓器的基本保護措施是在接近變壓器處安裝避雷器, 這樣可以防止線路侵入的雷電波損壞絕緣。裝設(shè)避雷器時, 要盡量接近變壓器, 并盡量減少連線的長度, 以便減少雷電電流在連接線上的壓降。同時, 避雷器的連線應(yīng)與變壓器的金屬外殼及低壓側(cè)中性點連接在一起, 這樣, 當(dāng)侵入波使避雷器動作時, 作用在高壓側(cè)主絕緣上的電壓就只剩下避雷器的殘壓了( 不包括接地電阻上的電壓壓降) , 就減少了雷電對變壓器破壞的機會。變電站的每一組主母線和分段母線上都應(yīng)裝設(shè)閥式避雷器, 用來保護變壓器和電氣設(shè)備。各組避雷器應(yīng)用最短的連線接到變電裝置的總接地網(wǎng)上。避雷器的安裝應(yīng)盡可能處于保護設(shè)備的中間位置, 對變電站避雷器的保護距離進行計算, 當(dāng)母線避雷器到主變壓器的電氣距離大于表表2 中數(shù)據(jù)時, 應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器, 所增設(shè)的避雷器與變壓器的電氣距離: 10 kV 一回應(yīng)小于15 m、二回應(yīng)小于23 m。避雷器至變壓器間的電氣距離超過允許值時, 在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。運行于大接地電流系統(tǒng)中的變壓器的中性點有可能不接地運行, 若變壓器中性點絕緣不是按線電壓設(shè)計的, 應(yīng)在中性點裝設(shè)閥型避雷器。小接地電流系統(tǒng)中的變壓器的中性點一般不裝設(shè)閥型避雷器。表1 避雷器到3 kV～10 kV 主變壓器的最大電氣距離雷季運行進行數(shù)1234以上最大電氣距離/m12232730表2 避雷器到35 kV～220 kV 主變壓器的最大電氣距離( m)電壓/kV裝設(shè)避雷線線路回路數(shù)1233以上36進線段2535