针高H(m) 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10 11 12
A
B 各节 C 尺寸 （mm） D
1500
1500
1000
1500 1500
1500
1500 2000
1500
2000 2500
1500
1500 2000 2000
1500
1500 2000 3000
1500
1500 2000 2000
B+0.25 C+0.25 D+0.25
5
针管
钢管φ70mm
E
1、单根避雷针的保护范围
半高以上(hx≥h/2)：
rx (h hx ) p ha p
半高以下(hx＜h/2)：
rx (1.5h 2hx ) p
h—针高，hx—被保护物高，p— h≤30m，p＝1；30m＜h≤120m， p 5.5
h2
图9-5 两支不等高避雷针的保护范围
h1
当h2≥h1/2时： 当h2<h1/2时：
D D (h1 h2 ) p
D D (1.5h1 2h2 ) p
D
——化成等高避雷针间距离，m； ——两支不等高避雷针间距离，m。
D
（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 D
1500
1500 2000 2000
2000
2000 2000 2000
2000
2000 2000 3000
E
2000
3000
3000
3000
表2
序号 名称
避雷针各节材料
长度（m）
材料名称及规 格
1
2 3 4
针尖
针管 针管 针管
圆钢φ20mm
钢管φ25mm 钢管φ40mm 钢管φ50mm
A+0.25（搭接长度）
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。
E D H 图9-2 避雷针结构示意图 C B A
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
注意事项：
(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。
(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。
f
7p
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。
D23
（2）每三支避雷针，其相 邻两支保护范围的一侧最小 宽度 bx ≥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。
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。
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）
两针间hx平面上保护范围一侧最小宽度bx： bx =1.5(h0-hx)
3、两不等高BLZ保护范围
（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 D 较高避雷针1的保护范围，然 1 7p 后由较低避雷针2的顶点，作 2 3 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 D 雷针2和3的保护范围。 D
(3) 充分利用进线终端杆的高度，设计安装避雷针。
(4) 选择两支避雷针时，两针距离与针高度之比不宜大于5。
(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。
(6) 应充分考虑跨步电压的危险。建议避雷针距主控室的距 离不宜小于10m，独立避雷针距道路应在3m以上。 (7) 接地电阻必须符合各种规程、规范的要求。 (8) 在设计标准和设备选型应考虑留有适当的裕度。
情境二 避雷针（线）保护作用分析
基本防雷措施：避雷针、避雷线(BLX）、避雷器（BLQ）、 接地装置
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。
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。 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。
h
1
RO
O
D 4p
2
ha
D hO h 4p
h 2
h
hx
D
h
rx
rx
bx
rx
图9-9 两根避雷线保护范围
用BLX保护输线间的夹角。
作业：
6-5
课外作业参考步骤：
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。
bx 23
3 2
D12
bx 24
bx 34
bx12
1
rx1
bx 41
4
D41
图9-7 四支等高避雷针1、2、3、4 在hx水平面上的保护范围
D34
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。
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

hx≥h/2： rx 0.47(h hx ) p
hx＜h/2： rx (h 1.53hx ) p
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