雷电的防护及数值计算
1.6雷电的防护GB50057-94中对雷防提出的总则（第1.0.1条）规定:“为使建筑物(含构筑物,下同)放雷设计因地制宜地采取放雷措施,防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失，做到安全可靠、技术先进、经济合理，制定本规范。
”————注意，这里提的是“防止或减少”而不是一概要求“防止”，同时也提出考虑安全可靠、技术先进和经济的合理要同时考虑。
在标准的条文说明中指出：“有人认为，建筑物安装防雷装置后就万无一失了。
从经济的观点出发，要达到这点是太浪费了，因此特指出“或减少”，以示不是万无一失，因为按照本规范设计的防雷装置的安全度不是100% 。
1.6.1直击雷的防护防直击雷的外部装置包括接闪器（避雷针、避雷带、避雷线、避雷网）、引下线、接地装置，另外也包括屏蔽措施，通过这些装置迅速地将把雷电流泄放放入地。
1.6.2 电涌的防护为保护设备安全和抑制各种雷电感应引起的浪涌过电压，必须采取系统有效的保护措施，即在电源线信号线上加装浪涌抑制器。
1.6.3等电位连接为防护雷电流引起电磁感应和地电位反击的破坏作用，所有允许连接的设备金属外壳，接地的金属管线和导体间应进行的等电位连接。
是防雷电引起的电磁感应、地电位反击的重要措施(但不允许连接的导体之间防反击是以保持足够的距离实现——防闪络)。
从实质上讲电涌保护也是一种瞬间的等电位连接，是用SPD器件把不能连续与地连接的通电导体（电源线、信号线）与地连接起来。
1.6.4屏蔽用于防护雷电引起的电磁脉冲辐射的破坏作用。
1.6.5防闪络措施对于不能采取等电位连接和使用点涌保护器防护时，通过保持距离抑制雷电引起的地点位反击和电磁感应等的破坏作用。
（下图为基站防雷系统图）1.7 雷电流的特性● 每次雷击的电流波形是随机的，差别很大。
● 雷电流波形一般都是前沿陡而后沿时间相对较长的波形，一般前沿时间在几个微秒到几十个微秒，后沿的半值值时间一般在几十到几百微秒。
● 雷击有正闪击或负闪击，负闪击占多数（约占80~90%）。
正闪击平均的电流强度比负闪击要大（负闪击的电流峰值以20~50KA 居多，而正闪击的峰值往往在100KA 以上），一次雷击大多数分成3~4次放电（但正闪击通常由一个单闪击构成）。
一般第一次闪击的电流峰值值最大，但首次雷击以后的负闪击的前沿更陡。
雷电流近似于典型曲线是双指数函数曲线双指数函数： ＝Ｉ0 （ eI 0 —— 雷电流值峰α —— 波前衰减系数；β—— 波尾衰减系数；-αte-βt)i另外，还有等值斜角波、等值余弦、幂指数波形等（略）●雷电流的电荷量雷电流的电荷量的近似计算公式：Q= ( 1/0.7)·I·T2T2：雷电流半值时间，单位：秒（S）式中, Q: 电荷量,单位：库仑（c ）I：雷电流幅值，单位：安培（A）●雷电流的单位能量（即流过1欧姆电阻消耗的能量），近似计算公式：W/R = 0.5·(1/0.7) ·I 2·T2式中, W/R：单位能量，单位：焦耳/ 欧姆（J /Ω）I：雷电流幅值，单位：安培（A ）T2：雷电流形的半值时间，单位：秒（S）1.建筑物防雷工程2.1名词术语解释见下表2.2 防雷建筑物的分类及要求分类的根据：按GB50057-94的规定进行划分“建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类”，具体分类见标准，概括为：第一类是爆炸危险大，后果严重的建筑物第二类是特别重要建筑物，或爆炸危险但较小、后果不太严重的；或年预计雷击次数较高、较重要和人员密集的建筑；第三类，相对于第二类各因素次之但也属需加强防雷要求的建筑物。
2.3建筑物的年预计雷击次数N = kN g A e式中：N——建筑物年预计雷击次数（次/a）k ——校正系数，在一般情况下取1，在下列情况取相应数值：位于旷野孤立的建筑物取2；金属屋面的砖木结构建筑物取1.7;位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处以及特别潮湿的建筑物取为1.5 。
N g——建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[ 次/(km2·a )] 。
1.3N g = 0.024T（式中：T d——当地年平均雷暴日）A e——与建筑物截收相同雷击次数的等效面积。
计算方法如下：1）当建筑物高度小于100米时，其每边扩大宽度D按下式计算：D =√H（200 —H）对于长、宽、高为L×W×H 长方体形建筑，有：A e = [ LW + 2（L+W）·√H（200 —H）+ πH（200—H）]·10-6（km2）2) 当建筑物高度等于或大于100米时，其每边扩大的宽度应按等于建筑物的高度H进行计算。
这时有：A e = [ LW + 2（L+W）·H +πH2 ]·10-6（km2）3）当建筑物各部位的高度不同时，应按建筑物周边逐点算出最大扩大宽度，其等效面积A e应按每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积计算。
( 参考公式: 国防科工委研究得出的计算公式：N = 0.015TK1 K2H2·10 – 4式中：T——年平均雷暴日；N—雷击概率（次/年）；K1—落雷不均匀系数，易受雷击的建筑物K1=1.5~2.0 ；K2—建筑材料影响系数，金属材料K2=1.5，非金属材料K2=0.15；H—避雷针高度(m)]。
)2.4接闪器的保护范围（滚球法）2.4.1 滚球法：滚球法是以h r为半径的的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球只触及接闪器（包括被利用做接闪器的金属物），或只触及接闪器和地面（包括与大地接触并能承收雷击的金属物），而不触及需要保护的部位时，则该部位就得到接闪器的保护，滚球法确定的接闪器保护范围应符合本规范（GB50057-94）附录四的规定。
2.4.2单支避雷针的保护范围有关的计算公式：r x = √ h(2h r- h) - √ h x(2h r- h x)r0 = √ h(2h r- h)式中：h r —————滚球半径，按防雷级别确定（见下附表）；h ——建筑物的高度（当h≥h r时，取h=h r）h x———避雷针高度中间的的某个高度；r x———相对于h x高度的保护范围（圆形）的半径；r0———相对于地面上保护范围（圆形）的半径。
各类建筑物的滚球半径见附表附表2.4.3双支等高避雷针的保护范围（当两针h≤h r，两针距离小于2 r0时, r0 =√ h(2h r- h) ）●两针外侧的保护范围按单支避雷针计算。
●两针之间保护范围的上边线是以中心线距局地面h r的的一点O,为圆心，以√（h r——h）2 + ( D/2)2为半径所做的圆弧。
●两针之间的保护范围，在任一高度hχ处和C（或E点）所处的垂直平面上以hχ做假想针，按单支避雷针的方法逐点确定的。
●χ—χˊ平面上保护范围（略）2.4.4 参考：IEC1024-1规定避雷针布置的保护角（我国标准规定用滚球法，不用保护角法，表中规定的防雷级别和滚球半径也与我国规定不同）见下表：注：表中滚球半径、避雷针高度、避雷网格的单位为米，2.4.5雷电流参量的规定表首次雷击参量首次雷击以后的负雷击参量注：当计算导线的寄生电感引起的电压时应按此表参数计算。
表长时间雷击的雷电流参量注：平均电流 I = Q L/T2.5接地装置的工频接地电阻与冲击接地电阻2.5.1 冲击接地电阻计算公式：R～＝ A R i式中，R～——在接地装置各支线的长度取值小于或等于接地体有效长度l e ，或者有支线大于l e 而取其等于l e时的工频接地电阻。
（注：用接地电阻测试仪测量出的是工频接地电阻。
对一般形状的接地体有给定的公式可计算工频电阻）R～≥R i .（l e————有效长度，按公式l e= 2√ρ计算，ρ为该处的土壤电阻率）A——换算系数，其数值宜按附图3.1确定（略，见标准），A的数值与比值l/ l e 成反比（l是接地体最长支线的实际长度），还与ρ成反比。
R i——所要求的接地装置的冲击接地电阻。
2.5.2环绕建筑物的环形接地体应按以下方法确定冲击接地电阻：a)当环形接地体周长的一半大于或等于接地体的有效长度l e时，引下线的冲击接地电阻应为从与该引下线的连接点起沿两侧接地体各取l e长度算出的工频接地电阻（换算系数A等于1）。
b)当环形接地体周长的一半小于接地体的有效长度l e时，引下线的冲击接地电阻应为以接地体的实际长度算出工频接地电阻再除以A值。
2.5.3与引下线连接的基础接地体，当其钢筋从引下线的连接点量起大于20米时，其冲击接地电阻应为以换算系数A等于1和以连接点为圆心、20米为半径的半球体范围内的钢筋体的工频接地电阻。
2.5.4工频接地电阻的计算公式a)单根垂直安装的棒形接地体的接地电阻计算公式（引自GBJ 79-85，见“汇编”第190页）R c = (ρ/2πl)·L n[4l（l+2h）/d(l+4h)]注：近似计算时可用：R = (ρ/2πl)·L n（4l/d）式中, R c：工频接地电阻，单位：欧姆（Ω）；h 接地体顶面埋深，单位：米（m）;ρ：大地电阻率，单位：欧姆·米（Ω·m）；l：接地体长度，单位：米（m ）；d接地体等效直径，单位：米（m ）。
确定如下表：表d 等效直径 d 值表b) n根并联的相同的垂直接地体R n c = R c /nηc式中, R c：单根垂直安装的接地体的接地电阻n : 相同的垂直接地体个数ηc ：垂直接地体的利用系数，具体可查阅GBJ 79-85《工业企业通信接地设计规范》中附表2.1 、 2.2、 2.3 。
附表见后面c)单根水平安装的接地体的接地电阻计算公式（引自GBJ 79-85，见“汇编”第190页）R P = (ρ/2πl)·[ L n（l2/ hd）+ A ]式中，R P：单根水平安装的接地体的工频电阻，单位：欧姆（Ω）；h 接地体顶面埋深，单位：米（m）ρ：大地电阻率，单位：欧姆·米（Ω·m）；l：接地体长度，单位：米（m）；d：接地体等效直径，单位：米（m），确定同上面表d 。
A：水平接地体的形状系数。
见下表A表A 水平接地体的形状系数分析:上表说明,对水平接地体，在同样的L、h、d 的情况下，不同的形状接地电阻不同，而形状越复杂，接地电阻越大（但有时受可用面积限制而不得不采用复杂形状）。
2.5.4.d) n根并联的相同水平接地体的接地电阻R nP= R P / nηp式中，R P：单根水平安装的接地体的接地电阻；n ：相同的水平接地体个数；ηp：水平接地体的利用系数，具体可查阅GBJ 79-85《工业企业通信接地设计规范》中附表2.1 、 2.2,附表附后。
防雷等级计算公式
建筑物年雷击次数公式：N=k×Ng×Ae
N--建筑物年预计雷击次数
k--修正系数，一般取1；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处
以及特别潮湿的建筑物取1.5；金属屋面没有接地的砖木结构建筑物取1.7；位于山顶上或 Ng--建筑物所处地区雷击大地的年均密度（次/km2/a）； Ae--与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2）
Ng=0.1xTd; Td--年平均雷暴日（d/a）
建筑物年雷击次数公式计算表
序号
参数
表达式
数值
1
宽：
W=
2
长：
L=
3
高：
H=
4 年平均雷暴日：
Td=
5
修正系数：
K=
6 每边扩大宽度：
D=[H(200-H)]1/2= 0
7 雷击年均密度：
Ng=0.1*Td= 0
8
等效面积：
9
1. H＜100m
10
Ae(1)= [LW+2(L+W)D+πD2]*10-6
=0
11
Ae(2.1)= Ae(1)-0.5D*(周围建筑物周长之和)*10-6 = 0
12
Ae(2.2)= [LW+(L+W)*D+0.25πD2]*10-6
=0
13
Ae(3.1)= Ae(1)-D*(周围建筑物平行边长之和)*10-6 = 0
14
Ae(3.2)= LW*10-0.6
=0
15
2. H≥100m
20
Ae(6.2)= LW*10-0.6
=0
21 3.各点面积不同 逐点计算后相加
Ae(7)=
雷电防护中的重要参数与技术(1)12-2
注：
附录C和表C.2, C.3, C.4 和 C.5给出了损失Lt, Lf, Lo、损失缩减因子r, ra , ru以及损失增长因子h的值。
第25页
雷电防护中的重要参数与应用技术
李冬根
主讲
建筑物中的风险分量汇总 表9中按照不同的损害类型以及不同的损害源对建筑物风险分量作了汇总。
表 9 各损害源产生的不同损害类型对应的建筑物风险分量
损害源 S1 雷 击 建筑 物 损 害 类型 D1 人和动物 伤害 D2 物理损害 D3 电气和电子系统的失效 根据损害源划分的 风险 R A = N D ×P A ×r a ×L t RB = N D ×P B ×r p ×h z ×r f × L f R C = N D ×P c ×L o R D =R A + R B + R C R M = N M ×P M ×L o R U = (N L +N Da ) ×P U ×r u ×L t R V = (N L +N Da ) ×P V ×r p ×h z ×r f ×L f RW = (N L +N Da ) ×P W ×L o R Z = (N I –N L ) ×P Z ×L o RS = R A + R U RF = R B + R V R O =R C +R M +R W +R Z S2 雷 击 建筑 物 附近 根 据 损害 类 型划 分的 风险 雷 击 入户 服 务设 施 雷 击 服务 设 施附 近 S3 S4
对于服务设施，要考虑的危险的事件有:
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雷电防护中的重要参数与应用技术
李冬根
主讲
截收面积 Ad的确定 对于平地上的孤立建筑物，截收面积 Ad 是与建筑物上沿接 触的斜率为1/3的直线沿建筑物旋转一周在地面上划出的面 积。 可以通过作图法或计算法来确定Ad的值。 长方体建筑物 对于长度为L，宽度为W，高度为H平地上的孤立长方体建 筑物，截收面积等于:
建筑物雷电防护等级计算
N1=k*Ng*Ae
校正系数K 扩大宽度D （米） 86.60254 等效面积 Ae(平方公 里) 0.03253899 雷击年均密度 Ng(平方公里 *a) 2.075665
年均雷暴日Td （d/a） 30.90
14.00
50.00
2.0
0.13508
入户设施年预计累计次数计算
序 低压架空电源电 高压架空电源电 号 缆长度L1（米） 缆长度L2（米） 0.00 2 有效截收面积 Ae1' 0.000000 500.00 有效截收面积 Ae2' 0.250000 低压埋地电源电 缆长度L3（米） 100.00 有效截收面积 Ae3' 0.050000 高压埋地电源电 架空信号线缆 缆长度L4（米） 长度L5（米） 0.00 有效截收面积 Ae4' 0.000000 500.00 有效截收面积 Ae5' 1.000000
NC=5.8*0.0316227766/C
各类因子之 和C 10.50 可接受的最 大年平均雷 击次数Nc 击次数Nc
0.01747
按防雷装置的拦截效率确定雷电防护等级
E=1-Nc/N
0.993946002
结论： 结论： 应该安装雷电防护装置
A级
建
建筑物年预计累计次数计算
序 号 1 建筑长度L （米） 35.00 建筑宽度W（米） 建筑高度H（米）
筑
物
雷
电
防
护
等
级
表
备 注
预计年雷击次数N1(次/a) 总预计年雷 击次数N 击次数N ＝ N1+N2(次 /a) 蓝色单元格是 需要人工填写 的。无金属铠 装或带金属芯 线的光纤电缆, 其有效截收面 积Ae'为0。L是 线路从所考虑 建筑物至网络 的第一个分支 点或相邻建筑 物的长度，单 位为m，最大值 为1000m，当L 未知时，应采 用L=1000m
雷电电磁脉冲防护分级计算方法.doc
雷电电磁脉冲防护分级计算方法雷电过电压对电子设备的危害随着通信技术、计算机技术、信息技术的飞速发展，今日已是电子化时代，日益繁忙庞杂的事物通过高速电脑、自动化设备及通信发展得到井然有序、而这些敏感电子设备的工作电压却在不断降低，其数量和规模不断扩大，因而它们受到过电压特别是雷电袭击而受到损坏的可能性就大大增加，这是由于以雷击中心1.5km—2km范围内都可能产生危险过电压，损坏线路上设备；其后果可能使整个系统的运行中断，并造成难以估计的经济损失，雷电和浪涌电压成了电子化时代的一大公害。
防雷器就是在最短时间（纳秒级）内将被保护线路连入等电位系统中，使设备各端口等电位，同时释放电路上因雷击而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，降低设备各接口端的电位差，从而保护线路上用户的设备。
对系统设备而言，电源线路和信号线路是雷电袭击产生过电压并传导的两条主要通道，因此防雷器就分电源系统避雷器和信号系统防雷器。
防雷区域的划分一、LPZ0A区：本区内的各物体都可能遭到直接雷击和导走全部雷击电流；本区内的电磁场强度没有衰减。
二、LPZ0B区：本区内的各种物体不可能遭到大于所选滚球半径对应的雷电流直接雷击，但本区内的电磁场强度没有衰减。
三、LPZ1区：本区内的各种物体不可能遭到直接雷击，流经各导体的电流比LPZ0B区更小；本区内的电磁场强度可能衰减，这取决于屏蔽措施。
四、LPZn+1后续防雷区：当需要进一步减小流入的电流和电磁场强度时，应增设后续防雷区，并按照需要保护的对象所要求的环境去选择后续防雷区的要求条件。
注：n=1、2、......。
雷电电磁脉冲防护分级计算方法1．建筑物年预计雷击次数N：N=K·（0.024·Td1.3）·（Ae+Ae’）式中：K──校正系数，一般取1。
Td──年平均雷暴日Ae──建筑物截收相同雷击次数的等效面积（KM2）Ae’──建筑物入户设施的截收面积（电源线、信号线）2．等效面积Ae的计算当建筑物高度H<100M：D= [ H·（200-H）]1/2 （M）Ae=[L·W+2（L+W）·D+π·H（200-H）]·10-6 （KM2）式中：L，W ，H分别为建筑物的长，宽，高（米）。
避雷针保护范围计算公式(实用借鉴)
避雷针保护范围计算公式Rx=√H(2Hr-H)-√Hx(2Hr-Hx)Rd=√H(2Hr-H)其中：Rx-----避雷针在Hx高度平面上的保护半径MHr-----滚球半径MHx――被保护物体高度MH―――避雷针的计算高度MRd―――避雷针在地面上的保护半径MRx=1.6Ha/(1+ Hx/H)Rx-----避雷针在Hx高度平面上的保护半径MHx――被保护物体高度MH―――避雷针的计算高度MHa=H-Hx―――避雷针的有效高度避雷针的保护范围众所周知，雷是一种常见的自然现象。
雷电击中物体会产生强烈的破坏作用。
防雷是人类同自然斗争的一个重要课题。
安装避雷针是人们行之有效的防雷措施之一。
避雷针由接受器、接地引下线和接地体（接地极）三部分串联组成。
避雷针的接受器是指避雷针顶端部分的金属针头。
接受器的位置都高于被保护的物体。
接地引下线是避雷针的中间部分，是用来连接雷电接受器和接地体的。
接地引下线的截面积不但应根据雷电流通过时的发热情况计算，使其不会因过热而熔化，而且还要有足够的机械强度。
接地体是整个避雷针的最底下部分。
它的作用不仅是安全地把雷电流由此导入地中，而且还要进一步使雷电流在流入大地时均匀地分散开去。
避雷针的工作原理就其本质而言，避雷针不是避雷，而是利用其高耸空中的有利地位，把雷电引向自身，承受雷击。
同时把雷电流泄入大地，起着保护其附近比它矮的建筑物或设备免受雷击的作用。
避雷针保护其附近比它矮的建筑物或设备免受雷击是有一定范围的。
这范围像一顶以避雷针为中心的圆锥形的帐篷，罩在帐篷里面空间的物体，可以免遭雷击，这就是避雷针的保护范围。
单支避雷针的保护范围如图1所示，它的具体计算通常采取下列方法（这种方法是从实验室用冲击电压发生器作模拟试验获得的）。
避雷针在地面上的保护半径为r=1.5h。
式中r——保护半径（米）；h——避雷针高度（米）。
在被保护物高度hx水平面上的保护半径为rx=（h-hx）p=hap；rx=（1.5h-2hx）p。
4-雷电参数及防雷设施解析
若大地为理想导体（土壤的电阻率为0）则流经主放电通 道的电流（即流入大地的电流）I0=σ v ，其极性与雷云的极性 相同。先导通道的对地电位为σ vZ0 。
雷电放电的计算模型
雷电的危害
雷电是自然界中最宏伟壮观的气象景象。全球每 时每刻都有雷电发生，平均每秒有100次，地球上每 天约发生800万次云对地的闪电。一次中等强度的雷 释放的电荷约25C，总的持续时间却只有0.3s左右。
雷电放电的特征是电流大，持续时间短，主放电 过程的瞬时功率非常大。例如以I=50kA计，弧道压降 以E=6kV/m计，雷云以1000m高度计，则主放电功率 P可达：
当雷击于避雷针、线路、杆塔、
架空地线或导线等具有分布参数
特性的物体时，雷击放电过程可
用右图表示。+源自则流经被击物体的电流iZ为
-
iZ
v
Z0 Z0 Z
Z — 被击物体的波阻抗或雷击点与大地零电位参考点间的集中 参数阻抗。
即流经被击物体的电流iZ 与被击物体的波阻抗 Z 有关。
雷电放电的计算模型
当被击物体的波阻抗 Z=0时，流经被击物的电流被定义 为“雷电流”，用i表示。由前述可知 i =σ v 。实际上被击物 的波阻抗不可能为零，故国际上通常将雷击于接地阻抗小于 30Ω的物体时流过该物体的电流当成是雷电流 i 。
标准双指数波
斜角波头
半余弦波头
iI0(et et)
i at (t T1)
i I (1cost)
i aT1 I (t T1) 2
T1-波头时间，从0到峰值的时间；T2-波尾时间，从0到衰减后的半峰值时间
雷电防护等级的确定
雷电防护等级的确定摘要：阐述了建筑物电子信息系统雷电防护的重要性，以及雷电防护等级的确定方法，并通过一个实例加以分析说明。
关键词：电子信息系统；雷电；防护等级中图分类号： f407.63文献标识码：a 文章编号：0 前言雷电是自然界积雨云的放电现象，它的放电电流可达几十千安培，甚至几百千安培。
产生的静电感应和电磁感应具有极大的破坏性，闪电电涌也可能会沿着服务设施侵入建筑物内，危害人身财产安全[1]。
随着社会发展，电子设备越来越广泛应用，雷电灾害的范围和形式也随之扩大，给航空、航天、国防、通信、电子、石化、交通等国民经济部门造成重大损失[2,3]。
1 雷电的危害1.1 直接雷击根据目前的防雷理论，无论采取哪种保护方法，都需要使用接闪器接闪，通过引下线将雷电流引下至接地装置，由接地装置散入大地中，在此过程中存在以下雷击安全隐患[4,5]：1）雷电流沿引下线传导中，周围存在很强的电磁场，可能引起感应过电压和过电流。
2）雷电流由散流入地过程中形成的电位梯度过大会导致行人因跨步电压发生人身伤亡。
3）雷电流在泄放和散流过程中因电阻压降和电感压降导致高电位反击；在水平布设的线路上产生的感应过电压损坏设备接口，并有可能导致反击及人身触电伤亡事故。
1.2 感应雷击1）当雷电击中建筑物散流时，分流到配电系统、信号线路、其它金属管道中的雷电流引起设备过压（流）损坏或人身触电导致伤亡事故。
2）发生直接雷击，雷电流泄放时，建筑物内部分布着暂态电磁场，尤其以引下线周围最为强烈。
此电磁场将会对建筑物内部各个系统产生作用，引起设备误动作或损坏。
3）室内暂态磁场作用在系统环路上，将会产生感应过电压（流），导致设备损坏。
4）当有雷雨云经过沿线上空或附近时，由于静电感应会在各种线路上感应出极性相反的静电荷，当雷云放电后，这些静电荷由于不能及时入地会产生过电压（流）损坏设备。
因此，为了保护电子信息系统的正常、安全运行，根据建筑物的雷电防护等级采取相应的防护措施显得尤为重要[6，7]。
输电线路防雷保护计算
输电线路防雷保护计算01class1. 雷电参数1.1 雷电活动频度雷暴日雷暴日T d是一年中发生雷电的天数，以听到雷声为准，在一天内只要听到过雷声，无论次数多少，均计为一个雷暴日。
雷暴小时雷暴小时T h是一年中发生雷电放电的小时数，在一个小时内只要有一次雷电，即计为一个雷电小时。
一个雷暴日折合三个雷暴小时。
少雷区年均雷暴日数不超过15d或地面落雷密度不超过0.78次/（km2·a）的地区。
注：《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB 50343-2012）规定少雷区年平均雷暴日在25d及以下的地区。
中雷区年平均雷暴日数超过15d 但不超过40d 或地面落雷密度超过0.78次/（km2·a）但不超过2.78次/（km2·a）的地区。
注：《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB 50343-2012）规定中雷区年平均雷暴日大于25d ，不超过40d 的地区。
多雷区年平均雷暴日数超过40d 但不超过90d 或地面落雷密度超过2.78次/（km2·a）但不超过7.98次/（km2·a）的地区。
强雷区年平均雷暴日数超过90d 或地面落雷密度超过7.98次/（km2·a）以及根据运行经验雷害特殊严重的地区。
1.2 地面落雷密度地面落雷密度表示每平方公里地面在一个雷暴日受到的平均雷击次数。
用γ表示（次/km2·雷暴日）。
我国标准对T d＝40的地区，取＝0.07 。
1.3 雷电流幅值雷电流是指雷击于接地良好的目标时泄入大地的电流。
雷电流的幅值（I）一般都是在塔上或避雷针上用磁钢棒测出的。
一般地区，雷电流幅值超过I的概率可按下式计算：lg P=-I/8802class2. 防雷保护计算2.1 线路落雷次数每100km线路的年落雷次数N L按下式计算：式中：N L——线路落雷次数[次/（100km·a）]；Ng——地闪密度[次/(km2·a)]，对年平均雷暴日数为40d的地区暂取2.78次/(km2·a)；h T——杆塔高度(m)；b——两根底下之间的距离(m)。
几例避雷针保护范围计算的常用公式
几例避雷针保护范围计算的常用公式在计算避雷针保护范围时，可以使用以下几个常用公式：1.球面避雷范围公式：球面避雷范围公式适用于圆形和球形物体（如建筑、塔等）。
该公式基于物体的高度和雷电的放电能量，计算出避雷范围的半径。
公式如下：R=k*(h^0.6)其中，R为避雷范围的半径（单位：米），k为设备常数，h为物体的高度（单位：米）。
2.锥面避雷范围公式：锥面避雷范围公式适用于尖顶形建筑物（如尖塔、尖顶房屋等）。
该公式基于物体的高度和雷电的放电能量，计算出避雷范围的释放角度和半径。
公式如下：θ = arctan(k / h)R = h / cos(θ)其中，θ为释放角度（单位：弧度），R为避雷范围的半径（单位：米），k为设备常数，h为物体的高度（单位：米）。
3.导向效应避雷范围公式：导向效应避雷范围公式适用于具有导体接地的建筑物。
该公式基于雷电放电电流和物体导体的导电性能，计算出避雷范围的半径。
公式如下：R=(I*k)/(2*π*σ)其中，R为避雷范围的半径（单位：米），I为雷电放电电流（单位：安培），k为设备常数，π为圆周率，σ为物体导体的导电性能（单位：西门子）。
4.地网、接地体的电位半径计算公式：地网或接地体的电位半径指的是电流通过接地系统时，接地系统中电位达到安全值的距离。
该公式基于接地体的电阻和雷电放电电流，计算出接地体的电位半径。
公式如下：r=k*(V/I)^(1/2)其中，r为接地体的电位半径（单位：米），k为设备常数，V为电位（单位：伏特），I为雷电放电电流（单位：安培）。
需要注意的是，不同的避雷针和保护措施可能会有不同的计算公式和影响因素。
这些公式只是一些常用的基本公式，实际应用中还需要根据具体情况进行详细的计算和评估。
变电站防雷保护与防雷范围计算2017
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☆第一章 雷电知识简述
※ 危害
雷击的破坏主要包括电作用的破坏、机械作用的破坏和热作用的破坏三个方面。电 作用的破坏主要有产生几百万伏的冲击电压能损坏电气设备的绝缘，造成大面积停电甚 至设备的报废，高电压损坏绝缘的同时，产生电火花或者爆炸事故的发生，另外，巨大 的雷电流可能引发周围产生强电场，可能导致触电伤亡事故的发生。机械作用主要是雷 电流通过被击物时，产生大量的热量，使气体气化膨胀可能导致爆炸，另外，由于电动 力的产生，也可能损坏电气设备。热作用的破坏主要是雷电流通过导体，产生的大量的 热量可能引发火灾，如果接触到易燃易爆物，则可能发生爆炸。
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☆第二章 变电站防雷措施
※具体防护措施: 因为对于下形雷来说，雷电直接击打变电所电气设备上，或者架
空线路上的感应过电压都会以雷电波的形式侵入变电所，所以如何对 直击雷和雷电侵入波的防护称为变电站防雷的关键点。
直击雷的防护，主要采用的措施是避雷针，避雷针把雷电引向自 身，并把雷电流泄漏到大地中，整个变电站的建筑物和整个电力设备 的全部必须在避雷针的保护范围内，对于避雷针的保护范围，在下章 会做整体介绍。
内部防雷则是防止内部过电压对电力设备的危害，是外部防雷系统无法满足对 于内部过电压的危害，为了防止内部过电压的危害，需要对电缆及保护设备进行 等电位连接。因为雷电引起损害的原因也是有巨大电位差的存在，对于防雷的等 电位连接，需要对进出线电缆，信号线，金属管道等都需要与避雷器进行等电位 连接，首先进行局部等电位连接，最后还要进行主等电位连接。
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☆第一章 雷电知识简述
雷电通常有直击雷、感应雷和雷电侵入波三种形式。 ◇直击雷 带电荷的雷云电压可以达到几亿伏特，当雷云接近地面并对地面 物体放电时，就是我们常说的雷击，这种情况会发生激烈放电，并伴随着闪电 和雷鸣称为直击雷，雷电的放电过程通常分为先导放电、主放电和余光三个阶 段。 ◇感应雷 也叫作感应过电压或雷电过电压，一般有静电感应和电磁感应两 种。静电感应的产生是由于雷云接近地面建筑物，在建筑物顶端感应出大量异 性电荷，而雷云并没有对建筑物放电，当雷云对其它物体或雷云放电时，建筑 物中的电荷会失去束缚，而沿着建筑物传播，这就形成了静电感应。电磁感应 是因为雷电流会在周围产生强烈变化的电磁场，而变化的电磁场会使周围的导 体产生很高的感应电压。 ◇雷电侵入波 指的是雷击过程中，产生的冲击波沿着高压输电线路传播。