第五章雷电及防雷设备
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建筑物防雷及安全用电
(2)雷击的选择性
建筑物遭受雷击的部分是有一定规律的,建筑物雷击部位如下:
(ⅰ)平屋面或坡度不大于1/10的屋面——檐角、女儿墙、屋檐。
(ⅱ)坡度大于1/10且小于1/2的屋面——屋角、屋脊、檐角、屋檐。
(ⅲ)坡度不小于1/2的屋面——屋角、屋脊、檐角。
(3)雷电击的基本形式
雷云对地放电时，其破坏作用表现有以下四种基本形式。
(ⅱ)感应雷。当建筑上空有雷云时，在建筑物上便会感应出相反电荷。在雷云放电后，云与大地电场消失了，但聚集在屋顶上的电荷不能立即释放，因而屋顶对地面便有相当高的感应电压，造成屋内电线、金属管道和大型金属设备放电，引起建筑物内的易爆危险品爆炸或易燃物品燃烧。这里的感应电荷主要是由于雷电流的强大电场和磁场变化产生的静电感应和电磁感应造成的，所以称为感应雷或感应过电压。
④避雷针在hx高度XX′平面上的保护半径rx按下列计算式确定：（单位为m）
(5.1)
避雷针在地面上的保护半径r0可确定为：
(5.2)
式中: rx——避雷针在hx高度的XX′平面上的保护半径（m）；
ds——滚球半径，按表5.2确定（m）；
h——避雷针的高度（m）；
hx——被保护物的高度（m）；
20
40
避雷针对周围物体保护的有效性，常用保护范围来表示。在安装有一定高度的接闪器下面，有一个一定范围的安全区域，处在这个安全区域内的被保护的物体遭受直接雷击的概率非常小，这个安全区域叫做避雷针的保护范围。确定避雷针的保护范围至关重要。避雷针对建筑物保护范围一般用滚球法确定。
滚球法是将一个以雷击距为半径的滚球，沿需要防直接雷击的区域滚动，利用这一滚球与避雷针及地面的接触位来限定保护范围的一种方法。
2．引下线
建筑物遭受雷击的部分是有一定规律的,建筑物雷击部位如下:
(ⅰ)平屋面或坡度不大于1/10的屋面——檐角、女儿墙、屋檐。
(ⅱ)坡度大于1/10且小于1/2的屋面——屋角、屋脊、檐角、屋檐。
(ⅲ)坡度不小于1/2的屋面——屋角、屋脊、檐角。
(3)雷电击的基本形式
雷云对地放电时，其破坏作用表现有以下四种基本形式。
(ⅱ)感应雷。当建筑上空有雷云时，在建筑物上便会感应出相反电荷。在雷云放电后，云与大地电场消失了，但聚集在屋顶上的电荷不能立即释放，因而屋顶对地面便有相当高的感应电压，造成屋内电线、金属管道和大型金属设备放电，引起建筑物内的易爆危险品爆炸或易燃物品燃烧。这里的感应电荷主要是由于雷电流的强大电场和磁场变化产生的静电感应和电磁感应造成的，所以称为感应雷或感应过电压。
④避雷针在hx高度XX′平面上的保护半径rx按下列计算式确定：（单位为m）
(5.1)
避雷针在地面上的保护半径r0可确定为：
(5.2)
式中: rx——避雷针在hx高度的XX′平面上的保护半径（m）；
ds——滚球半径，按表5.2确定（m）；
h——避雷针的高度（m）；
hx——被保护物的高度（m）；
20
40
避雷针对周围物体保护的有效性，常用保护范围来表示。在安装有一定高度的接闪器下面，有一个一定范围的安全区域，处在这个安全区域内的被保护的物体遭受直接雷击的概率非常小，这个安全区域叫做避雷针的保护范围。确定避雷针的保护范围至关重要。避雷针对建筑物保护范围一般用滚球法确定。
滚球法是将一个以雷击距为半径的滚球，沿需要防直接雷击的区域滚动，利用这一滚球与避雷针及地面的接触位来限定保护范围的一种方法。
2．引下线
雷电及防雷设备ppt课件
(3). 工频放电电压：在工频电压下，避雷器将发 生放电的电压值
(4). 冲击放电电压：指预放电时间为1.5-20微秒 的冲击放电电压
(5). 残压：指雷电流经过避雷器时在阀片电阻 上产生的压降
(6). 维护比：指避雷器残压与灭弧电压之比
维护比愈小，阐明残压愈低或灭弧电压愈高， 显示维护性能愈好。
(2).接地的分类： a.任务接地 b.维护接地 c.静电接地 d.防雷接地
2.冲击电流流经接地安装入地时的根本景象 (1).土壤中的电位分布
U=Ri
u：接地点电位 i: 接地电流 R：接地体的接地电阻
(2).土壤中的电场强度E
E
δ：冲击电流在土壤中的密度
ρ：土壤电阻率
(3).接地安装的电感效应及利用率
雷电及防雷设备
雷电景象
雷电 景象
雷电景象
雷电景象
一.雷电的电气参数
波头、陡度及波长
规范冲击波：
f 1.2s t 50 s
i I0 (et Байду номын сангаасet )
等值余弦波：
i I (1 cos t ) 2
/ f
max
di dt max
I 2
2.雷暴日与雷暴小时 雷暴日：每年中有雷电的日数 雷暴小时：每年中有雷电的小时数
非线性电阻
UCi
α:非线性系数
b.任务原理
系统正常任务时，间隙将电阻阀片与任务母线 隔离，以免由任务电压在阀片电阻中产生电流使阀 片烧坏。
当系统中出现过电压且其幅值超越间隙放电电 压时，间隙击穿，冲击电流经过阀片流入大地，从 而使设备得到维护。由于阀片的非线性特性，其电 阻在流过大的冲击电流时变得很小，故阀片上产生 的残压将得到限制，使其低于被维护设备的冲击耐 压，设备得到维护；
(4). 冲击放电电压：指预放电时间为1.5-20微秒 的冲击放电电压
(5). 残压：指雷电流经过避雷器时在阀片电阻 上产生的压降
(6). 维护比：指避雷器残压与灭弧电压之比
维护比愈小，阐明残压愈低或灭弧电压愈高， 显示维护性能愈好。
(2).接地的分类： a.任务接地 b.维护接地 c.静电接地 d.防雷接地
2.冲击电流流经接地安装入地时的根本景象 (1).土壤中的电位分布
U=Ri
u：接地点电位 i: 接地电流 R：接地体的接地电阻
(2).土壤中的电场强度E
E
δ：冲击电流在土壤中的密度
ρ：土壤电阻率
(3).接地安装的电感效应及利用率
雷电及防雷设备
雷电景象
雷电 景象
雷电景象
雷电景象
一.雷电的电气参数
波头、陡度及波长
规范冲击波：
f 1.2s t 50 s
i I0 (et Байду номын сангаасet )
等值余弦波：
i I (1 cos t ) 2
/ f
max
di dt max
I 2
2.雷暴日与雷暴小时 雷暴日：每年中有雷电的日数 雷暴小时：每年中有雷电的小时数
非线性电阻
UCi
α:非线性系数
b.任务原理
系统正常任务时，间隙将电阻阀片与任务母线 隔离，以免由任务电压在阀片电阻中产生电流使阀 片烧坏。
当系统中出现过电压且其幅值超越间隙放电电 压时，间隙击穿，冲击电流经过阀片流入大地，从 而使设备得到维护。由于阀片的非线性特性，其电 阻在流过大的冲击电流时变得很小，故阀片上产生 的残压将得到限制，使其低于被维护设备的冲击耐 压，设备得到维护；
防雷安全知识培训ppt课件
与发射塔雷达相应的线路均应做好金属屏蔽措施；
VTS设备防雷－发射塔
避雷针的 等效电路
避雷针的作用
I
RZ
VTS设备防雷－机房
机房防雷的一个很重要的概念是等电位； 防静电地板、金属吊顶、金属门窗、机柜（箱、
壳）、支架、线桥等等金属物体应作好等电位连接 处理； 类似集装箱的金属房屋是最好的屏蔽措施，如遇高 电位，其整体为均势电位，不产生电位差； 接地电阻的大小为非必要概念，不必苛求极小接地 电阻
主配电柜 避雷器
SEB
电表
分配电柜
浪涌避雷器 器
PEN
kWh
LPZ 0
EBB
LPZ 1
LPZ = 防雷保护区 SEB =配电柜
EBB =等电位连接排
EBB LPZ 2
设备 浪涌避雷
L1 L2 L3 PE N
感应雷防护－等电位连接
等电位汇流排
EBB
电源
外部防雷系统
水管
燃气管 阴极保护输送管
Z
基础接地极
基于综合防护的七点防雷措施
①选取适宜的接闪方式：雷电能量有50%可直接流入大地，还有50% 的能量将通过各种感应方式，平均流入外露的各电气通道（如电源 线、信号线和金属管道等）。
②安全引导雷电入地：作好雷击电流引下工作，避免雷击电流旁向 闪击，最大限度的消除雷电流对电子设备的感应作用。
③完善的共地措施：首先是由降阻剂、接地棒和铜带的配合使用， 达到更低的地电阻。然后利用地极间的瞬态连接技术，达到电源地 、防雷地、保护地和信号地之间的电位平衡，形成共地系统，防止 雷电通过接地系统对设备的反击。减少感应雷击对弱电设备的感应 损坏。
防雷安全知识培训
课程内容
VTS设备防雷－发射塔
避雷针的 等效电路
避雷针的作用
I
RZ
VTS设备防雷－机房
机房防雷的一个很重要的概念是等电位； 防静电地板、金属吊顶、金属门窗、机柜（箱、
壳）、支架、线桥等等金属物体应作好等电位连接 处理； 类似集装箱的金属房屋是最好的屏蔽措施，如遇高 电位，其整体为均势电位，不产生电位差； 接地电阻的大小为非必要概念，不必苛求极小接地 电阻
主配电柜 避雷器
SEB
电表
分配电柜
浪涌避雷器 器
PEN
kWh
LPZ 0
EBB
LPZ 1
LPZ = 防雷保护区 SEB =配电柜
EBB =等电位连接排
EBB LPZ 2
设备 浪涌避雷
L1 L2 L3 PE N
感应雷防护－等电位连接
等电位汇流排
EBB
电源
外部防雷系统
水管
燃气管 阴极保护输送管
Z
基础接地极
基于综合防护的七点防雷措施
①选取适宜的接闪方式：雷电能量有50%可直接流入大地，还有50% 的能量将通过各种感应方式，平均流入外露的各电气通道（如电源 线、信号线和金属管道等）。
②安全引导雷电入地：作好雷击电流引下工作，避免雷击电流旁向 闪击，最大限度的消除雷电流对电子设备的感应作用。
③完善的共地措施：首先是由降阻剂、接地棒和铜带的配合使用， 达到更低的地电阻。然后利用地极间的瞬态连接技术，达到电源地 、防雷地、保护地和信号地之间的电位平衡，形成共地系统，防止 雷电通过接地系统对设备的反击。减少感应雷击对弱电设备的感应 损坏。
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课程内容
第五章雷电放电特性及防雷设备
第五章 雷击放电特性及防雷装置5.1 雷电放电过程会引起破坏作用的雷云对地放电的绝大多数（80%以上）是负极性的。
雷电多重性（先导、主放电、余光放电）一、先导（梯级先导）第一次先导的梯级性是负先导本身的发展特点所决定的。
每一梯级长度平均50m ，梯级间歇时间10～100us 平均50us 。
cv 10001=先导通道具有良好的导电性，带有与雷云同极性的多余电荷 二、主放电、闪电、雷鸣、雷电的破坏性先导接近地面。
在漏道端部因出现高场强，使空气强烈电离而产生高密度的等离子区。
→自下而上，高电解的等离子体通道。
t=50～100us ，i =几十千安～几百千安201(=v ～21)c 温度 2万℃以上三、余光放电连续先导——直串先导5.2 雷电参数及雷电活动特性电流Rvi zz +=0σ，R<30Ω，雷电通道波阻抗Ω>3000z .即R 《z 0，则v i σ=雷击过电压dtdi L iR u ⋅+=我国“电力设备过电压保护设计技术规程” 1、雷电流峰值 108lg IP -= (式5-3)54lg IP -=，少雷区2、雷电流波形 波长时间2.6us 形状：斜角形usKA Idtdi a /6.2==（式5-4）半余弦波头)cos 1(2wt Ii -= （式5-5）3、雷电日 雷电小时强雷区 平均雷电日>90 多雷区 平均雷电日>40 少雷区 平均雷电日>154、落雷密度γ（每个雷电日每平方公里地面上的平均落雷次数） 0.015 次/⋅Km 2雷电日 次数 Th N ⨯⨯=100100010γ(Th b N ⨯⨯+=10010004γ次/100km 年)若T=40，γ=0.015代入则N=0.6h 次/⋅km 100年5.3 避雷针和避雷线（直击雷保护措施）我过规程推荐的保护范围是对应0.1%绕击率而言的。
绕击：雷电绕过避雷装置而击于被保护物的现象。
（屏蔽失效引起） 反击：避雷针与被保护物之间的间隙击穿。
005雷电及防雷设备
高电压技术
高电压技术
第一节 雷电放电和雷电参数
高电压技术
一、雷电及雷电放电过程：
㈠ 雷电的产生：
雷电放电起源于雷云的形成，为了更好的理解雷电 放电的某些特性，我们来大致地了解一下雷云的形成机 理。
1、雷云的形成： ⑴ 热雷云： 地表潮湿空气，受热上升；形成湿热气流的水份在
2——5km的高空受冷凝结为悬浮小水滴；小水滴集聚成 大面积的乌黑积云。这类云荷电后称为热雷云。
高电压技术
一、避雷器保护原理和基本类型
3、基本要求： ⑴ 能瞬时动作。
⑵ 能自行迅速截断工频续流。
工频续流：避雷器在冲击电压作用后流经间隙的工频 电弧。即过电压消失后，间隙中仍有由工作电压所产生 的工频电弧电流。
⑶ 具有平直的伏秒特性曲线。 ⑷ 具有一定的通流容量，其残压应低于被保护物的 冲击耐压。
高电压技术
2、两支等高避雷针
上部边缘最低点o
h0
h
D 7P
高电压技术
二针间被保护物高度水平面上保护范围的一侧宽度
bx 1.5(h0 hx )
针间的距离D不宜大于5h。
3、两支不等高避雷针
高电压技术
等效为等高的避雷针
f D' 7P
4、多支等高避雷针
高电压技术
外部：分别用两针法。
内部：采用三角形法，若 满足bx＞0, 即认为多针所覆盖的全面积就受到保护。
不足15日为少雷区，超过40的为多雷区，超过90的为 强雷区。
西昌为75.6，成都36.9。
高电压技术
四、地面落雷密度和输电线路落雷次数
地面落雷密度：每个雷电日每平方公里地面遭受 雷击的次数。
表示雷云对地放电的频数和强烈程度。 我国雷暴日为40时，取=0.015，国外取值在0.1～0.2之间。
高电压技术第5章雷电及防雷设备1
由于发电厂或变电所的面积较大，实际上都采用多 支等高避雷针保护。三支等高避雷针所形成的三角形的 外侧保护范围分别按两支等高避雷针的计算方法确定。 四支及以上等高避雷针所形成的四角形或多角形，可先 将其分成两个或数个三角形，然后分别按三支等高避雷 针的方法计算。
三支等高避雷针在hx水平面上的保护范围如左图所示，
5.1.1 雷云的形成
能产生雷电的带电云层称为雷云。
雷云的形成主要是含水汽的空气的热对流效 应。太阳的热辐射使地面部分水分化为蒸汽，含 水蒸汽的空气受到炽热的地面烘烤而上升，会产 生向上的热气流。热气流每上升10km，温度下降 约10℃，热气流与高空冷空气相遇形成雨滴、冰 雹等水成物，水成物在地球静电场的作用下被极 化，形成热雷云。
图8-2 雷电流的等值波形
(a)双指数波 (b)斜角平顶波 (c)半余弦波
f 1.2s t 50s
i I0 (et et )
f 2.6s I I / 2.6kA / s
f
i I (1 cost) 2
/ f
max
di dt
max
I 2
3、雷暴日及雷暴小时
雷暴日Td 是指该地区平均一年内有雷电放电的 平均天数，单位d/a 。 雷暴小时Th 雷暴小时是指平均一年内的有雷电 的小时数，单位h/a。
2. 避雷针的保护范围
表示避雷针的保护效能，通常采用保护范围的 概念，只具有相对意义。避雷针的保护范围是指被 保护物体在此空间范围内不致遭受直接雷击。我国 使用的避雷针的保护范围的计算方法，是根据小电 流雷电冲击模拟试验确定，并根据多年运行经验进 行了校验。保护范围是按照保护概率99.9%确定的 空间范围（即屏蔽失效率或绕击率0.1%）。
第5章 雷电及防雷设备
三支等高避雷针在hx水平面上的保护范围如左图所示，
5.1.1 雷云的形成
能产生雷电的带电云层称为雷云。
雷云的形成主要是含水汽的空气的热对流效 应。太阳的热辐射使地面部分水分化为蒸汽，含 水蒸汽的空气受到炽热的地面烘烤而上升，会产 生向上的热气流。热气流每上升10km，温度下降 约10℃，热气流与高空冷空气相遇形成雨滴、冰 雹等水成物，水成物在地球静电场的作用下被极 化，形成热雷云。
图8-2 雷电流的等值波形
(a)双指数波 (b)斜角平顶波 (c)半余弦波
f 1.2s t 50s
i I0 (et et )
f 2.6s I I / 2.6kA / s
f
i I (1 cost) 2
/ f
max
di dt
max
I 2
3、雷暴日及雷暴小时
雷暴日Td 是指该地区平均一年内有雷电放电的 平均天数，单位d/a 。 雷暴小时Th 雷暴小时是指平均一年内的有雷电 的小时数，单位h/a。
2. 避雷针的保护范围
表示避雷针的保护效能，通常采用保护范围的 概念，只具有相对意义。避雷针的保护范围是指被 保护物体在此空间范围内不致遭受直接雷击。我国 使用的避雷针的保护范围的计算方法，是根据小电 流雷电冲击模拟试验确定，并根据多年运行经验进 行了校验。保护范围是按照保护概率99.9%确定的 空间范围（即屏蔽失效率或绕击率0.1%）。
第5章 雷电及防雷设备
第五章 雷电及防雷设备
避雷针是不是越高越好？
• 答案：× • 随着避雷针高度的增加，其保护范围的增 加越来越有限，同时其保护范围内免受雷 击的概率变得不确定。 • 在提高避雷针高度上下功夫不如采用多针 联合保护。
5.3管型避雷器与阀型避雷器
避雷器的作用
限制过电压以保护电气设备，同时提高系统工作的 可靠性。
当系统中出现过电压时，避雷器既要保证电气设备 不受过电压的损害，又要保证系统不会跳闸停电保证 能可靠运行。
避雷针
避雷针 受到保护 失去保护 受保护区域
避雷针的保护范围
图中的受保护区域并非100％安全 受保护区域只是保证在该区域中雷击概率是很小的数值
5.2.1避雷针的保护范围 （1）单支避雷针 在高度hx水平面上，其半 径rx按下式计算：
h hx 时，rx (h hx ) p 2 h hx 时，rx (1.5h 2hx ) p 2
修正系数p——避雷针高度≤30m 时
避雷针
rx=h-hx
h
rx
rx=1.5h-2hx
h/2
hx
避雷针保护范围 折线法 h<=30m
避雷针高度h≤30m时修正系数p＝1
受保护区域
修正系数p——避雷针高度＞ 30m时
避雷针
rx=(h-hx)p
修正后 未修正
h
rx=(1.5h-2hx)p
30m
避雷针保护范围 折线法 h>30m
5.3.1保护间隙与管型避雷器
保护间隙
主 气 隙
瓷瓶 辅助气隙
保护间隙
被 保 护 设 备
角型保护间隙及其与被保护设备的连接
保护间隙由两个电极（即主间隙和辅助间隙）组成，它是最简 单的一种避雷器。
《雷电及防雷装置》课件
如发现有严重雷电灾害事故或造 成重大损失，应及时向相关部门 报告，以便及时采取措施进行救
援和恢复工作。
谢谢观看
提高防雷意识的方法
开展防雷宣传活动
通过各种渠道和媒体开展防雷宣传活动，提 高公众对雷电危害的认识和防范意识。
推广防雷科技产品
推广先进的防雷科技产品，提高防雷工作的 效率和安全性。
加强学校防雷教育
将防雷教育纳入学校课程，从小培养孩子的 安全意识和应对能力。
建立防雷应急预案
建立完善的防雷应急预案，提高应对雷电灾 害的能力和效率。
定期检测接地电阻值，确保其符合规范要 求，并对接地系统进行维护保养。
04
防雷安全与教育
防雷安全知识
雷电的形成与放电机制
雷电的危害与后果
解释雷电的形成过程和放电机制，帮 助人们理解雷电的危害。
详细说明雷电对人类、建筑物、电子 设备和自然界等造成的危害和后果。
雷电的分类与分级
介绍不同类型和级别的雷电，以及它 们可能带来的影响和危害。
03
防雷措施与实施
建筑物防雷
防雷系统设计
根据建筑物的重要性、使用性 质和雷电灾害风险评估结果， 确定防雷等级，设计合理的防
雷系统。
接闪器安装
在建筑物顶部安装接闪器，包 括避雷针、避雷带或避雷网， 以吸引雷电并引导电流入地。
引下线设置
在建筑物四角或每隔一定距离 设置引下线，将接闪器与接地 装置连接，确保电流顺畅入地 。
《雷电及防雷装置》PPT课件
目录
• 雷电的形成与特性 • 防雷装置的种类与作用 • 防雷措施与实施 • 防雷安全与教育 • 雷电灾害的预防与应对
01
雷电的形成与特性
雷电的形成过程
大气电场形成
援和恢复工作。
谢谢观看
提高防雷意识的方法
开展防雷宣传活动
通过各种渠道和媒体开展防雷宣传活动，提 高公众对雷电危害的认识和防范意识。
推广防雷科技产品
推广先进的防雷科技产品，提高防雷工作的 效率和安全性。
加强学校防雷教育
将防雷教育纳入学校课程，从小培养孩子的 安全意识和应对能力。
建立防雷应急预案
建立完善的防雷应急预案，提高应对雷电灾 害的能力和效率。
定期检测接地电阻值，确保其符合规范要 求，并对接地系统进行维护保养。
04
防雷安全与教育
防雷安全知识
雷电的形成与放电机制
雷电的危害与后果
解释雷电的形成过程和放电机制，帮 助人们理解雷电的危害。
详细说明雷电对人类、建筑物、电子 设备和自然界等造成的危害和后果。
雷电的分类与分级
介绍不同类型和级别的雷电，以及它 们可能带来的影响和危害。
03
防雷措施与实施
建筑物防雷
防雷系统设计
根据建筑物的重要性、使用性 质和雷电灾害风险评估结果， 确定防雷等级，设计合理的防
雷系统。
接闪器安装
在建筑物顶部安装接闪器，包 括避雷针、避雷带或避雷网， 以吸引雷电并引导电流入地。
引下线设置
在建筑物四角或每隔一定距离 设置引下线，将接闪器与接地 装置连接，确保电流顺畅入地 。
《雷电及防雷装置》PPT课件
目录
• 雷电的形成与特性 • 防雷装置的种类与作用 • 防雷措施与实施 • 防雷安全与教育 • 雷电灾害的预防与应对
01
雷电的形成与特性
雷电的形成过程
大气电场形成
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沿被击物流动，同时，相同数
量的正极性电流波将自雷击点
“0”沿通道向上发展。
iZ
Zj
雷击物体时电流波的运动
流经物体的电流可用下式计算：
iZ
vL
Z0 Z0 Zj
LZ0
Zj
——被击物体的波阻抗（或为被击物 体集中参数的阻抗值）
Z0
iZ
Zj
计算电流的等值电路
流经被击物体的电流波 i Z 与被击物体的波阻
第五章 雷电及防雷设备
5.1雷电的电气参数
电力系统中的大气过电压主要是由雷电放电所造成 的。为了对大气过电压进行计算和采取合理的防护措 施，必须掌握雷电的电气参数。
Z0
LZ0
L
计算雷电流的等值电路
若雷击于具有分布参数特性
的避雷针、线路或导线时，则
Z0
雷击时电
h0
h
D 7p
D ——两针间的距离（m）
两避雷针之间高度为hx水平面上保护范 围的一侧的最小宽度：
bx1.5(h0hx)
为保证两针联合保护效果，两针间距离与针高之比D/h 不宜大于5。
h h0= h-D/7 p
两支避雷针联合保护范围
避雷针1
折线的确定方法 同单支避雷针
B
A
D
A'
B--B'展开
避雷针2 B'
hxh 2时r， x(hhx)p
hxh 2时rx， (1.5h2hx)p h ——避雷针高度（m） p ——高度影响系数。
单支避雷针保护范围
避雷针 rx=(h-hx)p
rx=(1.5h-2hx)p rx
h h/2 hx
避雷针保护范围 折线法
受保护区域
➢上图中划定避雷针保护范围的方法称为折线法，用两段斜率不同的折线段 确定保护范围（建筑防雷中采用滚球法确定保护范围）
➢折线表达式中的p是修正系数，根据避雷针高度的不同进行有关修正
修正系数p——避雷针高度≤30m 时
rx
避雷针 rx=h-hx
rx=1.5h-2hx
h h/2 hx
避雷针保护范围 折线法 h<=30m
避雷针高度h≤30m时修正系数p＝1
受保护区域
修正系数p——避雷针高度＞ 30m时
避雷针
rx=(h-hx)p 修正后 未修正 rx=(1.5h-2hx)p
h 30m
避雷针保护范围 折线法 h>30m
30m＜h≤120m时修正系数：p
30 h
如图可见，避雷针高度超过30m后其 保护范围随高度而增大的趋势减缓
（2）双支等高避雷针
两针外侧的保护范围可按单针
计算方法确定，两针间的保护范围
应按通过两针顶点及保护范围上部
边缘最低点O的圆弧来确定，O点
的高度h0按下式计算：
度 来表示。 是指每个雷电日每平方公里的地
面上的平均落雷次数。
建议：
0.01次 5/平方公 雷里 电日
卫星观测10年(1995－2005)得到的全国平均闪电密度分布图
输电线路高出地面有引雷作用，会将线路两 侧一定宽度内的地面落雷吸引到线路上来。 根据模拟试验和运行经验，一般高度的线路 的等值受雷面的宽度为10h（h为线路平均高 度（m）），线路年平均遭受雷击的次数可按 下式计算：
一般保护范围是指具有0.1%左右雷击概率 的空间范围而言。
实践证明，此雷击概率是可以接受的。
失去保护
避雷针
避雷针 受到保护 受保护区域
避雷针的保护范围
➢图中的受保护区域并非100％安全 ➢受保护区域只是保证在该区域中雷击概率是很小的数值
5.2.1避雷针的保护范围 （1）单支避雷针
在高度hx水平面上，其半 径rx按下式计算：
抗Z j有关， Z j 越大则 i Z 越小，反之则 i Z 越大。
当 Z j 0 时，流经被击物体的电流定义为
“雷电流”，以i L 表i示L，L 。但实际上
被击物体的波阻抗不可能为零值，故规程建议 雷击于低接电阻的物体时流过该物体的电流可
以认为等于雷电流i 。
iZ
vL
Z0 Z0 Zj
iZ
vL
Z0 Z0 Zj
由于不同年份的雷电日数变化很大，所以均 采用多年平均值——年平均雷电日。
全国53年(1954~2006)平均雷电日数分布图
我国把年平均雷电日不超过15日的地区叫 少雷区，多于40日的地区叫多雷区，多于90 日的地区叫强雷区。
5.1.4地面落雷密度和输电线路落雷次数
雷云对地放电的频率可用地面落雷密
避雷针一般用于保护发电厂和变电所，可根据不 同情况装设在配电构架上，或独立架设。
避雷线主要用于保护线路，也可用于保护发、变 电所。
要避雷针起到保护作用，两个要求：
要求避雷针必须很好接地；
要求被保护物体必须处在避雷针能提供可靠 屏蔽保护的一定空间范围内，这就是避雷针的 保护范围。
由于雷电路径受很多偶然因素的影响，因 此要保证被保护物绝对不受直接雷击是不现实 的。
N 10h 100T次/100公里年
1000
0.01次 5/平方公 雷里 电日
N —线路受雷击次数
T —线路经过地区年平均电雷日数
5.2避雷针、避雷线的保护范围
避雷针、避雷线的作用
将雷电吸引到避雷针（避雷线）上并安全地将雷电 流引入大地，从而保护设备。
因此，为防止设备遭受直接雷击，通常采用装设高 于被保护物的避雷针（或避雷线）。
iZ
iL
Z0 Z0 Z j
Z0
iL Z 0
iZ
Zj
iL
Z0
iZ
Zj
等值电压源电路
等值电流源电路
雷电流i为一非周期冲击波，其幅值 与气象、自然条件等有关，是个随机变量， 只有通过大量实测才能正确估计其概率分 布规律。
图5.4
5.1.2雷电流波形
雷电流的波头和波尾皆为随机变量，对于中 等强度以上的雷电流，波头在1——4微秒范围内， 其平均波尾约为40微秒。
雷电流的波头形状对防雷设计是有影响的， 因此建议在一般线路防雷设计中波头形状可取为 斜角波，其目的是为了便于分析计算；而在设计 特殊高杆塔时，可取半余弦波头。
5.1.3雷电日与雷电小时
一个地区的雷电活动强度，用雷电日 或雷电小时表示。
雷电日（雷电小时）是指一年中有雷电的 日数（小时数），在一天或一小时内只要听 到雷声就作为一个雷电日或一个雷电小时。
A--A'展开
两支避雷针联合保护范围
➢两支避雷针的联合保护范围不是两个避雷针各自保护范围的“并集”，而 是比这个并集要大一些
➢图中蓝色虚线部分代表单支避雷针保护范围的界限
（3）两支不等高避雷针
两针外侧的保护范围仍按单针计算。
两针内侧的保护范围先按单针作出高针1的保护范围，然 后经过较低针2的顶点作水平线与之交于点3，再设点3为一 假想的顶点，作出两等高针2和3的保护范围。