避雷针(线)的保护范围
避雷针保护范围及其计算
避雷针保护范围及其计算避雷针，又名防雷针，是用来保护建筑物、高大树木等避免雷击的装置。
当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变。
在避雷针的顶端，形成局部电场集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。
用折线法计算避雷针保护范围的方法：1、单支避雷针保护范围的计算2、双支等高避雷针保护范围的计算3、双支不等高避雷针保护范围的计算1、单支避雷针保护范围的计算hx平面上的保护范围避雷针在地面上的保护半径为r=1.5h o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 ；式中rx—避雷针在hx水平面上的保护半径（米）；hx—被保护物的高度（米）；ha —避雷针的有效高度（米）；p――高度影响系数（考虑避雷针太高时，保护半径不按正比例增大的系数）0h< 30 米时，p=1 o2、双支等高避雷针保护范围的计算每支避雷针外侧的保护范围和单支避雷针的保护范围相同；两支避雷针中间的保护范围由通过两避雷针的顶点以及保护范围上部边缘的一最低点0作一圆弧来确定。
h0 :两避雷针之间保护范围上部边缘最低点的高度（m）D:避雷针之间距离hx:被保护物高度bx:宽度其中bx=1.5 (hO —hx)hO=h —D/7P当D>7ph 时，h0=0, bx=0 3、双支不等高避雷针保护范围的计算每支避雷针外侧的保护范围和单支避雷针的保护范围相同；内侧的保护范围：先做出较高避雷针的边界范围，再由较低针顶部做一条地面平行线，与较高边范围边界相交，过交点作垂线，以此为假想避雷针做保护范围hO=h1 —D1/7P。
避雷针保护范围,避雷针的种类与安装方法
避雷针保护范围| 避雷针的种类与安装方法避雷针简介：避雷针，又名防雷针、接闪杆，是用来保护建筑物、高大树木等避免雷击的装置。
在被保护物顶端安装一根接闪器，用符合规格导线与埋在地下的泄流地网连接起来。
避雷针规格必须符合国家标准，每一个防雷类别需要的避雷针高度规格都不一样。
避雷针保护范围：1根避雷针的保护范围：当避雷针的高度h≤hr时，距地面hr处作一条平行于地面的平行线，以避雷针的针尖为圆心，hr为半径画弧，交水平线于A、B两点，又分别以A、B两点为圆心，hr为半径，从针尖向地面画弧。
如下图所示，则下图中曲线就是避雷针保护范围的边界，保护范围是一个对称的锥体。
Hr的取值：一类防雷建筑物为30米；二类防雷建筑物为45米；三类防雷建筑物为60米。
避雷针的种类：1.直击雷避雷针适用于石化仓库、广播电视、加油站、建筑大楼、信标台，通信基站、气象台、军事基地、雷达机房、银行大楼。
2.特殊避雷针适用于较高的建筑大楼微波通讯站、雷达基站、信标台，通信基站、军事基地、雷达机房、银行大楼、天文气象台等重要场所。
3.预放电避雷针当避雷针截受雷击时，由接闪体接闪，通过雷电波形处理装置，利用外壳与中心接地杆之间有3mm间隙，构成耦合电容，同时外壳通过一个电感线圈接地（中心接地杆）当下行先导接近接闪器时，由于频率极高，电感呈开路状态，电容对高频呈现短路特性，因此耦合电容作用下，接闪器表面电场强度迅速增加，直至触发雪崩过程，从而能在顷刻间将雷电流泄放入地，以至有效的达到防雷害保安全的目的。
避雷针安装方法：1、安装避雷针，首先需要做好基础的结构，要安装接地极，就要用角钢或者专用的钢材做引下线，与接地极相连接，同时还要预留连接点，才能够安装避雷针，一般用的是圆钢，而且直径要超过8毫米，或者用扁钢制作而成，横截面积不能够低于48平方毫米。
2、然后再布置引下线，作为连接避雷针的导线，要高出屋面，然后在地面以上达到2米，最起码要准备两个。
两等高避雷针、线保护范围计算表
5
h≤30m
P= 1
高度影响系数 P 30m＜h≤120m
P= 1.1
h＞120m时，取其等于120m。
避雷针在地 h≤30m 面上的保护 半径r(m) 30m＜h≤
120m
r=1.5hP= 37.5 r=1.5hP= 41.25
hx= 10
ha为避雷针的有效长度。
hx/h=
0.4
在被保护物 hx≥0.5h 高度hx水平 面上的保护 半径（m） hx＜0.5h
避雷针、线保护范围计算表
针号
针（线）高 高度影响系数 被保护物名 被保护物高度
h（m）
P
称
hx（m）
30
1
15
保护半径 rx（m）
15
实际针距 D（m）
65.92
等效针距 两针间保护范围上最低点 保护范围一侧最小宽度
D′（m）
ho（m）
bx(m)
20.58
7.95
备注
避雷针的高度 h(m)
25
√h=
h≤30m
30m＜h≤120m h≤30m
30m＜h≤120m
rx=(h-hx)P=haP= 15
rx=(h-hx)P=haP= 16.5 rx=(1.5h-2hx)P= 17.5 rx=(1.5h-2hx)P= 19.25
两支等高避雷针外侧的保护范围应按单支避雷针的计算方法确定。
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的圆弧确定，圆弧的半径为R′O. O点为假想避雷针的顶点，其高度记hO.
两避雷针间的距离D（m）
65.92
h≤30m hO=h-D/7P= 15.5828571
30m＜h≤120m hO=h-D/7P= 16.438961
避雷针保护范围及其计算
避雷针保护范围及其计算
避雷针，又名防雷针，是用来保护建筑物、高大树木等避免雷击的装置。
当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变。
在避雷针的顶端，形成局部电场集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。
用折线法计算避雷针保护范围的方法：
1、单支避雷针保护范围的计算
2、双支等高避雷针保护范围的计算
3、双支不等高避雷针保护范围的计算
1、单支避雷针保护范围的计算。
避雷针的保护范围怎么计算
避雷针的保护范围怎么计算
避雷针的保护范围有哪几种计算方法，电工之家就避雷针保护范围常用的这几种计算方法整理于此，希望对大家有帮助。
目前世界各国关于避雷针保护范围的计算公式在形式上各有不同，大体上有如下几种计算方法：
1、折线法：即单一避雷针的保护范围为一折线圆锥体。
2、曲线法：即单支避雷针的保护范围为一曲线锥体。
3、直线法：是以避雷针的针尖为顶点作一俯角来确定，有爆炸危险的建筑物用45摄氏度角，对一般建筑物采用60摄氏度角，实质上保护范围为一直线圆锥体。
自1983年起，我国正式制定了自己的防雷规范。
目前我国建筑防雷规范GB50057-94也采纳了国际电工委员（IEC）推荐的滚球法作为避雷针保护范围的计算方法。
避雷针保护范围的计算方法中说：常用避雷针（这里仅指单针）保护范围的计算方法主要有折线法和滚球法，为此，就折线法和滚球法的计算进行了初步的分析和探讨，得出：折线法的主要特点是设计直观，计算简便，节省投资，但建筑物高度大于20 m以上不适用：滚球法的主要特点是可以计算避雷针（带）与网格组
合时的保护范围，但计算相对复杂，投资成本相对大。
避雷针及避雷线保护范围分析
避雷针和避雷线的保护范围
防止设备遭受直击雷的危害，使雷击中在针、线上 （不会击在被保护的电气设备上）从而起到保护作用。 针—集中设备、变压器等，如受雷面积不大的变电站、 线—架空线路（保护效果较差，但范围较大）
一、单支避雷针 避雷针在地面上的保护半径为:r=1.5h
ha h
hx
h/2
图中：h为避雷针
的高度（m）；hx
为被保护物体的高
度（m）； rx 为在
高度为 hx 的水平面
上的保护半径
（m）。
h 在被保护高度 x 水平面上的保护半径确定：
r ①当 hx≥h/2时， =x (h- h)xp （p为高度影响系数）
(h≤30m时，p=1 , 30＜h≤120m时，
p
5.5
)
②当hx ＜h/2时
两线之间各横截面的保护范围，应由通过两避雷线点
及保护范围上部边缘最低点O的圆弧确定。O点的高
度如下式计算：
D
h0 h 4P
h
避雷线一般用于输电线路的直击雷防 hx
D / 4P
O
h/2
h0
护，常用保护角的大小来表示其对导
h
D
线的保护程度。保护角是指避雷线和
边相导线的连线与经过避雷线的垂直
线之间的夹角。雷击导线的概率随保
h0为两针保护范围上部边缘最低点的高度，计算如下：
两针间距离与针高之比D/h不宜大于5。
h0为两针间保护范围上部边缘最低点的高度(m)
h0=h-D/7p
当D=7pha时，bx=0
D/7P
ha
h hx
rx h0
D
rx
bx
h0 hx
避雷针及避雷线保护范围
针—集中设备、变压器等，如受雷面积不大的变电站、
线—架空线路（保护效果较差，但范围较大）
一、单支避雷针 避雷针在地面上的保护半径为:r=1.5h
ha h hx h/2
图中：h为避雷针 h 的高度（m）； x 为被保护物体的高 度（m）； rx 为在 高度为 hx 的水平面 上的保护半径 （m）。
hx 水平面上的保护半径确定： ①当 hx≥h/2时， r=(h- h)p （p为高度影响系数） x x
在被保护高度
5 .5 (h≤30m时，p=1 , 30＜h≤120m时， p ) h h
②当 x ＜h/2时
rx =(1.5h-2 hx)P
针离设备至少5m
二、两根等高针的保护范围的确定： 采用两针后针的保护范围的外侧与单针保护范围的确 定方法相同，针的内侧部分的确定方法为：令D为两 针间距离；2 bx等于在高度为 hx水平面上保护范围的最 小宽度，它位于两针的连接线的中点，即距每针的距 离为D/2。
D
rx
rx
习题：某厂有两个原油罐，一个高为12米、 直径为6米，另一个高10米、直径10米，两 油罐的净距为16米。试设计采用单支避雷针 保护的最佳方案，并绘出避雷针的平面保护 范围。
习题：某变电站内有两根等高避雷针，高度 为25米、针间距离为45米。某被保护物位于 两针之间，被保护物高度为11米。试计算避雷 针在被保护物高度水平面上的保护范围？
b bx 确定： x=1.5(h0-hx)
h0为两针保护范围上部边缘最低点的高度，计算如下：
两针间距离与针高之比D/h不宜大于5。
避雷针、避雷线的保护范围
独立避雷针
构架避雷针
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避雷线用于保护架空线路，或厂站狭窄地区。
单回避雷线
双避雷线
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避雷针（线）结构组成
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▲接闪器: 避雷线本身或避雷针的针头。（Φ10－12mm长 1－2m的镀锌或镀镍钢棒）
▲引下线：连接接闪器与接地体的金属导体。（Φ6mm圆 钢或截面积≮25mm的镀锌钢绞线,也可以利用钢筋或铁塔）
• 直击雷或感应雷从输电线路、通讯光缆、无线天线等金属 雷电入侵 的引入线引入建筑物内，发生闪击或雷击事故
波
3.1 防雷设备认知
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直击雷防护
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侵入波防护
避雷针 避雷线
防雷保护装置
引雷于本身，并泄入大地 使被保护物体避免雷击
防雷接地装置
避雷器
防止沿输电线侵入变电站 的雷电过电压波
3.1 防雷设备认知
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➢ 三、避雷针（线）保护范围
电力系统 “折线法”、建筑 物“滚球法”
1.单支避雷针的保护范围
避雷针在地面上的保护半径
r 1.5hP
3.1 防雷设备认知
P—高度影响系数 h—避雷针的高度，m r—保护半径，m
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3.1 防雷设备认知
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在被保护物高度水平面上的保护半径
当hx
h 2
时，rx
(h hx )P
ha P
当hx＜
h 2
时，rx
(1.5h 2hx )P
hx——被保护物的高度，m ha——避雷针的有效高度，m
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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。
针高H(m)
A
各节 B 尺寸 C （mm） D
E
3.0 1500 1500
4.0 1000 1500 1500
5.0 1500 1500 2000
6.0 1500 2000 2500
7.0 1500 1500 2000 2000
8.0 1500 1500 2000 3000
9.0 1500 1500 2000 2000 2000
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。
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
10 1500 1500 2000 2000 3000
11 2000 2000 2000 2000 3000
12 2000 2000 2000 3000 3000
表2 避雷针各节材料
序号 1 2 3 4 5
名称
针尖 针管 针管 针管 针管
材料名称及规格
圆钢φ20mm 钢管φ25mm 钢管φ40mm 钢管φ50mm 钢管φ70mm
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。
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。
长度（m）
A+0.25（搭接长度） B+0.25 C+0.25 D+0.25 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 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。
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
较高避雷针1的保护范围，然
D
后由较低避雷针2的顶点，作 水平线与避雷针1的保护范围
7p 1
2
3
相交与3，取点3为等效等高
h2 h1ຫໍສະໝຸດ 避雷针的顶点。再按两支等高避雷针的计算方法确定避
雷针2和3的保护范围。
D
D
图9-5 两支不等高避雷针的保护范围
当h2≥h1/2时：
D D (h1 h2 ) p
当h2<h1/2时： D D (1.5h1 2h2 ) p
D ——化成等高避雷针间距离，m；
D ——两支不等高避雷针间距离，m。
（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
f D 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。
（2）每三支避雷针，其相 邻两支保护范围的一侧最小
(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。
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。
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
C
B
A
H
图9-2 避雷针结构示意图
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
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。
D23
bx 23
3 2
bx 24 bx12
1
bx 41
rx1
D41
bx34
4
D12 D34
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
二、避雷线的保护范围
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
ha
1 RO
D2 4p
O
h
hO
h
D 4p
hx
h 2
h
D
h
rx
rx
bx
rx
图9-9 两根避雷线保护范围
用BLX保护输电线时，其保护范围常用保护角α表示： BLX和外侧导线的连线与BLX和地面的垂线间的夹角。