避雷针保护范围的直接作图法

　　 在变电所设计中，为了防止直接雷击电力设备，一般采用避雷针保护，通常以采用数支等高避雷针进行联合保护的为多。以往的作图方法，是将变电所各级电压的配电装置布置完毕后，再在变电所周围的适当地方，先选定几个避雷针位置，量出避雷针间的距离，然后按照设计技术规程要求，进行保护范围的计算；再据计算结果，画出保护范围图。如果保护范围图未能将被保护物全部覆盖上，则需要再调整避雷针位置，重复上述过程，直至达到规程要求为止。其中，最麻烦的是保护范围计算中，求两针之间保护范围的一侧最小宽度bx值。按现行规程，其值仍然“需要查曲线往复计算”。这种无确实把握的布点，和往复循环试探性作图法，再加上保护范围的烦琐计算，确实费时费力。 　笔者就是在这反反复复的调整避雷针位置时，发现当被保护物高度一定而且要受到保护时，两针间的允许距离有一个最大值Dm。这就是：当bx=0时，Dm=7(h-hx)P。如果两针间的距离超过了这个最大值，就保护不上。如果，当Dm≤7(h-hx)P时，必然bx≥0，则两针间已受到保护，所以bx值也不必再计算出来。这样，我们就可以根据被保护物 的一系列高度和经常选用的避雷针一系列高度；按《DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中的公式： (1)当hx≥0.5h时，rx=(h-hx)p (2)当hx＜0.5h时，rx=(1.5h-2hx)p (3)当bx≥0时， Dm=7(h-hx)p 式中h——避雷针的高度m 　rx——避雷针在hx水平面上的保护半径 m 　　hx——被保护物的高度m 　　bx——两等高避雷针间保护范围的一侧最小宽度m 　　Dm——两避雷针间的允许距离最大值m 　p——高度影响系数，h≤30m，p=1；30m＜h≤120m，p=5.5/h；当h＞120m 时，取其等于120m。 　先计算出避雷针常用系列的保护半径rx和等高的两针间允许距离的最大值Dm进行校核。 　在布置避雷针位置时，只要控制两避雷针间的距离D不超过其允许距离的最大值Dm。 由于两针间已受到保护，布点就可一次定位，并直接作出保护范围图。例如，当被保护物高度hx=10m时，我们若选用两支高度h=25m的避雷针1、2来保护，在布置避雷针时，只要控制两针间的距离D12≤105m即可，此时两针间保护范围的一侧最小宽度bx≥0，即 两针内侧能受到保护。作图时，其外侧保护半径按rx=17.5m直接画出；其内侧保护范围，则从两针内侧Dm/2处，向两针外侧保护范围圆上作切线，两切线的交点到两针间连线1、2的垂线，即为保护范围的一侧最小宽度bx，不必量出其值，如图1所示。图中D12的实际值(90m)为量出，bx值(3.21m)为按规程公式算出，若按现行的bx曲线图算出其值为4.725，这都可以不标。同理，一变电所若设3支等高避雷针，每两支避雷针间的保护范围都可这样作出，3支等高避雷针所形成的三角形的外侧保护范围内都受到保护，见图2(图中D12、D23、D31；bx12、bx23、bx31分别为两两避雷针间的D、bx值。)

若设4支或4支以上等高避雷针，所形成的四角形或多角形，可分成两个三角形或数个三角形，然后分别按3支等高避雷针的方法作出。同样，对于2支不等高避雷针的保护范围，应先分别按单支避雷针的保护半径直接画出，但需先确定较高避雷针1在高度为避雷针2顶端水平面上的保护半径rh2，找出等效避雷针3与避雷针2的距离D′=D-rh2，再按两支等高避雷针的方法，画出保护范围。 　对多支不等高避雷针，各相邻两避雷针的保护范围均按上述方法确定，然后参照多支等 　高避雷针方法画出。 　采用此法作图，克服了以往布置避雷针位置时的盲目性，省却了以往每次作图前都要按众多公式进行繁琐计算的过程。省时省力，快捷准确，效率高。