避雷針保護(hù)范圍的直接作圖法

　　 在變電所設(shè)計(jì)中，為了防止直接雷擊電力設(shè)備，一般采用避雷針保護(hù)，通常以采用數(shù)支等高避雷針進(jìn)行聯(lián)合保護(hù)的為多。以往的作圖方法，是將變電所各級(jí)電壓的配電裝置布置完畢后，再在變電所周圍的適當(dāng)?shù)胤�，先選定幾個(gè)避雷針位置，量出避雷針間的距離，然后按照設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程要求，進(jìn)行保護(hù)范圍的計(jì)算；再據(jù)計(jì)算結(jié)果，畫(huà)出保護(hù)范圍圖。如果保護(hù)范圍圖未能將被保護(hù)物全部覆蓋上，則需要再調(diào)整避雷針位置，重復(fù)上述過(guò)程，直至達(dá)到規(guī)程要求為止。其中，最麻煩的是保護(hù)范圍計(jì)算中，求兩針之間保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度bx值。按現(xiàn)行規(guī)程，其值仍然“需要查曲線往復(fù)計(jì)算”。這種無(wú)確實(shí)把握的布點(diǎn)，和往復(fù)循環(huán)試探性作圖法，再加上保護(hù)范圍的煩瑣計(jì)算，確實(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。 　筆者就是在這反反復(fù)復(fù)的調(diào)整避雷針位置時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)被保護(hù)物高度一定而且要受到保護(hù)時(shí)，兩針間的允許距離有一個(gè)最大值Dm。這就是：當(dāng)bx=0時(shí)，Dm=7(h-hx)P。如果兩針間的距離超過(guò)了這個(gè)最大值，就保護(hù)不上。如果，當(dāng)Dm≤7(h-hx)P時(shí)，必然bx≥0，則兩針間已受到保護(hù)，所以bx值也不必再計(jì)算出來(lái)。這樣，我們就可以根據(jù)被保護(hù)物 的一系列高度和經(jīng)常選用的避雷針一系列高度；按《DL/T620-1997交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》中的公式： (1)當(dāng)hx≥0.5h時(shí)，rx=(h-hx)p (2)當(dāng)hx＜0.5h時(shí)，rx=(1.5h-2hx)p (3)當(dāng)bx≥0時(shí)， Dm=7(h-hx)p 式中h——避雷針的高度m 　rx——避雷針在hx水平面上的保護(hù)半徑 m 　　hx——被保護(hù)物的高度m 　　bx——兩等高避雷針間保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度m 　　Dm——兩避雷針間的允許距離最大值m 　p——高度影響系數(shù)，h≤30m，p=1；30m＜h≤120m，p=5.5/h；當(dāng)h＞120m 時(shí)，取其等于120m。 　先計(jì)算出避雷針常用系列的保護(hù)半徑rx和等高的兩針間允許距離的最大值Dm進(jìn)行校核。 　在布置避雷針位置時(shí)，只要控制兩避雷針間的距離D不超過(guò)其允許距離的最大值Dm。 由于兩針間已受到保護(hù)，布點(diǎn)就可一次定位，并直接作出保護(hù)范圍圖。例如，當(dāng)被保護(hù)物高度hx=10m時(shí)，我們?nèi)暨x用兩支高度h=25m的避雷針1、2來(lái)保護(hù)，在布置避雷針時(shí)，只要控制兩針間的距離D12≤105m即可，此時(shí)兩針間保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度bx≥0，即 兩針內(nèi)側(cè)能受到保護(hù)。作圖時(shí)，其外側(cè)保護(hù)半徑按rx=17.5m直接畫(huà)出；其內(nèi)側(cè)保護(hù)范圍，則從兩針內(nèi)側(cè)Dm/2處，向兩針外側(cè)保護(hù)范圍圓上作切線，兩切線的交點(diǎn)到兩針間連線1、2的垂線，即為保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度bx，不必量出其值，如圖1所示。圖中D12的實(shí)際值(90m)為量出，bx值(3.21m)為按規(guī)程公式算出，若按現(xiàn)行的bx曲線圖算出其值為4.725，這都可以不標(biāo)。同理，一變電所若設(shè)3支等高避雷針，每?jī)芍П芾揍橀g的保護(hù)范圍都可這樣作出，3支等高避雷針?biāo)�形成的三角形的外�?cè)保護(hù)范圍內(nèi)都受到保護(hù)，見(jiàn)圖2(圖中D12、D23、D31；bx12、bx23、bx31分別為兩兩避雷針間的D、bx值。)

若設(shè)4支或4支以上等高避雷針，所形成的四角形或多角形，可分成兩個(gè)三角形或數(shù)個(gè)三角形，然后分別按3支等高避雷針的方法作出。同樣，對(duì)于2支不等高避雷針的保護(hù)范圍，應(yīng)先分別按單支避雷針的保護(hù)半徑直接畫(huà)出，但需先確定較高避雷針1在高度為避雷針2頂端水平面上的保護(hù)半徑rh2，找出等效避雷針3與避雷針2的距離D′=D-rh2，再按兩支等高避雷針的方法，畫(huà)出保護(hù)范圍。 　對(duì)多支不等高避雷針，各相鄰兩避雷針的保護(hù)范圍均按上述方法確定，然后參照多支等 　高避雷針?lè)椒ó?huà)出。 　采用此法作圖，克服了以往布置避雷針位置時(shí)的盲目性，省卻了以往每次作圖前都要按眾多公式進(jìn)行繁瑣計(jì)算的過(guò)程。省時(shí)省力，快捷準(zhǔn)確，效率高。