如何保护自己？避雷针和避雷线的覆盖范围解析

一、避雷针、避雷线的工作原理

避雷针、避雷线实质上是引雷的，当发生雷云放电时，一个良好接地的避雷针、避雷线，能将雷电吸引到自身并安全地将雷电流引入大地，从而保护了避雷针、避雷线附近较低高度的设备和建筑物。

避雷针用于厂房、变电站等的保护，避雷线用于输电线、变电站等的保护。两者是由金属制成，要有足够的高度和良好的接地装置。

二、避雷针、避雷线的保护范围

1.避雷针

（1）避雷针的组成及技术要求。避雷针由接闪器（避雷针的针端）、引下线和接地体组成。

接闪器宜采用圆钢或焊接钢管。根据针长的不同，采用圆钢的直径为12～20mm，采用钢管的直径为20～40mm，应热镀锌或涂漆。引下线一般采用圆钢或扁钢，优先采用直径为6mm的圆钢。采用多根引下线时，为了便于测量接地电阻以及检查引下线、接地线的连接状况，宜在各引下线距地1.8m处设置断接卡。建筑物的金属构件可作为引下线。接地体为垂直埋设的，一般采用角钢、钢管、圆钢等，水平埋设的一般采用扁钢、圆钢等。圆钢直径不小于ϕ10mm，扁钢截面不小于25mm×4mm，角钢厚度不小于4mm，钢管壁厚不小于3.5mm，接地体的埋深不应小于0.5m。

（2）避雷针保护范围的确定。避雷针的保护范围是指一个由实验决定的并由运行经验加以校验的空间，被保护物在此空间范围内遭受雷击的概率为0.1%。设计其保护范围实际上是确定避雷针的高度和保护半径。

图13-2　单只避雷针的保护范围

1）单支避雷针。单支避雷针的保护范围如图13-2所示。在高度为hx的水平面上保护半径可按式（13-1）和式（13-2）计算，即

式中　h——避雷针高度；

rx——被保护物高度为hx水平面上的保护半径；

P——考虑到当避雷针太高时保护半径不与针高成正比增大的校正系数。

当h≤30m时，P=1；当30m≤h≤120m时，P=；h＞120m时按120m计算。

2）两支等高避雷针。两支避雷针联合使用，由于相互的屏蔽作用，使保护范围比两支单针保护范围大，如图13-3所示。其外侧保护范围可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的圆弧来确定。O点高度h0为

式中　D——两避雷针间的距离。

为了保证两针联合保护的效果，两根避雷针之间的距离与针高之比D/h不宜大于5。两针间hx水平面上保护范围一侧的宽度bx为

图13-3　两等高避雷针的保护范围

（a）保护范围；（b）O-O′截面；（c）保护范围的截面(www.xing528.com)

3）多支等高避雷针的保护范围。3针联合保护范围如图13-4（a）所示。3针形成的三角形1—2—3的外侧保护范围分别按两支避雷针的方法确定；内侧保护范围，在被保护物最大高度的水平面hx上，按求相邻两针间的保护单侧宽度bx的数值决定，只要每两支避雷针的内侧bx＞0，则3针所覆盖的面积都得到保护。4支及以上，可以划分为几个三角形分别核算，如图13-4（b）所示。

图13-4　3支和4支等高避雷针的保护范围

（a）3支等高避雷针；（b）4支等高避雷针

2.避雷线

避雷线又称架空地线，主要用来保护线路，也可用来保护发电厂和变电站，其保护原理同避雷针。

（1）避雷线的组成及技术要求。避雷线由悬挂在空中的水平接地导线、接地引下线和接地体组成。

接地导线一般采用镀锌钢绞线，应具有足够的机械强度，截面积不小于35mm2。避雷线的布置，应尽量避免万一其断落时造成大面积停电事故。因而应尽量避免避雷线相互交叉的布置方式。当避雷线附近（侧面或下面）有电气设备、导线或35kV及以下构架时，应验算避雷线对上述设备的间隙距离。为降低雷击过电压，其接地电阻一般不宜超过10Ω（工频）。

（2）避雷线保护范围的确定。

1）单根避雷线。单根避雷线的保护范围如图13-5所示，并可按式（13-5）和式（13-6）计算

式中　h——避雷线高度；

其他符号意义同式（13-2）、式（13-3）。

图13-5　单根避雷线的保护范围

图13-6　两等高平行避雷线的保护范围

图13-7　避雷线对导线的保护角

2）两根等高平行避雷线。两根等高平行避雷线的保护范围如图13-6所示。避雷线外侧的保护范围与单根时相同。两根避雷线间保护范围上部边缘最低点O和线1、2点确定。O点的高度h0为

式中　D——两根避雷线间的距离。

工程实际中常用保护角表示避雷线对输电线的保护程度。保护角指避雷线与外侧导线之间的夹角，如图13-7中的α角。α角越小，导线就越处在保护范围之内，保护也就越可靠。得到可靠保护。在设计输电线的杆塔时，一般取α=20°～30°，即认为导线已得到可靠保护。