不等高避雷针保护范围计算方法的研究

上海电力设计院有限公司 何 舜

雷电灾害对电力系统的破坏影响极为严重，一旦电力设施遭到雷击破坏，将危害工业生产、国家安全，并造成人员伤亡。变电站中防止直击雷过电压的主要防护措施为在场区内设置避雷针。避雷针的保护效能，通常采用保护范围这个概念来表示。现阶段我国使用避雷针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的，并根据多年运行经验进行了校验。我国电力行业标准GB/T 50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》以及《电力工程电气设计手册》推荐采用折线法计算和校验避雷针的保护范围。国家标准GB 50057-2010《建筑物防雷规范》推荐采用滚球法来确定直击雷保护范围，这与IEC标准推荐的接闪器保护范围计算保持一致。本文主要讨论两种避雷针保护范围的计算方法，以青海某户外110kV风电汇集站为例进行比较研究。

避雷针的保护作用是吸引雷电击于自身、并使雷电流泄入大地，这在避雷针和接地装置上造成高幅值的过电压，可能使避雷针周围的物体间接遭雷击（即反击）。为避免发生反击，除使周围的物体与避雷针保持必要的距离外，还要尽量减小避雷针的接地阻抗，使雷电流顺利流入大地，故要求避雷针应有良好的接地装置。避雷针在受雷击向大地泄放电流时产生的高电压对金属、砖石或混凝土结构一般不会造成破坏，所以像烟囱、冷水塔、架空线路杆塔、高压配电装……