基于滚球法的避雷针多针保护范围计算.pdf

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1、研究与开发基于滚球法的避雷针多针保护范围计算曾勇王宏斌周敏(中国能源建设集团广东省电力设计研究院，广州510663)摘要本文基于滚球法原理，认为多针避雷针的防雷保护范围包含直击防护范围和侧击防护范围两种，提出了对枢纽变电站多针防雷范围计算方法。依据滚球法模型，建立空间坐标系，计算击距，并求解三支避雷针联合保护范围，再转化为多支避雷针联合保护范围。关键词：滚球法；击距；直击雷防护LightningProtectionDesignforsomeLightningRodsinHubSubstationBasedRollingSphereMethodZengY

2、ongWangHongbinZhouMin(GuangdongElectricPowerDesignInstituteofChinaEnergyEngineeringGroup，Guangzhou510663)AbstractBasedontheprincipleofrollingspheremethod，resultinginaconclusionthatforthelightening-protectionofsomeLightningRodsincludedirectstrokeshieldingandsidestrokeshielding，th

3、ispaperproposesamethodoflightening—protectiondesignforsomeLightningRodsinHubSubstation．Accordingtothemodelofrollingspheremethod，establishedaspacecoordinatesystem，andcalculatedthestrikedistanceandobtainedthescopeofprotectionforthreeLightningRods，thentranslatedintothescopedrawingo

4、fprotectionforsomeLightningRods．Keywords：rollingspheremethod；thestrikedistance；directstrokeshielding目前变电站工程的直击雷防护设计通常有两种明确提出了采用滚球法。方法。其一是采用基于经验的折线法来计算站内避20世纪80年代后世界上很多国家转向采用滚雷针、避雷线的保护范围，在《交流电气装置的过球法确定避雷针的保护范围，使避雷针等接闪器失电压保护和绝缘配合》(DL／T620—1997)中有较详效的概率大为减少【4]。国内学者做过一些研究，但细说”，电力行业曾

5、普遍认为对于变电站直击雷基于滚球法的变电站多针避雷针联合防雷具体做法采用折线法已可以有效进行保护，在变电站防雷设还不完整t】。本文对基于滚球法的避雷针多针保护计中运用多。其二是采用基于电气几何模型的滚球范围计算详细说明。法来计算站内避雷针、避雷线的保护范围，在《建就变电站直接雷防护主要有两个目的，一是为筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)中按建筑物了防止直接雷击电力设备，二是为了防止直接雷击的防雷等级，规定滚球半径来确定防雷范围，在我变电站内建筑物。本文认为，枢纽变电站中重要电国建筑物防雷中广泛应用【2】。但对于1000kV特高力设备遭受直接

6、雷击时，对电网影响范围大．，危害压、500kV超高压电压等级高、落雷密度非常大的难以估量，从电网安全运行的角度考虑，十分必要枢纽变电站，基于经验的折线法是值得怀疑的(如采用滚球法来严格计算站内避雷针对电力设备的保南方某枢纽变电站就出过雷击事故)。滚球法是基于护范围。电气几何模型原理，可以在各个电压等级和区域延1设计原理伸，且全面考虑滚球半径等的影响，与现行折线法相比，更加接近于雷击放电路径的电学理论，使保滚球法基于雷闪电气几何数学模型[，其设计护范围的设计更合理，更严密j。因此，南方某电原理是以击距为半径的一个球体，沿需要防直击雷力公司主变压器区域直击

7、雷防护设计的反措要求中的部位(如电力设备或建筑物)各个方向进行滚动，24l电．1I麓纛2014年第9期研究与开发当球体只触及接闪器，包括被利用作为接闪器的金1．2求直击防护范围属体，或只触及接闪器和地面包括与大地接触并能列方程，(x-xo)+(v-yo)+(o)=，为已知击承受累计的金属物，而不触及需要保护的部位时，距，且z>0。则该部位就得到接闪器的保护。简而言之，用给定将三支避雷针坐标代入方程中，构成一个三元半径为的球体滚过防雷导体，不会触及需要防雷二次方程组的空间，记为有效保护空间，如图1所示【9】。为表(X1一Xo)+(—yo)+(z一Zo)达

8、方便，本文将多针避雷针的防雷保护细分为直击(一Xo)+(一yo)+(z一Zo)防护范围和侧击防