劉 鑫（湖北省電力勘測設(shè)計(jì)院，湖北　武漢　430000）

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發(fā)電廠避雷針布置設(shè)計(jì)小結(jié)

劉 鑫
（湖北省電力勘測設(shè)計(jì)院，湖北武漢430000）

摘要：發(fā)電廠電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中可能會承受來自外部的雷電過電壓，為了對這些電器設(shè)備進(jìn)行直擊雷過電壓保護(hù)，可采用避雷針和避雷線等保護(hù)措施，其中避雷針是電廠設(shè)計(jì)中最常采用的一種保護(hù)形式。本文結(jié)合電廠避雷針布置對避雷針的設(shè)計(jì)進(jìn)行小結(jié)。

關(guān)鍵詞：避雷針；布置計(jì)算；保護(hù)計(jì)算

一、避雷針的布置計(jì)算

1 單支避雷針的保護(hù)計(jì)算

菲律賓CALACA電廠工程中，根據(jù)規(guī)程和實(shí)際要求需在油泵房區(qū)域設(shè)置一只獨(dú)立避雷針，保護(hù)區(qū)域主要有油泵房和點(diǎn)火油罐兩個被保護(hù)物體，高度分別為hx1＝8m，hx2＝10m。設(shè)置避雷針的定位如圖1所示。

假定避雷針的高度為h，且不超過30m，則高度影響系數(shù)P＝1；

對油泵房，距避雷針最遠(yuǎn)點(diǎn)距離為28.5m，設(shè)hx1<0.5h，則：

Rx1＝（1.5h-2hx1）P＝（1.5h- 2×8）×1≥28.5

→h≥29.7m（1）

對點(diǎn)火油罐，距避雷針最遠(yuǎn)點(diǎn)距離為21.7m，設(shè)hx2<0.5h，則：

Rx2＝（1.5h-2hx2）P＝（1.5h-2×10）×1≥21.7

→h≥27.8m（2）

由（1）、（2）式推知，可取避雷針高度h為30m，且驗(yàn)證上述假設(shè)皆成立。因此可計(jì)算最終的保護(hù)半徑：

Rx1＝（1.5h-2hx1）P＝（1.5×30-2×8）×1＝29m

Rx2＝（1.5h-2hx1）P＝（1.5×30-

圖1　避雷針定位圖

圖2　避雷針保護(hù)范圍

2×10）×1＝25m

圖3　風(fēng)電場避雷針定位

圖4　避雷針保護(hù)范圍圖

圖5　兩支不等高避雷針的保護(hù)范圍

保護(hù)范圍如圖2所示。

2 兩支避雷針的保護(hù)計(jì)算

某風(fēng)電場工程中，需要對主變、無功補(bǔ)償設(shè)備區(qū)域進(jìn)行直接雷過電壓保護(hù)，被保護(hù)設(shè)備可分為兩部分：主變至GIS構(gòu)架和線路，hx1＝11m；主變和無功補(bǔ)償裝置，hx2＝6m。擬在GIS進(jìn)線構(gòu)架上設(shè)置兩根避雷針，如圖3所示。

假定避雷針#1、#2的高度同為h，且不超過30m，則高度影響系數(shù)P＝1；

（1）兩針外側(cè)的保護(hù)范圍計(jì)算

構(gòu)架及線路距避雷針最遠(yuǎn)端距離為16m，假設(shè)hx1≤0.5h，hx2≤0.5h，則：

Rx1＝（1.5h-2hx1）P＝（1.5h-2×11）×1≥16

→h≥25.3m（3）

由（3）式推知，可假設(shè)避雷針高度h＝27m，則可計(jì)算兩針外側(cè)保護(hù)半徑：

Rx1＝（1.5h-2hx1）P＝（1.5×27-2×11）×1＝18.5m

Rx2＝（1.5h-2hx1）P＝（1.5×27-2×6）×1＝28.5m

（2）兩針內(nèi)側(cè)的保護(hù)范圍計(jì)算

對構(gòu)架及線路，可計(jì)算避雷針有效高度ha

ha＝h-hx1＝27-11＝16m

兩針間的距離D：D＝23.8m

則：hx1＝0.4h（5）

故根據(jù)DL/T620-1997第5.2.1條圖4可得兩針間在hx1水平面保護(hù)范圍上的一側(cè)最小寬度bx1：

bx1＝16.32m

同理，對主變及無功補(bǔ)償裝置，可計(jì)算兩針間在hx2水平面保護(hù)范圍上的一側(cè)最小寬度bx2：

bx2＝25.2m

繪制保護(hù)范圍圖，可知所有被保護(hù)設(shè)備都在保護(hù)范圍以內(nèi)，如圖4所示，且以上假設(shè)成立。

3 多支避雷針的保護(hù)計(jì)算

三支等高避雷針的所形成的三角形的外側(cè)保護(hù)范圍應(yīng)分別按照兩支等高避雷針的計(jì)算方法確定。如在三角形內(nèi)被保護(hù)物最大高度hx水平面上，各相鄰避雷針間保護(hù)范圍一側(cè)最小寬度均滿足bx≥0時，則全部面積受到保護(hù)。

四支及以上等高避雷針?biāo)纬傻乃慕切魏投嘟切?，可先將其分成兩個或數(shù)個三角形，然后分別按照三支等高避雷針的方法計(jì)算，如各邊的保護(hù)范圍一側(cè)最小寬度均滿足bx≥0時，則全部面積受到保護(hù)。

避雷針數(shù)量較多時，計(jì)算量大，可利用博超軟件進(jìn)行輔助計(jì)算分析。

4 不等高避雷針的保護(hù)計(jì)算

不等高避雷針在電廠設(shè)計(jì)中較少遇到，計(jì)算時兩支不等高避雷針間的保護(hù)范圍應(yīng)按單支避雷針的計(jì)算方法，先確定較高避雷針1的保護(hù)范圍然后由較低避雷針2的頂點(diǎn)，做水平線與避雷針1的保護(hù)范圍相交于點(diǎn)3，再按兩只等高避雷針的計(jì)算方法確定避雷針2和3間的保護(hù)范圍。如圖5所示。

結(jié)語

設(shè)計(jì)過程中除需滿足我國的設(shè)計(jì)規(guī)范外，還需考慮業(yè)主的差異化需求，特別是海外項(xiàng)目還需了解當(dāng)?shù)氐囊?guī)程規(guī)范，與業(yè)主充分溝通，以便于設(shè)計(jì)工作的順利開展。

參考文獻(xiàn)

[1] DL/T620-1997，交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合[S].

[2]電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊一次部分[M].北京：中國電力出版社.

中圖分類號：TM862

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A