滚球法防雷设计计算书
滚球法防雷设计计算书
工程名:
计算者:
计算时间:
参考规范：《建筑物防雷设计规范》（2000年版）
已知条件
算法：滚球法
避雷针编号1
针高：40.00米
避雷针计算高度：40.00米
被保护物的防雷等级要求：滚球半径60米
被保护物的高度：15.00米
计算过程和公式
r0 =√[h*(2hr -h)]
=√[40.00*(2*60.00 -40.00)]
=56.57(米)
rx =√[h*(2hr -h)] - √[hx (2hr -hx )]
=√[40.00*(2*60.00 -40.00)] - √[15.00 (2*60.00 -15.00 )]
=16.88(米)
1-2
两针距离 D = 64.42
D1 = D/2
= 64.42/2
= 32.21(米)
Bx =√[h(2*hr -h)-D1*D1] - √[hx(2*hr - hx)]
=√[40.00(2*60.00 -40.00)-32.21*32.21] - √[15.00(2*60.00 - 15.00)] =6.82(米)
中心点最低高度h0
h0 =hr - √[(hr - h)*(hr - h) +D1*D1]
=60.00 - √[(60.00 - 40.00)*(60.00 - 40.00) +32.21*32.21]
=22.09(米)
计算结果
避雷针在15.00米处的保护范围为16.88米
已知条件
算法：滚球法
避雷针编号2
针高：40.00米
避雷针计算高度：40.00米
被保护物的防雷等级要求：滚球半径60米
被保护物的高度：15.00米
计算过程和公式
r0 =√[h*(2hr -h)]
=√[40.00*(2*60.00 -40.00)]
=56.57(米)
rx =√[h*(2hr -h)] - √[hx (2hr -hx )]
=√[40.00*(2*60.00 -40.00)] - √[15.00 (2*60.00 -15.00 )] =16.88(米)
计算结果
避雷针在15.00米处的保护范围为16.88米
防雷接地施工组织设计方案
脱硫系统接地专项施工方案 一、编制依据： （一）、施工图纸：大唐吉木萨尔五彩湾北一发电有限公司2×660MW超超临界机组烟气脱硫工程 （1）《室外接地体平面布置图》（YQH1667S-D0801-02） （2）《室外暗装断接卡子做法》（YQH1667S-D0801-03）（二）主要规程、规范 （1）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001） (2)《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303-2002） (3)《建筑物防雷设施安装》（99D501-1,9999(03)D501-1） (4)《利用建筑物金属做防雷及接地装置安装》（03D501-3） （5）《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（DL/T475-2006）（6）《电力建设安全工作规范（火力发电厂）》(DL5009-2002) （7）《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》 （GB50149-2010） （8）《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 (GB50169-92) 二、工程概况： 大唐准东五彩湾北一电厂位于新疆昌吉市吉木萨尔县五彩湾工业园
内，距五彩湾镇约30km。大唐准东五彩湾北一电厂（2*660MW）超超临界机组烟气脱硫工程包括SO吸收系统、烟气系统、制浆系统、脱水系统、水工系统、事2故浆液系统、工艺水系统、湿式电除尘器系统。配电系统包括工作接地、防雷接地、弱电系统接地包括重复接地及共用接地装置。 三、施工组织机构及劳动力组织 1、组织机构图 大唐吉木萨尔五彩湾北一发电有限公司2×660MW超超临界机组烟气脱硫工程防雷接地施工组织机构图
水电班班长：肖洪海 施工作业班组 、劳动力组织2 作业人员表：
基于MATLAB的避雷针保护范围可视化设计
价值工程 0引言 雷电是自然界中一种常见的自然现象，具体表现为带有不同电性的云层之间或带电云层与大地之间的放电过程。由于雷电能量巨大，在目前科技水平下还不能被人类所利用，导致雷电每年给各行业带来巨大的经济损失和人员伤亡，因此雷电防护一直是人们关心的问题。 避雷针作为建筑物雷电防护的主要措施之一，尤其在防护直击雷方面具有重要作用[1]。避雷针能否起到保护建筑物的作用，其保护范围的合理计算是其影响因素之一。采用MATLAB 工具设计避雷针保护范围可视化软件，可 以为避雷针的设计和改造提供直观、可靠的图像显示， 并有利于分析不同情况下关于建筑物的避雷针设计要求，进而合理设计避雷针。 1避雷针保护范围简介 避雷针保护范围的计算方法主要有折线法和滚球法两种[2,3]。 折线法，又称为规程法或放电模拟法，以实验室放电模拟为准，兼顾运行统计结果。其单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴的折线圆锥体。多年来，我国各行业一直采用折线法确定避雷针保护范围。目前，主要在电力装置设计规范上要求采用折线法计算。 滚球法就是以h 为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括被利用作为接闪器的金属物）或接闪器和地面（包括与大地接触能承受雷击的金属物），而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护，也就在避雷针的保护范围之内，不同类 别的防雷建筑物的滚球半径有所不同，见表1。目前， 建筑物遵循《建筑物防雷设计规范》的要求采用滚球法计算。 2避雷针保护范围可视化设计 2.1MATLAB 工具介绍MATLAB 将计算、可视化和编程功能集成在非常便于使用的环境中，是一个交互式的、 以矩阵计算为基础的科学和工程计算软件。它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示等功能于一体，构成 了一个方便的、 界面友好的用户环境，是近几年来在国内外广泛流行的一种可视化科学计算软件。 MATLAB 现已发展成为功能强大的仿真平台和系统，除了可生成二维图形外，还提供了可以生成三维图形的各种函数。利用这些函数，可轻松实现在三维空间中绘制空 间曲线、 曲面和网格图形。图形结果处理后，还可以利用鼠标拖动可任意变换观察角度以寻找最佳观察角度。同时，MATLAB 还提供了强大的图形用户界面GUI 制作工具，可以制作用户菜单和控件，使用者可以根据自己的需求编写出满意的图形界面[2,4]。 2.2可视化软件功能设计利用MATLAB 的GUI 制作工具，设计避雷针保护范围三维分析的图形化界面；利用MATLAB 的编程工具，设计避雷针保护范围工程计算与三维分析的程序。结合程序与界面，实现可视化软件的参数选择、绘制仿真图像和判断分析等功能，如图1所示。 2.2.1参数选择 ①方法选择。可选择用折线法或滚球法来计算和显示 避雷针的保护范围； ②避雷针支数选择。可对避雷针的支数进行选择（单支或者双支）；③避雷针高度选择。可输入—————————————————————— —作者简介：李天鹏（1982-），男，山东荣成人，军械工程学院讲师，研究方向为弹药保障工程。 基于MATLAB 的避雷针保护范围可视化设计与分析 Visualization Design and Analysis of Protecting Area of Lighting Rod Based on MATLAB 李天鹏LI Tian-peng ；祁立雷QI Li-lei ；傅孝忠FU Xiao-zhong （军械工程学院，石家庄050003） （Ordnance Engineering College ， Shijiazhuang 050003，China ）摘要：利用MATLAB 设计避雷针保护范围可视化程序与界面，对避雷针保护范围采用折线法和滚球法进行对比分析，并对避雷 针保护范围进行可视化判断与显示分析，为提高避雷针工程应用效率和课堂教学质量提供一种手段。 Abstract:MATLAB was used to design the visualization programmers and interface for the protecting area of lightning rod.The protecting area of lightning rod was analyzed by the polygon method and the rolling sphere method,and was also judged and displayed visually.It offered a measure for improving the efficiency of engineering application and the quality of classroom teaching about the lightning rod. 关键词：避雷针；保护范围；可视化；MATLAB Key words:lightning rod ；protecting area ；visualization ；MATLAB 中图分类号：TP311.52文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）01-0050-03 表1滚球半径确定方法 建筑物防雷类别滚球半径 h r （m ）第一类防雷建筑物 第二类防雷建筑物第二类防雷建筑物 30 4560 图1可视化软件界面 ·50·
滚球法的本质是什么
按照GB50057标准采用滚球法计算接闪器的保护范围时应注意： 1、滚球法仅仅是一种确定接闪器保护范围的静态模拟方法，并不代表雷击点在整个空间的实际分布，以此确定的接闪器的保护范围仅仅是接闪几率。实际的雷击点分布受气压、风速、地形、树木及建筑等等的影响，要比这个模拟出的保护范围复杂的多，其空间形状是不规则的。 2、滚球法是允许保护范围内落雷的，其雷电流幅值的大小取决于滚球的半径。依据对雷击观测的统计结果，99%的雷击电流幅值在5--150KA。 3、滚球法无法确定大于滚球半径的接闪器（杆、线、带）的保护范围，因此需人为设立接地参考平面，比如：位于建筑物顶面的接地良好的接闪网络、位于建筑物中部的接地良好的均压环等等。此时参考平面等同于地面。 4、建筑物顶面的接闪网络及接闪带对建筑物顶面的保护，因其雷电击距模型不同，其保护范围不能按照滚球法来确定。它们是各自独立的。其只有在保护低于建筑物的物体时，才可用滚球法确定其保护范围是否足够保护到低处的物体，此时将它们做接闪线看待。 5、在建筑物屋顶上，应首先按建筑物的特征，采用接闪网格及接闪带对建筑物易遭雷击的部位进行保护。布置完毕后，应对高出接闪网的突出物采用接闪杆进行保护，并用滚球法确定其是否处于接闪杆的保护范围内。但此时其于屋面的切点必须落在接地金属上。 6、接闪网格及接闪带对建筑物易遭雷击的部位的保护不是按照滚球法来确定的，因此在对建筑物角部的保护上，宜采用短的接闪杆进行保护。
关于暗敷避雷带问题 利用屋顶钢筋作接闪器及暗敷接闪带（避雷带），其前提是允许屋顶遭雷击时混凝土会有一些碎片脱离及一小块防水、保温层遭破坏。这对建筑物的结构一般无损害，但建筑物下方不应有行人通过、车辆放置、及建筑物的出入口，以保证安全。 GB/T21431-2008?建筑物防雷装置检测技术规范?规定“高层建筑物不应利用建筑物女儿墙内钢筋作为暗敷避雷带。” 利用金属屋面做接闪器的问题 利用金属屋面做接闪器的前提是：第一类防雷建筑物除外。 1、板间的连接应是持久的电气贯通。例如：放热焊接、铜锌合金焊、熔焊、卷边压接、缝接、螺钉或螺栓连接等； 2、金属板下面无易燃物品时，其最小厚度要求为：不锈钢、热镀锌钢、钛和铜板0.5mm；铝板0.65mm；锌板0.7mm；铅板2mm； 3、金属板下面有易燃物品时，其最小厚度要求为：不锈钢、热镀锌钢和钛板4mm；铜板5mm;铝板7mm； 4、金属板无绝缘被覆层。其中：薄的油漆保护层或1mm厚沥青层或0.5mm厚聚氯乙烯层均不属于绝缘被覆层。 引下线防接触电压与跨步电压的问题 GB50057-2010?建筑物防雷设计规范?新增了引下线防接触内容： 1、标准建议：利用建筑物金属架构和建筑物互相连接的钢筋做引下线。要求：这些自然引下线包括位于建筑物四周和建筑物内的柱子，这些柱子应在电气上是贯通的，且不少于10根。 2、引下线3m范围内土壤地表层的电阻率不小于50kΩm。通常采用5cm厚沥青层或15cm厚砾石层的等绝缘材料层可达到本要求。 3、外露引下线距地面2.7m以下的导体需要用耐1.2/50μs冲击电压100kV的绝缘层隔离。 通常至少需要3mm厚的交联聚乙烯层。
变电站接地设计及防雷技术实用版
YF-ED-J6717 可按资料类型定义编号 变电站接地设计及防雷技 术实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
变电站接地设计及防雷技术实用 版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 引言 变电站接地系统的合理与否是直接关系到 人身和设备安全的重要问题。随着电力系统规 模的不断扩大，接地系统的设计越来越复杂。 变电站接地包含工作接地、保护接地、雷电保 护接地。工作接地即为电力系统电气装置中， 为运行需要所设的接地；保护接地即为电气装 置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔 等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及 人身和设备的安全而设的接地；雷电保护接地
即为为雷电保护装置向大地泄放雷电流而设的接地。变电站接地网安全除了对接地阻抗有要求外，还对地网的结构、使用寿命、跨步电位差、接触电位差、转移电位危害等提出了较高的要求。 1 变电站接地设计的必要性 接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或其它形式的雷，都将通过接地装置导入大地。因此，没有合理而良好的接地装置，就不能有效地防雷。从避雷的角度讲，把接闪器与大地做良好的电气连接的装置称为接地装置。接地装置的作用是把雷电对接闪器闪击的电荷尽快地泄放到大地，使其与大地的异种电荷中和。 变电站的接地网上连接着全站的高低压电
防雷接地系统施工方案
防雷接地系统安装专项施工方案 分部分项工程名称：建筑电气——防雷接地系统安装 一、设计意图 本工程按二类防雷建筑物设计防雷装置。防雷与工频共用一个接地体，要求接地电阻检测值不大于1Ω。利用基础桩基主筋、地梁与底板钢筋网作接地体，接地体必须饱和焊接形成可靠的电报通路。 所有基础地梁应保证两根≥φ12主钢筋电气连续贯通，并与桩承台台面环形接地体采用φ10圆钢搭接连通，焊口单面焊焊缝长120mm,双面焊缝长60mm，保证电气连续贯通。利用立柱内二根≥φ16对角主筋（剪力墙内至少两根φ12立筋）作为防雷引下线。引下线采用两根φ10圆钢分别和基础接地系统搭接连通，焊口单面焊焊缝长。采用40*4热镀锌扁钢，暗敷在部分基础地梁内将水平接地体，垂直接地体连续贯通组成联合接地系统。 接地系统引出，采用200*200*90钢盒暗埋于墙（或100*100*60钢盒暗埋于柱）内，钢盒内预留80*50*5端子板，并用40*4热镀锌扁铁与接地系统可靠焊通。接地系统测试点采用63*63*5角钢预埋于立柱内（与柱外侧平），预埋角钢同引下线可靠焊通，下口距室外地坪500mm。 将建筑物内的各种竖向金属管道、金属构架每层(每层预留63*63*5角钢与结构主钢筋焊通)与防雷系统连通。所有进出大厦的金属管道皆与就近接地系统连通，做总等电位连接。 屋面避雷带采用25*4镀锌扁钢女儿墙压顶上明装，采用支撑卡与女儿墙压顶固定，卡间水平间距1.0米；接闪器与防雷引下线间用25*4热镀锌扁钢焊接贯通。将各层的金属门窗框架、阳台、金属栏杆、面积较大的金属装饰物以及金属结构物等就近与防雷引下线或楼层均压环搭接连通。玻璃幕墙的金属支撑架从一层开始每层就近与防雷引下线、楼层均压环连接。 本建筑的防雷接地装置与电气设备的保护接地、工作接地共用接地系统，其接地电阻不大于1Ω。 二、施工要素及施工工艺流程 具备完整的设计文件并充分领悟文件意图；施工操作人员及检测人员必须持证上岗；接地电阻
避雷针的防护范围计算方法
避雷针的防护范围计算方法 常用避雷针(这里仅指单针)保护范围的计算方法主要有折线法和滚球法，为此，就“折线法”和“滚球法”的计算进行了初步的分析和探讨，得出：“折线法”的主要特点是设计直观，计算简便，节省投资，但建筑物高度大于20 m以上不适用；“滚球法”的主要特点是可以计算避雷针(带)与网格组合时的保护范围，但计算相对复杂，投资成本相对大。 在避雷针保护范围的计算方法中，“折线法”是比较成熟的方法。近几年来,国标中规定的“滚球法”也开始得到同行的认同，但在实际运用中，“滚球法”也碰到一些问题，特别是在计算天面避雷针保护范围的时候。因此有必要对电力系统常用的“折线法”和国标的“滚球法”进行比较分析，发现其中存在的问题。1“折线法”避雷保护计算 “折线法”在电力系统又称“规程法”，即单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴的折线圆锥体。L/ 620—997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准就规定了单支避雷针的保护范围，见图。 1.1避雷针在地面上保护半径的计算 计算避雷针在地面上的保护半径可用公式 式中：Rp——保护半径； h——避雷针的高度； P——高度影响因数。 其中，P的取值是：当h≤30 m，P＝1；当30 m 的h的纯数值；当h＞20 m时，只能取h=120 m。 1.2被保护物高度hp水平面上保护半径的计算 a)当hp≥0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径 式中：Rp——避雷针在hp水平面上的保护半径； hp——被保护物的高度； ha——避雷针的有效高度。 b)当hp＜0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径 2“滚球法”避雷保护计算 “滚球法”是国际电工委员会(IEC)推荐的接闪器保护范围计算方法之一。我国建筑防雷规范G 50057—994(2000年版)也把“滚球法”强制作为计算避雷针保护范围的方法。滚球法是以hR为半径的一个球体沿需要防止击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器(包括被用作接闪器的金属物)或只触及接闪器和地面(包括与大地接触并能承受雷击的金属物)，而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。滚球法确定接闪器保护范围应符合规范规定，见表。
(完整版)防雷接地做法大全
建筑物防雷及电气设备的接地施工 精品策划与实施 编制人：安红印 编制日期：2003—8—2
第一篇编制目的及依据 一、编制目的 为了使建筑物、构筑物的防雷措施及接地装置的施工质量安全可靠，提高一次成优率，避免接地漏做、做错造成不必要的返工，特编制本策划书。 二、编制依据 1、电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169-92 2、建筑物防雷设计规范GB50057-94 3、电子计算机机房设计规范GB50174-93 4、建筑电气工程施工质量验收规范GB50303-2002 5、民用闭路电视系统工程技术规范GB50198-94 6、建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范GB/T50312-2000 7、有线电视系统工程技术规范GB50200-94 8、钢制电缆桥架工程设计规范CECS31：91 9、电气装置安装工程母线装置施工及验收规范GBJ149-99 10、可挠金属电线保护管配线工程技术规范CECS87：96 11、工业计算机监控系统技术规范CECS81：96 12、低压成套开关设备验收规程CECS49：93 13、电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范GB50171-92 14、住宅设计规范GB50096-1999、GB50096-2003 15、火灾自动报警系统设计规范GB50116-98 16、低压配电设计规范GB50054-95 17、电梯工程施工质量验收规范GB50310-2002 18、套接扣压式薄壁钢导管电线管路施工及验收规范CECS100：98 19、套接紧定式薄壁钢导管电线管路施工及验收规范CECS120：2000 20、等电位联结安装-2002 02D-501-2 21、接地装置安装-2003 03D501-4 22、利用建筑物金属体做防雷及接地装置安装-2003 03D-501-3 23、北京市竣工长城杯质量验收标准（2003年版） 第二篇建筑物防雷的分类及设计采取的防雷措施 一、建筑物防雷的分类 建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。在图纸会审中，应按照设计图纸对建筑物防雷的分类定性，严格执行相应设计及施工标准。 二、建筑物的防雷措施 各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵入的措施，第一类防雷建筑物和具有宜爆危险环境的第二类防雷建筑物尚应采取防雷电感应的措施；装有防雷装置的建筑物，在防雷装置与其它设施和建筑物内人员无法隔离的情况下，应采取等电位连接。 1、各类防雷建筑物防直击雷的措施 1、1第一类防雷建筑物防直击雷的措施 应装设独立避雷针或架空避雷网使被保护的建筑物及风帽、放散管的突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内；架空避雷网的网格尺寸不应大于
滚球法的概念及确定保护范围的优点
滚球法的概念及确定保护范围的优点 1．用半径为hr后个球体滚过许多防雷导体（通常是垂直和水平导体）时，不会触及需要防雷的空间和被保护物，这种方法称为滚球法。 使用防雷导体防直击雷时，可将上述半径的球体沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器或只触及接闪器和地面（包括与在地接触并能承受雷击的金属物）而不触及需要保护的部位时，则该部位就得到接闪器的保护。 这种方法是基于雷闪数学模型（电气一几何模型）提出的。 2．用滚球法确定保护范围有以下优点： （1）除独立避雷针和避雷线受相应的滚球半径限制其高度外，凡装在建筑物上的避雷针和避雷线带，不管建筑物的高度如何，都可采用滚球法来确定保护范围。例如，首先在屋顶四周敷设一避雷带，然后在屋顶中部根据其形状任意组合避雷针和避雷带，取相应的滚球半径的一个球体，在屋顶滚动，只要球体接触避雷针或避雷线，而未接触要保护的部分，就达到了要保护的目的。这是以前使用的确定避雷针和避雷线保护范围的方法所无法比拟的。 （2）可以根据不同类别的建筑物分别选用不同的滚球半径，这比以前只有一种保护范围要合理得多。 （3）避雷针、避雷线、避雷带采用同一种保护范围（即同一种滚球半径），给设计工作带来许多方便，因为可同时采用其中任何两种保护方法。例如，在建筑物屋顶上采用避雷网进行布置后，发现有一突出物高出避雷网，保护该突出物的方法之一是采用避雷针，此时可用滚球法确定突出物是否处于避雷针的保护范围内。
因此，滚球法可在各种复杂情况下用来确定接闪器的保护范围。 绘出接闪器的保护范围时，将已知的参数代入计算式求出有关的数值后，用一把尺和一只圆规就可按比例绘出所需要的保护范围。
变电所的防雷保护与接地装置的设计知识讲解
精品文档 第9章变电所的防雷保护与接地装置的设计 第10章变电所的防雷保护与公共接地装置的设计 10.1变电所的防雷保护 由设计任务书中气象资料得知，化纤工厂所在地区的年雷暴雨日数为20天。虽然发生雷暴的几率不属于高频地区，但是雷电过电压产生的雷电冲击波对供电系统的危害极大，因此必须对雷电过电压加以防护。 10.1.1 直击雷防护 根据GB50057-1994有关规定，在总降压变电所和车间变电所川(其所供负荷为核心负荷，且靠近办公区和生活区，考虑防雷保护)屋顶可装设避雷带，避雷带采用直径8mm勺圆钢敷设，并经两根引下线(直径8mm与变电所公共接地装置相连，引下线应沿建筑物外墙敷设。 10.1.2雷电波入侵的防护 1.35kV 架空线路上，在距总降压变电所1km的范围内，可架设避雷线。 2. 在35kV电源进线的终端杆上装设FZ-35型阀式避雷器。其引下线采用 25mm< 4mm镀锌扁钢，下边与公共接地装置焊接相连，上面与避雷器接地 端螺栓相连。 3. 在35kV总降压变电所主变压器的高压侧，装设JYN1-35-102型高压开关 柜，其中配有FZ-35型避雷器，靠近主变压器配置，其用来防护雷电波入侵 对主变压器造成的危害。 4. 在10kV车间变电所的高压配电室的母线上，装设GG-1A(F)-54型高压开关 柜，其中配有FS-10型避雷器，靠近主变压器配置，其用来防护雷电波入侵 对主变压器造成的危害。 10.2变电所公共接地装置的设计 10.2.1. 接地电阻的要求 根据GB50057-1994规定，对于1kV以上的小接地电流系统，公共接地装置 的接地电阻应满足以下条件： R E250且R E 10 I E 式中I E的计算可根据下列经验公式计算： U N(l oh 35〔cab ) I E 350 式中，U N为电网的额定电压，单位kV; l oh为与U N侧有电联系的架空线路 长度，单位为km；l cab为与U N侧有电联系的电缆线路长度，单位为km。 1. 总降压变电所公共接地装置的接地电阻计算：
防雷与接地系统的设计(论文)
毕业综合作业 移动基站防雷与接地系统的设计 选题类型：论文 学生姓名：叶华锋 学号： 20100203235 系部：通信工程系 专业：移动通信技术 班级： 102 指导老师：钱水明 浙江·绍兴 提交时间：2013年4月
摘要 本文论述了移动基站防雷接地系统经常出现的问题，结合平时的实地考察，切实地提出根据实际情况设计移动通信基站防雷接地系统的设计思想。 由于移动通信基站的天线设置大多安装在建筑物的房顶上，还有一部分安装在铁塔上，相对周围环境而言，形成十分突出的目标，从而导致雷击概率增多。通信设备损坏，耗费了大量人力财力。怎样才能有效地预防雷害，确保移动通信基站设备和工作人员的安全呢？必须根据每个基站的实际情况设计移动通信基站的防雷接地系统，实施基站针对性防雷。 关键词：防雷；接地；反击电压；分级防雷
目录 第一章移动基站防雷与接地系统简介 (1) 1.1 防雷与接地系统 (1) 第二章移动基站雷害的主要原因 (2) 2.1 雷击的主要原因 (2) 2.2 反击电压 (3) 2.3 移动基站防雷措施 (5) 第三章移动基站防雷与接地系统的整改案例 (8) 5.1 案例1——大陈基站存在的问题及改造方案 (8) 5.2 案例2——大港头基站存在的问题及改造方案 (9) 5.3 案例分析3——皇家地基站存在的问题及改造方案 (12) 5.4 案例分析4——长坑基站存在的问题及改造方案 (15) 5.5 案例分析5——石铺基站存在的问题及改造方案 (18) 总结 (22) 致谢 (23) 参考文献 (24)
第一章移动基站防雷与接地系统简介 1.1 防雷与接地原理 1.2 基站防雷与接地系统 1.防雷与接地系统的组成 (1）雷电接受装置：直接或间接接受雷电的金属杆（接闪器），如避雷针、避雷带（网）、架空地线及避雷器等； （2）接地线（引下线）：雷电接受装置与接地装置连接用的金属导体。它的作用是把雷电接受装置上的雷电流传递到接地装置上，接地线一般采用圆钢或扁钢组成； （3）接地体：包括接地装置和装置周围的土壤或混凝土，作用是把雷击电流有效地泄入大地，现在常用的接地装置有水平接地极、垂直接地极、延长接地极和基础接地极。
滚球法计算多支不等高避雷针联合保护范围的新算法-国核电力规划
滚球法计算多支不等高避雷针联合保护范围的新算法 马蕾王丽路平 （国核电力规划设计研究院北京市 100094） 摘要：目前，滚球法计算位置不规则且高度不等的多支避雷针的联合保护范围，该领域仍属空白。笔者根据滚球法的计算原理，结合多个工程实例，研究出一整套用于计算多支不等高避雷针联合保护范围的通用算法，并利用计算机编程将该算法在软件上得以实现。本文首先以工程中的防雷设计实例介绍该算法的具体步骤，然后给出适用于任意情况的通用算法，最后提供了利用计算机编程的算法流程图。 关键词：滚球法；联合保护范围；有效球面；防雷设计软件 依据DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》，折线法计算多支避雷针联合保护范围是基于其确定双支避雷针联合保护范围的算法。四支及以上等高避雷针所形成的四角形或多角形，可先将其分成两个或数个三角形，然后分别按照三支等高避雷针的方法 b ，则全部面积即受到保护。 计算。如各边的保护范围一侧最小宽度0 x 与折线法相比，滚球法对多支避雷针内部保护范围的计算方法则完全不同，《建筑物防雷设计规范》GB50057-94在附录四中介绍了用滚球法确定矩形布置的四支等高避雷针保护范围的具体算法。然而，实际工程中的避雷针位置不规则且高度不统一，笔者查阅大量的规程和文献，尚未发现解决位置不规则且高度不等的多支避雷针联合保护范围的通用算法。 笔者根据滚球法的计算原理，结合多个工程实例，研究出一整套用于计算多支不等高避雷针联合保护范围的通用算法，并利用计算机编程将该算法通过软件得以实现。本文首先以工程中的防雷设计实例介绍该算法的具体步骤，然后给出适用于任意情况的通用算法，最后提供了计算机编程的算法流程图。 1. 算法说明 图1 空间直角坐标系中三支不等高避雷针的保护范围 为方便对算法进行说明，首先需要建立空间直角坐标系（x，y，z），如图1所示。平面xoy
防雷接地滚球法
滚球法 滚球法是以h r为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动当球体只触及接闪器（包括被利用作为接闪器的金属物），或只触及接闪器和地面（包括与大地接触并能承受雷击的金属物），而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。当采用避雷针作接闪器时，应按表2－2规定的不同建筑物防雷级别的滚球半径，采用滚球法计算避雷针的保护范围。 不同建筑物防雷级别的滚球半径 (1)单支避雷针的保护范围。 单支避雷针的保护范围应按图2-7的作图方法确定。
B A X x ’
1）当避雷针高度h≤h 时。 r 高度的xx’平面上和在地面上的避雷针在h x 保护半径，按式（2-11）和（2-12）确定 r x= ?(2?x??)? ?x(2?r??x)(2-11) r0=?(2?r??) (2-12) —避雷针在hx高度xx’的平面上的保式中 r x 护半径，m； hr—滚球半径，按表2-2确定，m；
hx—被保护物的高度，m； r0—避雷针的地面上的保护半径，m。 2）当避雷针高度h＞hr时，在避雷针上 取高度hr的一点代替单支避雷针尖作为圆心， 其余的做法同1）。 （2）双支等高避雷针的保护范围。在避 雷针高度h≤hr的情况下，当两支避雷针的距离D≥2?(2?r??)时，应按单支避雷针的方法确定；当D<2?(2?r??)时，应按图2-8的作图方法确定。 1）AEBC外侧的保护范围，按照单支避雷针的方法确定。 2）C、E点位于两针间的垂直平分线上。在地面每侧的最小保护宽度b 按式（2-13）计算 )2 b0=CO=EO=?2?r???(D 2 (2-13) 在AOB轴线上，距中心线任一距离x处，其在保护范围上边线上的保护高度hx按式（2-14）确定 ?x=?r?(?r??)2+(D )2?x2 2
高电压防雷设计
摘要 根据设计任务书的要求，本次设计为110kV变电所的防雷设计，变电所是电力系统中重要组成部分，而且变电所的电气部分要装设合理的避雷装置和接地装置，因此，它是防雷的重要保护对象。 如果变电所发生雷击事故，将造成大面积的停电，给人民生活和社会生产带来重大不便，还有可能给国家造成大经济损失，这就要求防雷措施必须十分可靠变电所的防雷设计应做到设备先进、保护动作灵敏、安全可靠、维护方便，在此前提下，力求经济合理的原则。 本次设计，主要对变电所的主要设备进行选择，重点设计变电所的防雷部分，包括变电所进线段保护、防直击雷、防感应雷以及变电所二次设备的防雷。通过对各种避雷器的性能对比，结合变电所实际情况，确定变电所的避雷器的选择，并考虑变电所控制系统的防雷，提出防雷方案。 氧化锌避雷器以其优越的性能，越来越受到电力行业的关注。本次设计，将结合氧化锌避雷器性能的优点，并结合变电所设计的情况，讨论氧化锌避雷器在变电所中的应用前景。 关键词：变电所避雷器防雷保护
目录 1 引言 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2 课题研究的意义 (1) 2 系统设计方案的研究 (2) 2.1雷电对变电所的危害 (2) 2.1.1雷的直击和绕击危害 (2) 2.1.2雷电反击危害 (2) 2.1.3 感应雷危害 (3) 2.1.4雷电侵入波危害 (3) 2.2变电所简介 (4) 2.2.1变电所概述 (4) 2.2.2变电所主要任务 (4) 2.2.3变电所主接线 (4) 2.3变电所防雷措施 (5) 2.3.1变电所遭受雷击的来源 (5) 2.3.2变电所防雷具体措施 (6) 2.3.3变电所对直击雷防护 (6) 2.3.4变电所对雷电侵入波的防护 (6) 2.3.5变电站的进线防护 (7) 2.3.6变压器的防护 (7) 2.3.7变电所的防雷接地 (7)
防雷接地设计说明(20200723202658)
雷接地设计说明 一、设计依据： 1、建筑概况。 2、本工程采用的主要标准及法规。 3、系统设计根据整个建筑物面积及高度（按最不利建筑物），及广东省佛山市的年平均雷暴日，计算的预计雷击次数为（见防雷计算参数表）依据《《建筑物防雷设计规范》》 （GB50057-2010）,本工程按二类防雷建筑物设防。利用钢筋混凝土结构的钢筋焊接成笼，构成等电位法拉第笼，在屋面装设由接闪网（带）和接闪杆混合组成的接闪器；利用建筑物外廓剪力墙内相邻两条或立柱对角两条主钢筋作为防雷引下线；接地装置采用基础地梁及桩的钢筋焊接成闭合的接地网格，形成均衡电位的自然接地装置。强弱电系统及防雷共用接地装置，接地电阻要求不大于1 欧姆。强弱电分开接地干线。本工程电子信息系统雷电防护等级为D 级。 4、防雷计算参数。 二、防直击雷措施：1、 在天面女儿墙（檐口、屋角、屋脊等）内敷设接闪带，在整个屋面组成不大于10m*10m 或12m*8m 的网格；并在高出天面建筑物的阳角处装接闪杆，所有接闪杆与接闪带相互焊接连通。（1 ）、接 闪带：采用直径10mm热镀锌圆钢明装，与所有引下线焊接连通，接闪带转角要圆滑，焊接不得用对焊，虚焊，要采用搭接焊，搭接长度不小于钢筋的6D，焊接要饱满。采用双面焊。如施工有难度采用单面焊，应不少于12D。明装接闪带规格：采 用直径10mm热镀锌圆钢。接闪带支持卡采用25*4mm的热镀锌扁钢，支高，支架间距，转
角处，接闪带支撑必须牢固可靠不得破坏建筑物防潮层。当建筑物高度超过45m 时，首先应沿屋顶周边敷设接闪带，接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直 线上或其外 2）、接闪杆：采用直径12mm 热镀锌圆钢（接闪端做成半球状，其弯曲半径为 10mm）,高出建筑物400mm。 2、突出屋面的金属设备、管道及建筑金属构件（如钢爬梯、放散管、风管、透气管 等）用直径12mm热镀锌圆钢，就近与接闪带焊接连通。 3、在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体装设接闪器，并和屋面接闪带焊接连 通。4、为防雷 电流反击，在低压电源引入的配电箱（柜）处装设过电压保护器；在变压器高、低压侧各相上装避雷器。5、当利用阳台 金属栏杆做接闪器时，栏杆的截面及壁厚均符合。 三、防侧雷击的措施:建筑物从第15层起每一层，将作为引下线的周边立柱对角两条主筋或剪力墙主筋与周边梁的两条主筋焊接，而且两条钢筋应焊接成环形电气通路，作为水平接闪带。每层外墙上的栏杆，厅阳台落地窗及厨房阳台平推门、幕墙骨架等金属构件的搭接板，均应与作为水平接闪带的周边梁筋引出预埋件（预埋件间距不大于18米），用直径10mm热镀锌圆钢或25*4热镀锌扁钢焊接不少于两点（若为合金门窗或合金骨架，可用经接头搪锡的25*4热镀锌扁钢用螺栓紧固，每一窗框焊接不小于两点）。本建筑物高于45m 的建筑物，各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及突出的物业，按屋顶上的保护措施处理。 四、放闪电电涌侵入措施： 1 、进出建筑物的各类电缆铠装层，在入口处与接地装置做等电位连接，做法见标准图集《《建筑物防雷设施安装》》。 2、直接埋地的各类金属管道在进出本建筑物处就近接地装置做等电位连接，做发见标准图集
避雷针折线法与滚球法
b）当hp v0.5h时，被保护物高度hp水平面上的保护半径
2“滚球法”避雷保护计算 “滚球法”是国际电工委员会（IEC）推荐的接闪器保护范围计算方法之一。我国建筑防雷规范G 50057—994（2000年版）也把“滚球法”强制作为计算避雷针保护范围的方法。滚球法是以hR为半径的一个球体沿需要防止击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括被用作接闪器的金属物）或只触及接闪器和地面（包括与大地接触并能承受雷击的金属物），而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。滚球法确定接闪器保护范围应符合规范规定，见表。 应用滚球法，避雷针在地面上的保护半径的计算可见以下方法及图2。 a）避雷针高度h< hR时的计算 距地面hR处作条平行于地面的平行线。以针尖为圆心、hR为半径作弧线交于平行线A,两点。以A,为圆心，hR为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切，这样，从弧线起到地面就是保护范围。保护范围是一个对称的锥体。避雷针在hP高度的xx'平面上和在地面上的保护半径，按公式［2］（4）计算确定 式中：Rp――避雷针保护高度xx'平面上的保护半径； hR ――滚球半径，按表确定； hp ――被保护物的高度； R0 ――避雷针在地面上的保护半径。 b）当避雷针高度h> hR时的计算 在避雷针上取高度hp的一点代替单支避雷针针尖并作为圆心，亦可见图2。 3“滚球法”计算天面避雷针保护范围存在的问题 3.1 用“滚球法”计算避雷针在地面上的保护，保护范围可以很好地得到确认，但用“滚球法”计算天面避雷针保护范围时却存在较大的误差。“滚球法”是以避雷针和被保护物所在平面为一无限延伸的平面作为前提的，当被保护物位于屋 顶天面时，天面不是一个无限延伸的平面，况且，当滚球同时与避雷针尖和天面避雷带接触时，滚球和天面之间不存在确定的相切关系。因此《建筑物防雷设计规范》中给出的计算公式将不能直接运用。 在这种情况下，我们怎样计算其保护范围呢？由于天面不可延伸且形状不规则，因此，根据滚球法计算保护范围的原理，当避雷针位置确定后，滚球在以避雷针尖作为一个支点，以避雷带上任一点作为另一支点滚动时，它在一定高度的保护范围也将是一个不规则的图形。从理论上讲，要想知道被保护物体能否得到全面保护，我们需要计算出以避雷针尖为一个滚球支点，以避雷带上的所有点作为另一个滚球支点时，用避雷针在一定高度的所有保护半径来确定被保护物体能否完全得到保护。这种计算方法在实际应用中有一定的偏差。因此，我们需要寻找一种简便的方法来计算
变电所防雷设计
引言 变电所是电力系统防雷的重要保护设施，如果发生雷击事故，将造成大面积的停电，严重影响社会生产和人民生活。因此要求变电所的防雷措施必须十分可靠。 2 变电所遭受雷击的来源及解决方法 (1)雷击的来源。一是雷直击于变电所的设备上；二是架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所。 (2)变电所对于直击雷的保护一般采取装设避雷针或采用沿变电所进线段一定距离内架设避雷线的方法解决。 (3)架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所，是导致变电所雷害的主要原因，若不采取防护措施，势必造成变电所电气设备绝缘损坏，引发事故。在变电所内装设避雷器的目的在于限制入侵雷电波的幅值，使电气设备的过电压不致于超过其冲击耐压值。而变电所的进线段上装设保护段的主要目的，在于限制流经避雷器的雷电流幅值及入侵雷电波的陡度。 3 变电所装设避雷针的原则 所有被保护设备均应处于避雷针(线)的保护范围之内，以免遭受雷击。当雷击避雷针时，避雷针对地面的电位可能很高，如它们与被保护电气设备之间的绝缘距离不够，就有可能在避雷针遭受雷击后，使避雷针与被保护设备之间发生放电现象，这种现象叫反击。此时避雷针仍能将雷电波的高电位加至被保护的电气设备上，造成事故。不发生反击事故的避雷针与电气设备之间的距离称为避雷针与电气设备之间防雷最小距离。 4 避雷针与电气设备之间防雷最小距离的确定 雷击避雷针时，雷电流流经避雷针及其接地装置，为了防止避雷针与被保护设备或构架之间的空气间隙被击穿而造成反击事故，空气间隙必须大于最小安全净距。为了防止避雷针接地装置与被保护设备或构架之间在土壤中的间隙被击穿而造成反击事故，空气间隙必须大于最小安全净距。 5 装设避雷针的有关规定 对于35kV及以下的变电所，因其绝缘水平较低，必须装设独立的避雷针，并满足不发生反击的要求。对于110kV以上的变电所，由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高，可以将避雷针直接装设在配电装置的构架上，因而雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故。装设避雷针的配电构架，应装设辅助接地装置，该接地装置与变电所接地网的连接点，距主变压器的接地装置与变电所的接地网的连接点的电气距离不应小于15m。其作用是使雷击避雷器时，在避雷器接地装置上产生的高电位，沿接地网向变压器接地点传播的过程中逐渐衰减，使侵入的雷电波在达到变压器接地点时，不会造成变压器的反击事故。由
通信基站防雷接地设计方案
通信基站防雷接地设计 方案 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
通信基站综合防雷接地方案 编制依据 工程涉及的产品规范与标准；工程施工涉及的规范、标准及验收规范、标准等须完全满足所有中华人民共和国的规范、标准，包括（但不限于此）： 《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》YD5098-2005 《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》GB50689-2011 《通信局（站）防雷与接地工程验收规范》YD/T5175-2009 《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010） 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012） 《交流电气装置的接地》（DL/T621-1997） 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006） 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T 620-1997） 1联合接地 在整个防雷系统中接地系统是一个基本前提，只有具备了良好的接地系统，防雷设备才能真正发挥作用。所以，接地系统的建设是所有防雷工作的基础。 1.1接地的目的 1)接地是为了防止电磁干扰起屏蔽作用； 2)接地是为了泄放过电压以保护设备和人身安全； 3)接地是为了起着工作回路的作用； 4)接地是为了给通信设备提供零电位参考点。 5)在受到雷击时以供大电流泄放入地，以保护设备和人身安全。 1.2地网的组成 根据移动通信基站防雷与接地设计规范YD5068中规定： 1）移动通信基站应按均压、等电位的原理，将工作地、保护地和防雷地组成一个联合接地网。站内各类接地线应从接地汇集线或接地网上分别引入。
滚球法确定接闪器的保护范围
附录四滚球法确定接闪器的保护范围 1．单只避雷针的保护范围应按下列方法确定（附图4．1）。 （1）当避雷针高度h小于或等于hr时： ①距地面hr处作一平行于地面的平行线； ②以针尖为圆心，hr为半径，作弧线交于平行线的A、B两点； ③以A、B为圆心，hr为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切。从此弧线起到地面止就是保护范围。保护范围是一个对称的锥体； ④避雷针在hx高度的xxˊ平面上和在地面上的保护半径，按下列计算式确定： （附4．1） （附4．2） 式中：rx——避雷针在hx高度的xx′平面上的保护半径（m）； hr——滚球半径，按本规范表5．2．1确定（m）； hx——被保护物的高度（m）； r0——避雷针在地面上的保护半径（m）。 （2）当避雷针高度h大于hr时，在避雷针上取高度hr的一点代替单支避雷针针尖作为圆心。其余的做法同本款第（1）项。（附4．l）和（附4．2）式中的h用hr代人。 2．双支等高避雷针的保护范围，在避雷针高度h小于或等于hr的情况下，当两支避雷针的距离D大于或等于时，应各按单支避雷针的方法确定；当D小于时，应按下列方法确定（附图4．2）。 （1）AEBC外侧的保护范围，按照单支避雷针的方法确定。 （2）C、E点位于两针间的垂直平分线上。在地面每侧的最小保护宽度b0按下式计算： （附4．3） 在AOB轴线上，距中心线任一距离x处，其在保护范围上边线上的保护高度hx 按下式确定： （附4．4）
该保护范围上边线是以中心线距地面的hr一点O’为圆心，以为半径所作的圆弧AB。 （3）两针间AEBC内的保护范围，ACO部分的保护范围按以下方法确定：在任一保护高度hx 和C点所处的垂直平面上，以hx作为假想避雷针，按单支避雷针的方法逐点确定（见附图4．2的1—1剖面图）。确定BCO、AEO、BEO 部分的保护范围的方法与ACO部分的相同。 （4）确定xxˊ平面上保护范围截面的方法。以单支避雷针的保护半径rx 为半径，以A、B为圆心作弧线与四边形AEBC相交；以单支避雷针的（r0－rx）为半径，以E、C为圆心作弧线与上述弧线相接。见附图4．2中的粗虚线。 3．双支不等高避雷针的保护范围，在h1小于或等于hr和h。小于或等于hr的情况下，当D大于或等于时，应各按单支避雷针所规定的方法确定；当时，应按下列方法确定（附图4．3）。 （1）AEBC外侧的保护范围，按照单支避雷针的方法确定。 （2）CE线或HOˊ线的位置按下式计算： （附4．5） （3）在地面上每侧的最小保护宽度b。按下式计算： （附4．6） 在AOB轴线上，A、B间保护范围上边线按下式确定： （附4．7） 式中：x——距CE线或HOˊ线的距离。 该保护范围上边线是以HO′线上距地面hr的一点O′为圆心，以为半径所作的圆弧AB。 （4）两针间AEBC内的保护范围，ACO与AEO是对称的，BCO与BEO是对称的，ACO部分的保护范围按以下方法确定：在hx和C点所处的垂直平面上，以hx作为假想避雷针，按单支避雷针的方法确定（见附图4．3的1—l剖面图）。确定AEO、BCO、BEO部分的保护范围的方法与ACO部分的相同。 （5）确定xx′平面上保护范围截面的方法与双支等高避雷针相同。 4．矩形布置的四支等高避雷针的保护范围，在h小于或等于hr的情况下，当 D3大于或等于时，应各按双支等高避雷针的方法确定；当D3小于时，应按下列方法确定（附图4．4）。 （l）四支避雷针的外侧各按双支避雷针的方法确定。 （2）B、E避雷针连线上的保护范围见附图4．4的l—1剖面图，外侧部分按单支避雷针的方法确定。两针间的保护范围按以下方法确定：以B、E两针针尖为