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1、0 避雷针防雷保护计算及绘图程序避雷针防雷保护计算及绘图程序 编制说明及使用手册编制说明及使用手册 (V1.(V1.4 4) ) 张子引 2006 年 2 月太原 目录 1.前言 1 2编制依据. 1 3. 运行环境 1 4. 软件功能及使用说明1 5. 注意事项 3 6. 附录计算公式4 6.1单支避雷针的保护范围4 6.2两支等高避雷针的保护范围5 6.3多支等高避雷针的保护范围6 6.4单根避雷线在 hx 水平面上每侧保护范围的宽度.6 6.5两根等高平行避雷线的保护范围7 6.6不等高避雷针、避雷线的保护范围8 6.7山地和坡地上的避雷针8 6.8相互靠近的避雷针和避雷线的联合保护范围
2、. 8 1 1.前前言言 避雷针防雷保护计算及绘图程序是在 Auto CAD 平台上开发的设 计软件，适用于变电站及发电厂的避雷针防雷保护计算和绘图。 该软件使用 Visual Lisp 开发， 以 Auto-CAD 绘图软件包为平台支 撑软件，适用于 R2000-R2005 各版。软件采用菜单和工具栏驱动，模 块化设计，使用方便灵活，图面设计清晰美观。 2编制依据编制依据 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL/T 6201997 水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则 DL/T50901999 3. 运行环境运行环境 3.1.硬件设备 可以运行 Auto CAD R2000R2005
3、 软件的微型计算机。 3.2.支持软件 Windows 2000/XP， Auto CAD R2000R2005 4. 软件功能及使用说明软件功能及使用说明 本软件将避雷针防雷计算融合在了避雷针保护范围绘图的过 程中，通过交互式操作，在选择避雷针的绘图过程中，同时完成了 保护范围的计算，采用工具栏和菜单驱动，使用直观简单，符合工 程技术人员的设计习惯，功能模块如下： 1. 防雷图基点设置， 在准备绘制避雷针保护范围的图上设置一个基 点， 并输入此图的绘图比例和出图时的比例。 例如绘图时图形中 每一个单位代表一米，绘图比例即为 1:1000 输入 1000 即可，出 图时需放大一倍，即出图比例为
4、 2:1,输入 2 即可； 2. 避雷针布放， 在图纸上放置避雷针， 同时输入避雷针的编号和高 度。提供独立避雷针和架构避雷针两种型式； 3. 避雷线布放， 在图纸上画避雷线， 同时输入避雷线的编号和高度。 4. 单避雷针或避雷线保护范围绘图， 先输入被保护物的高度， 在选 择一个避雷针或避雷线，并点选标注位置的起点和文字标注点， 完成单避雷针或避雷线保护范围绘图； 5. 双避雷针保护范围绘图， 先输入被保护物的高度， 按顺时针方向 依次选择两个避雷针， 再确认保护范围是否闭合， 并点选标注位 置的起点和文字标注点， 完成双针保护范围绘图。 保护范围绘制 在顺时针方向的外侧，即前进方向的左手侧
5、； 6. 多避雷针保护范围绘图， 先输入被保护物的高度， 按顺时针方向 依次选择避雷针， 再确认保护范围是否闭合， 并点选标注位置的 起点和文字标注点， 完成多针保护范围绘图。 保护范围绘制在顺 时针方向的外侧，即前进方向的左手侧； 7. 多避雷针保护范围内部检查绘图， 先输入被保护物的高度， 在多 避雷针保护范围中，选择需要检查 Bx 的两支避雷针； 8. 双避雷针或多避雷针保护范围更新， 当用户修改了某支避雷针的 位置或高度后， 需要重新绘制与此避雷针相关的保护范围时， 可 使用本模块，选择要更新的保护范围即可； 9. 两条或多条避雷线保护范围绘图， 先输入被保护物的高度， 按照 从上到下
6、的顺序选择避雷线， 并点选标注位置的起点和文字标注 点，完成保护范围绘图。对于垂直平行的避雷线，按照从左到右 的顺序选择； 若出现保护范围绘制混乱， 改变选择避雷线的顺序 即可； 10.单避雷针和一条避雷线联合保护范围绘图， 先输入被保护物的高 度，再选择避雷针，避雷线，再选择标注位置的起点和文字标注 点，完成联合保护范围绘图； 11.防雷保护范围计算结果制表， 在用户选择的位置自动生成本图防 雷保护计算结果表； 12.防雷保护计算书生成。 5. 注意事项注意事项 1.本软件所绘制的图形采用编组的方式，每一个保护范围为一组， 可象块一样整组操作，当需要单独移动或删除组中的一个实体时，可 利用防
7、雷菜单中的组选功能，暂时将编组分解，即可对组中 的实体单独操作。 2.绘制保护范围图时，应完成标注，因为编组功能是在标注后进 行的，若在标注完成前中断程序将导致编组失败，对以后的操作造成 不便，并且不能更新，需删除后重新绘制。 3. 避雷针保护范围计算结果表不会自动随着图形中的保护范围 变化而自动更新，需在图中的保护范围变化后重新制表。 4. 避雷针保护范围计算是按照规程交流电气装置的过电压保护 和绝缘配合DL/T 6201997 编制的。避雷线保护范围计算是按照 规程水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则DL/T5090 1999 编制的。 5. 保护范围更新程序中，标注被保护物高度的位
8、置不会随着变化， 若其位置不对，请在取消编组选择功能后，自行修改。 6. 一张图纸中的避雷针和避雷线的编号不能重复，否则会造成保 护范围更新程序出错。 6. 附录附录计算公式计算公式 6.1单支避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围(图图 2)： a)避雷针在地面上的保护半径，应按下式计算： r1.5hP(4) 式中：r保护半径，m； h避雷针的高度，m； P高度影响系数，h30m，P1；30mh120m， h P 5 . 5 ；当 h120m 时， 取其等于 120m。 b)在被保护物高度 hx水平面上的保护半径应按下列方法确定： 1)当 hx0.5h 时 rx(h-hx)PhaP(5) 式中
9、：rx避雷针在 hx水平面上的保护半径，m； hx被保护物的高度，m； ha避雷针的有效高度，m。 2)当 hx0.5h 时 rx(1.5h-2hx)P(6) 图 2单支避雷针的保护范围 (h30m 时，45) 图 3高度为 h 的两等高避雷针的保护范围 图 4两等高(h)避雷针间保护范围的一侧最小宽度(bx)与 D/haP 的关系 (a)D/hai07；(b)D/haP57 6.2两支等高避雷针的保护范围两支等高避雷针的保护范围(图图 3)： a)两针外侧的保护范围应按单支避雷针的计算方法确定。 b)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 的圆弧确定， 圆弧 的半径为
10、RO。O 点为假想避雷针的顶点，其高度应按下式计算： P D hh 7 0 (7) 式中：hO两针间保护范围上部边缘最低点高度，m； D两避雷针间的距离，m。 两针间 hx水平面上保护范围的一侧最小宽度应按图 4 确定。当 bxrx时，取 bxrx。 求得 bx后，可按图 3 绘出两针间的保护范围。 两针间距离与针高之比 D/h 不宜大于 5。 6.3多支等高避雷针的保护范围多支等高避雷针的保护范围(图图 5)： 图 5三、四支等高避雷针在 hx水平面上的保护范围 (a)三支等高避雷针在 hx水平面上的保护范围； (b)四支等高避雷针在 hx水平面上的保护范围 a)三支等高避雷针所形成的三角形
11、的外侧保护范围应分别按两支等高避雷针的计算方 法确定。如在三角形内被保护物最大高度 hx水平面上，各相邻避雷针间保护范围的一侧最 小宽度 bx0 时，则全部面积受到保护。 b)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， 然后分别按三支等高避雷针的方法计算。如各边的保护范围一侧最小宽度 bx0，则全部面 积即受到保护。 6.4单根避雷线在单根避雷线在 hx 水平面上每侧保护范围的宽度水平面上每侧保护范围的宽度(图图 6)： 图 6单根避雷线的保护范围 (h30m 时，25) a)当 2 x h h 时 rx0.47(h-hx)P(8) 式中：rx每侧保护范围的宽度
12、，m。 b)当 2 x h h 时 rx(h-1.53hx)P(9) 6.5两根等高平行避雷线的保护范围两根等高平行避雷线的保护范围(图图 7)： a) 两避雷线外侧的保护范围应按单根避雷线的计算方法确定。 b) 两避雷线间各横截面的保护范围应由通过两避雷线 1、 2 点及保护范围边缘最低点 O 的圆弧确定。O 点的高度应按下式计算： P D hh 4 O (10) 图 7两根平行避雷线的保护范围 式中：hO两避雷线间保护范围上部边缘最低点的高度，m； D两避雷线间的距离，m； h避雷线的高度，m。 c) 两避雷线端部保护范围按下列方法确定 1)分别按单根避雷线确定端部外侧保护范围 2)两线间
13、端部保护范围最小宽度应按式(12)计算 bx=h0-hx(12) 式中bx两避雷线端部保护最小宽度m h0两线间保护最低高度m hx被保护物高度m 6.6不等高避雷针、避雷线的保护范围不等高避雷针、避雷线的保护范围(图图 8)： 图 8两支不等高避雷针的保护范围 a)两支不等高避雷针外侧的保护范围应分别按单支避雷针的计算方法确定。 b)两支不等高避雷针间的保护范围应按单支避雷针的计算方法， 先确定较高避雷针 1 的 保护范围，然后由较低避雷针 2 的顶点，作水平线与避雷针 1 的保护范围相交于点 3，取点 3 为等效避雷针的顶点，再按两支等高避雷针的计算方法确定避雷针 2 和 3 间的保护范围
14、。 通过避雷针 2、3 顶点及保护范围上部边缘最低点的圆弧，其弓高应按下式计算： P D f 7 (13) 式中：f圆弧的弓高，m； D避雷针 2 和等效避雷针 3 间的距离，m。 c)对多支不等高避雷针所形成的多角形，各相邻两避雷针的外侧保护范围按两支不等高 避雷针的计算方法确定；三支不等高避雷针，如在三角形内被保护物最大高度 hx水平面上， 各相邻避雷针间保护范围一侧最小宽度 bx0，则全部面积即受到保护；四支及以上不等高 避雷针所形成的多角形，其内侧保护范围可仿照等高避雷针的方法确定。 d)两根不等高避雷线各横截面的保护范围，应仿照两支不等高避雷针的方法，按式(10) 计算。 6.7山地
15、和坡地上的避雷针山地和坡地上的避雷针 由于地形、地质、气象及雷电活动的复杂性，避雷针的保护范围应有所减小。避雷针的保护 范围可按式(4)式(6)的计算结果和依图 4 确定的 bx等乘以系数 0.75 求得；式(7)可修改为 P D hh 5 O ；式(13)可修改为 P D f 5 。 利用山势设立的远离被保护物的避雷针不得作为主要保护装置。 6.8相互靠近的避雷针和避雷线的联合保护范围相互靠近的避雷针和避雷线的联合保护范围 可近似按下列方法确定(图 9)： 图 9避雷针和避雷线的联合保护范围 1 避雷针的外侧保护范围应按单支避雷针的保护范围确定 2 避雷线的外侧保护范围应按单根避雷线的保护范围确定 3 避雷针线间的保护范围首先按单支避雷针(或单根避雷线)计算方法将不等高的 避雷针线划为等高避雷针线(如图6.2.5 中的2 3 点) 然后将其视为等高的避雷线计算 其保护范围 针线间保护最大距离D 应按式(14) 式(15)计算 1)h1h2(针高于线，且h2h1/2) D=(h1+3h2-4hx)p(14) 式中D 针线间保护最大距离m h1避雷针高度m h2避雷线高度m hx被保护物高度m 2)h1h2(针低于线，且h1h2/2) D=(0.47h2+3.53h1-4hx)p(15)
