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浅析避雷针（线）防直击雷作用 许 颖 （中国电力科学研究院，北京清河，100085） 【摘 要】 本文介绍七个内容（1）中国建筑物直击雷防护技术源远流长。防雷技术和防洪技术历史悠久，著名大禹治水的疏导将洪水排入大海，古建筑将雷电引入大地。（2）电力行业50多年都是金属结构屋顶接地防雷无须避雷针。（3）避雷针（线）的防雷保护作用，在于它比被保护物高，能把雷电从被保护上方引向自身并安全泄入大地。（4）世界上所有避雷针（线）保护范围计算方法都是经验公式。保护范围是指被保护物在此空间内可遭受雷击概率在可接受值之内。各种文献规定的不同保护范围是允许遭受雷击概率不同。保护范围计算方法是要经理论分析、实验室模型研究、长期多年实际运行经验证明三者结合，才能作为正式推荐使用。（5）电力行标DL/T620-1997对避雷针（线）保护范围计算方法。（6）精确确定避雷针高度超过120m的保护是现在世界上一个技术难题，在高度超过300m，就可能伸入云层。（7）避雷针（线）及接地引流线的配置。 【关键词】 建筑物直击雷防护 避雷针（线）的保护范围 避雷针（线）的引流和接地极 现代建筑物防雷保护由两部分组成一是建筑物直击雷防护。二是雷电电磁脉冲防护（LEMP）。 进入建筑物内的雷电电磁脉冲渠道有一是沿各种金属导体（电源线、信号线、金属管道、接地引流线和接地极）。二是电容耦合通道。三是电感耦合通道。防护措施是屏蔽、均压、等电位、分流、限压（SPD）等，将另文论述。 本文主要内容是浅析建筑物直击雷防护。 1．中国建筑物直击雷防护技术源远流长 中国著名大禹治水，疏导将洪水排入大海的防治思路沿用至今。将雷电引入大地的防雷技术历史悠久。1949年后，中国科学院电工研究所、北京市建筑设计院和清华大学等单位组成了北京建筑防雷研究组，对建筑物防雷进行了大量调查、试验和研究。1959年出版了民用建筑物防雷保护一书。后来总结了很多实践经验，包括天安门、人民大会堂等建筑物防雷技术经验。改版建筑物防雷设计，其中很多原理和原则，一直沿用至今。 2 金属结构屋顶防雷无须避雷针 电力行业标准，从1956年3220kV交流电气设备过电压保护导则开始至今标准规定金属结构屋顶的直击雷保护，将金属屋顶接地即可，无须避雷针（屋顶上其它设备防雷保护需要除外）。这样的做法，经电力系统大量建筑物运行证明，是有效的。 3 避雷针（线）的防雷保护原理 避雷针（线）的防雷保护作用，在于它比被保护物高，能把雷电从被保护物上方引向自身并安全泄入大地。因此，避雷针（线）的引雷和安全泄入大地是至关重要的。 避雷针（线）的引雷作用，基本上是这样的，在雷电先导阶段，避雷针（线）顶部聚积电荷，在发展先导和避雷针（线）顶端之间通道中建立了很大电场强度，避雷针（线）迎面先导的产生和发展大大加强这通道中的场强，最后选定击中避雷针（线），布置在靠近避雷针（线）的被保护物比避雷针（线）低，由于避雷针（线）的屏蔽和迎面先导作用，所以被保护物遭受雷击的概率很小。利用避雷针（线）可实现直击雷保护。虽然这方法不是主动的，但能提供99.5至99.9保护效果。对密闭在完全金属壳体（或金属网）内被保护物才能提供完全保护。例如，人在金属壳体内或在停放的金属壳体汽车内，能安全免遭雷击伤害。按避雷针（线）引雷性能，确切名称应是“引雷针（线）”，在二十世纪五十年代，我国有的学者称为导闪针（线），后来在一些文献上称为接闪器或拦截器。但因避雷针（线）这一名词已被广泛地使用，成为惯用名词，一时难以变动。 避雷针（线）的防雷保护作用，除引雷作用（保护范围）外，可靠保护的必要条件是要求避雷针（线）的泄流通道（回路）的阻抗（包括引流线电抗和接地电阻）很低，因为在雷电直击避雷针（线）时，很高的引流线电抗和接地电阻可能产生很高电压，引起避雷针（线）对被保护物在空气中（或绝缘物上）或地中反击。 避雷针（线）在受雷击向大地泄放电流时产生高电压对于金属、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、高压配电装置架构的避雷针（线）及其引流线，均可固定在其本体上。但上述这种高电压，对于易燃、易爆和敏感电子设备和低压电气设备，便可能因出现火花或发生反击而造成起火爆炸或绝缘击穿。通常要采取降低接地电阻或设置独立避雷针（线）等措施来消除这种危险。 4 避雷针（线）保护范围 避雷针（线）保护范围，在不同标准（规程、规范等）中规定的不同，不同文献中推荐的计算方法不同。有人写文章说这个对那个错，或说这个错那个对。这是误解。 所谓保护范围是指被保护物在此空间内可遭受雷击概率在可接受值之内。各种文献规定的不同保护范围是允许遭受雷击概率不同。例如，电力行标DL／T620-1997规定的避雷针（线）保护范围内可能遭受雷击概率为0.1，即保护范围可靠率达0.999。又如，美国推荐性的IEEE Std 142-1991规定的避雷针保护范围，滚球半径（击距）为30m，大约保护范围内遭受雷击概率（绕击率）为0.1，采用45m，大约为0.5。 避雷针（线）的引雷（拦截）效应，也即是对被保护物的保护作用（保护范围），与雷电极性、雷电通道电荷分布、空间电荷分布、先导头部电位、放电定位高度、避雷针数量和高度、被保护物高度，这些相互之间位置，以及当时的大气条件和地理条件等因素有关。一般地说，地理条件（包括地形地貌和地质结构）影响先导阶段电场分布，从而影响到主放电的发展；大气条件是，空气湿度和温度愈高，避雷针（线）保护效果愈小。还有，雷电流幅值（即放电定位高度）愈大，避雷针（线）引雷（拦截）范围愈大，也即保护范围愈大。避雷针（线）保护范围与这么多因素有关。这些因素多是随机性的。 所以确定保护范围采用方法正确性不可能严格证明。一般地，是理论分析、实验室模型研究、长期多年的实际运行经验证明三者结合，才能作为正式推荐使用。 有的人，企图从已知很不够的一些条件和参数下开发出定量求出避雷针（线）不同保护范围绕击率计算方法，如电气几何击距法（EGM）、修正EGM的先导传播模型法（LPM）、滚球法、抛球法等，这样做是积极的、有益的。但至今为止，这些方法计算出的避雷针（线）的不同保护范围的绕击率，都是定性的，而定量是不可信的。正如前述，避雷针（线）保护范围受很多因素影响，其中一些因素至今无法定量。例如，这些方法中应用的一个关键参数，击距（或球半径）。从定性上说，击距或球半径随雷电流增大而增大。但定量就难了，至今，人们还不知道击距或球半径30～60m长空气间隙击穿电压值，不讨论实验室空气间隙放电是否逼真自然雷击放电，至今世界上最大实验室做的雷电冲击波空气间隙放电距离，最长的，也只有10m左右，将其外延伸用到3060m或以上，有的按3kV／cm，有的按5kV／cm，还有的按10kV/cm，来推算，出现了很多在同一雷电流下不同击距或球半径的计算公式。例如，刘继1980年在500kV变电所的直击雷防护及计算方法（见电力技术1980年第3期）一文中就提出了这个问题并列举了不同作者的很多不同公式，不重复。这里列举近年出现的不同公式；（1）ЛАРИНОВ.В.П在ЭЛЕКТРИЧЕСТВОNo.4/99上引用CIGRE和IEC的公式，击距（R以m计，雷电流I以kA计）；（2）CIGRE，WG33-01成员，中国电力科学研究院名誉院长郑健超院士在1999年引用CIGRE推荐的击距计算经验公式（R以m计，I以kA计）；（3）中科院电工研究所马宏达高级工程师在电网技术2000年第12期中介绍的EGM理论的击距和LPM理论的击距（R以m计，I以kA计，H为针状物高度以m计）。不再列举，总之，至今，没有公认的击距R计算公式，而是各人各自用，五花八门，实际上击距R计算公式仍属经验公式。也即世界上所有避雷针（线）保护范围计算方法都是经验公式。还有，电气几何击距法、滚球法、抛球法一个共同点是谁距离短就击谁，这也不符合实验室获得的放电现象，放电有分散性和曲折多分支路，并不一定击中距离短的物体。这是先导头部不是一点，先导头部是一个电荷囊，电晕半径约0.6～6m，下行负先导会分数支，地上迎面先导也可是几个。 鉴于上述理由，电力行业标准DL/T620-1997[1]关于避雷针（线）保护范围仍用过去方法，统计了我国4272变电所年的运行经验，表明低于预计的0.1，是可接受的，没有必要改变，否则造成混乱和浪费。变电所现行直击雷防护可靠性，比沿架空输电线路导线上侵入雷电波防护高很多。变电所的危险主要来自沿架空输电线路导线上的侵入波。 需要说明的，DL/T620-1997关于避雷针（线）保护范围没有采用电气几何击距法、滚球法、抛球法等，并不是反对这些方法。世界上那种未标明保护范围内绕击率的计算方法实在太多，难以认同。 5．电力行标DL/T620-1997有关规定 中华人民共和国电力行业标准DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合5.2中关于避雷针（线）保护范围。在避雷针（线）高度h≤30m时的保护范围是А.А.АКОПЯН在1936～1940年间在广泛的实验室研究基础上确定的。它的可靠性经苏联、中国等国家长期运行经验证实，可靠性为0.999。后来扩大用于避雷针（线）高度至120m，对高度影响保护范围作了修正（P）；h≤30m，p1；30m＜h≤120，p＜1；这是考虑避雷针（线）有效性降低，高度大于30m，由于侧击雷，雷击避雷针（线）低于它的顶点。 5.1 单支避雷针的保护范围 单支避雷针保护范围（图1）是靠近避雷针建立一栋“尖帐篷”，自由表面旋转，形成如下的经验公式 （a）避雷针在地面上的保护半径，按式（1）确定 （1） 式中r保护半径，m； h避雷针高度，m； p高度修正系数；h≤30m，p1；30m＜h≤120m，p （b）在被保护高度hx水平面上的保护半径按下列方法确定 （1）当hx≥0.5h时， （2） 式中rx避雷针在hx水平面上的保护半径，m； hx被保护物高度，m； ha避雷针有效高度，m； （2）当hx＜0.5h时， （3） 图1 单支避雷针的保护范围 （h≤30m时，θ45） 图2 高度为h的两等高避雷针的保护范围 5.2 两支等高避雷针的保护范围 两支等高避雷针系统保护范围具有很大空间（图2），超过两支单独避雷针保护范围之和。这是两针之间受到屏蔽。 （a） 两针外侧的保护范围按单支避雷针的计算方法确定。 （b） 两针间的保护范围按通过两支顶点及保护范围上部边缘最低点0的圆弧确定，圆弧的半径为。0点为假想避雷针的顶点，其高度h。按式（4）确定 （4） 式中h0两针间保护范围上部边缘最低点高度，m； D两针间的距离，m。 两针间hx水平面上保护范围的一侧最小宽度bx按图3确定。当bx＞rx时，取bxrx。求得bx后，可按图2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。 图3 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/hap0～7（b）D/hap5～7 5.3 多支等高避雷针的保护范围 有的被保护物，例如，露天配电装置，分布足够大的区域，需要多支避雷针。在这种情况下，保护范围按如下来确定。 （a） 三支等高避雷针[图4（a）]形成的三角形的外侧保护范围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bx≥0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[图4（b）]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bx≥0时，则全部面积即受到保护。 图4 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水平面上保护范围 （b） 四支等高避雷针在hx水平面上保护范围 5.4 避雷线的保护范围 在一些情况下，用避雷线比用避雷针较方便和经济。避雷线保护范围截面建立类似避雷针，仅系数不同，这是因避雷线的引雷功能没有避雷针强。 5.4.1 单根避雷线的保护范围 用于保护露天配电装置和建筑物的单根避雷线，在hx水平面上每侧保护范围的宽度（图5）。 （a）当hx≥时， （5） 式中rx每侧保护范围的宽度，m。 （b）当hx＜时， （6） 5.4.2 两根等高平行避雷线的保护范围 按如下方法确定（图6）； （a） 两避雷线外侧的保护范围按单根避雷线的计算方法确定。 （b） 两避雷线之间各横截面的保护范围，由通过两避雷线1、2点及保护范围上部边缘最低点0的圆弧确定。0点的高度h。按式（7）计算 （7） 式中两避雷线之间保护范围上部边缘最低点的高度，m； 两避雷线之间的距离，m； 避雷线的高度，m。 图5 单根避雷线 保护范围 （h≤30m时，θ25） 图6 两根平行避雷线的保护范围 5.5 不等高避雷针（线）的保护范围 在实际工程中，有时用两支不等高避雷针（线）。建立避雷针和避雷线保护范围截面可以类似图7进行。 图7 两支不等高避雷针的保护范围 （a） 两支不等高避雷针（线）外侧的保护范围分别按单支避雷针（线）的计算方法确定。 （b） 先确定最高避雷针（线）1的保护范围，然后由较低避雷针（线）2的顶点，作水平线与避雷针（线）1保护范围相交于点3，取点3为虚拟避雷针（线）的顶点，建立避雷针（线）2和具有等高h2的点3的保护范围，2与3之间距离，按式（4）或式（7）来确定h0。 （c） 对多支不等高避雷针，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；如在多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bx≥0，则全部面积即受到保护。 5.6 斜坡地面设置的避雷针（线）的保护范围 图8 安装在斜坡地方的避雷针（线）保护范围 若被保护物需要布置在具有较大坡度地方，则避雷针（线）的保护范围亦要倾斜，可以如图8所示来建立[2]。避雷针（线）仅是它自己顶点影响放电过程。首先接近的地表面可以作为零电位面，所以保护范围按垂直斜坡地面高度计算确定。避雷针（线）保护范围，垂下来的下部分自然要减小，上部分要增大。 但利用山势设立的远离被保护物的避雷针（线），不能作为主要保护装置。 5.7 相互靠近的避雷针和避雷线的联合保护范围 图9 避雷针和避雷线的 联合保护范围 联合保护范围可近似地按图9中所示方法确定。避雷针、线外侧保护范围分别按单针、线的保护范围确定。内侧首先将不等高针、线划为等高避雷线，然后将等高针、线视为等高避雷线计算其保护范围。 5.1～5.7介绍了DL/L620-1997中有关避雷针（线）保护范围计算方法。避雷针（线）高度虽然有扩大用到120m规定，但在实际工程中，是不希望用较高避雷针（线），通常选用不超过30m。这是因为（1）避雷针（线）高度不超过30m，有长期多年丰富经验证明，保护有效性非常高。（2）如前所述，避雷针是引雷的，过高避雷针（线）是要增加遭受的雷击频率。若是利用建筑物或结构物上安装高避雷针（线）是要增加该建筑物或结构遭受的雷击频率。虽然建筑物采用了正确配置的防雷保护系统，但增加了雷击频率，对建筑物内部电子设备的运行是有不利的影响。所以大面积的被保护物，亦是宜用多针（线），不宜用很高的少针（线）来保护。例如露天大型110kV及以上配电装置，是采用安装在变电架构上的多避雷针（线）防雷保护系统。例如保护长形物体，可用避雷线在被保护物上部并通过杆（塔）接地。 6 避雷针高度超过120m的保护范围 图10 现实一些特殊工程，需要确定避雷针高度超过120m时保护范围。例如，现在很多火力发电厂烟囱高度超过200m；中国中央电视发射塔高度405m；上海环球金融中心楼高492m；上海东方明珠电视发射塔高度468m；北京德外马甸大气观测塔高度325m；俄罗斯ОСТАНКИНСКОЙ电视发射塔高度540m（为世界第一高塔）；台北金融中心大楼高508m；国内外有很多建筑物高度超过120m，有的达到500多m。高度超过300m，就可能伸入云层。 这些高耸建筑物顶端上避雷针常遭雷击外，在针端下部也常遭受雷电侧击。例如，北京德外马甸大气观测塔，在1995～1996年，除安装在325m上的长5m半导体消雷器多针被击坏外，在320m处安装寻呼机天线亦被击中（图10）；又如，ОСТАНКИНСКОЙ电视发射塔，在塔顶部下215m处有遭受雷击记录，同样地在地面上至塔200m处有雷击[2]。 因此，精确确定这类特高避雷针（线）保护范围是现在世界上一个技术难题。正如前面4所述，现在还有一些主要参数未掌握，靠推论就有多个不同的计算击距（球半径）长度的公式。 现在一些国家，确定这类特高避雷针保护范围，是采用电气几何法（或滚球法、或抛球法）。按照概率方法来计算确定保护范围外廓，按照雷云先导下降，避雷针、被保护物以及地面形成相关的多电极系统。这时认为，先导通道接近地面上物体并接着开始发展放电迎面通道，定向击于物体。头部先导与迎面先导开始发展时刻的击点之间最小距离称为定向距离（也是常说的击距、或滚球半径、或抛球半径）hM。hM愈大，头部先导与接地物体之间电压愈高，意思是先导电荷愈多，经被击物体流过的雷电流最大值愈大。由于各学者掌握参数不同，从而推导很多不同的hM与第一雷击脉冲峰值的雷电流（IM）之间关系的经验公式。建立不同hM值的保护范围内绕击概率。 若击距hM大于避雷针高度h（hM＞h）时，避雷针高度h的保护范围截面如图11中所示。不同击距hM（或者说，不同允许的绕击率）时避雷针保护范围外廓（截面）如图12中所示。 若击距hM小于避雷针高度h（ hM＜h），避雷针高度h的保护范围外廓（截面）如图13中所示。 图11 在hM＞h时避雷针保护范围截面 图12 在不同的击距hM1＜hM2＜hM3时（即绕击率P1＜P2＜P3时）避雷针保护范围截面 图13 hM＜h时的避雷针保护范围截面 检验复杂外形建筑物的直击雷保护是采用一种缩小比例尺的建筑模型进行。按这比例尺制作一个半径hM的球。用这球在建筑模型上的各个方向上任意滚动，若这球仅触到防雷保护装置（接闪器针、线、带、网等），则证明被保护物受到保护。否则必须增加保护装置。 7. 避雷针（线）及接地引流线的配置 避雷针（线）防雷保护系统包括顶端的针（线）（接闪器）、接地引流线、接地极。他们是根据被保护对象的不同而配置不同。有的避雷针（线）安装在被保护物本身上，有的是安装靠近被保护物的独立避雷针（线）处。 被考虑的设备和结构，按他们的防雷保护必要性可划分为五类； （a）第Ⅰ类这类仅需要很少或不需要添加保护。这类仅实际要求他们有效地与合适接地极连接。这类包括有 （1）除油罐或其它易燃材料密闭容器之外的所有金属结构。 （2）水箱、地下井，以及类似结构，基本为钢制。 （3）导体材料制作的旗杆。 （b）第Ⅱ类由导体表面和非导体框架构成的建筑物，这有，如金属屋顶和金属外套建筑物。这类型要求增加接地引下线将外部屋顶和外套与合适接地极连接。若建筑物长度超过20m时应每隔20m增设一根接地引流线与合适接地极连接。在非金属架构，至少两根接地引下线。 （c）第Ⅲ类由金属框架和非金属壁面的建筑物。这类必需增装接闪器并与金属框架连接，壁面上尖刺（或突出物）易遭雷击，应限制壁面上尖刺或突出物。钢架结构应注意连接接触面。依靠结构钢架形成接地通道，不应涂非导电的涂料。采用非导电涂料时应跨接或设专门接地引下线。 安装在结构上的接闪器应坚固棒形或管状，至少为0.25m，可能话为6m，这些接闪器应该验算一下保护范围。结构表面不应有凸出或超出保护范围界面。一般地，对平顶或稍倾斜屋顶，在建筑物周边上安装长0.25m接闪器，互相相距不应大于6m；长0.6m接闪器，互相相距不应大于7.6m。对周边长之间的屋顶区域，15m间距是足够的。 当然地，在由非导电材料做成的屋顶，可装设由直径8mm网格55m2（网孔）的钢网接闪器（避雷网）。其它保护的实施同金属屋顶一样，其屋顶上突出部分增装接闪器。 （d）第Ⅳ类由非金属物构成，框架和壁面都不是金属材料。这类要求广泛的保护加工。这类包括有 1 木、石、砖、瓦或其它非导体材料的建筑物，没有金属加强构件。这多般为农村房屋，雷电易击烟囱、屋脊顶，从脊至边缘的前檐。在雷击概率最大地方安装钢筋就可以了，即沿屋脊顶和边缘的前檐，用两根接地引下线与接地极连接；在烟囱顶上应安装高出烟囱20～50cm的钢棒与接地引流线连接。 2 高塔和高烟囱。有加强构件，这类应装设接闪器、引流线和接地极的全部防雷保护处理。 非导电重力塔对重力塔，这包括石油和化工厂中的塔，与塔顶上环形导体连接的接闪器，要求不少2根接地引流线与塔基接地装置连接（见图14），接闪器可用硬铜或不锈钢制作。应在圆顶上均匀布置，相隔不应超过2.5m。对方塔或直角塔，接闪器应超过2.5m。非可燃气体塔上的接闪器长度可短至0.46m。通风塔排出爆炸气体或灰尘者，接闪器长度应不小于1.5m。强力通风排出气体或灰尘速度很快者，接闪器长度应不小于4.6m。在后者情况，接闪器如图14中所示。向外倾斜与垂直线成30角。 图14 非导电重力塔 排出的为腐蚀的，如烟气，要求接闪器加一外套，厚1.6mm。在塔顶下面加一环圈。在尖塔；尖塔是相似于塔，只是他们一般都陡尖，因此仅安装一个接闪器。这种被保护物。 其顶上仅修饰一下就能满足防雷保护要求。另外，若尖塔是用木制，为非金属的，就必须要有足够接地引流线。 高塔设备放在很高塔边上，如电视发射塔或FM天线，应采取保护，防止塔外侧的突出物遭受雷电侧击损坏。在塔高超过45m，在水平或靠近水平位置的突出物，只要被接闪器保护又要距接闪器有适宜距离，以防来自接闪器边上的雷击，而不是塔本身突出物。这将极大地减轻由接闪器雷击电弧对电气脆弱元件的损坏概率。确定在塔上存在的突出物数量、突出物长度以及沿塔的他们垂直距离，首先是经济，接着就是防雷保护原则。 （e）第Ⅴ类这类是它具有高危险或高损失，后果大，通常需要全面防雷保护处理，包括装设接闪器或独立避雷针（线）、接地引流线和接地极组成的防直击雷的完善系统。这包括 （1）具有很高艺术（美术）、历史或实在价值的建筑物。 一般地，在艺术品制造时加有钢棒，高出艺术品20-30cm，并与下面顶部连接，或者沿艺术品表面加钢树枝，若在艺术品内部装有金属棒，就不需另搞。 （2）含有易燃或易爆材料的建筑物。一般用独立避雷针（线）和防侵入波的两道防雷保护系统。 （3）含有这样物质，若雷击效应时将发生危险后果。 一般用独立避雷针（线）和防侵入波的两道防雷保护系统。 （4）油罐和油箱。 大型石化企业的油罐和油箱应按国标50074-2002石油库设计规范。 一般地说，油罐钢壁厚在4mm及以上是允许雷直击罐顶或壁，雷直击点是很小的危险。钢罐均装有钢顶，是具有自保护。非金属油罐自身不具有保护，通常应安装独立避雷针（线）防雷保护系统。在所有情况，接合面和管线均应良好电气连接，所有阀门或气体开关或阻燃器亦应良好电气连接接地。孔或漏气附近都有可能遭雷击，应十分注意避雷针（线）高度。避雷针（线）保护范围界面应高出呼吸阀顶，一般为2m及以上，5000m3以上贮罐应为5m以上。避雷针与呼吸阀水平距离，一般为3m以上，5000m3以上贮罐为5m以上。 （5）架空输电线路。 （6）变电所。 （7）发电厂和水泵站的旋转电机（发电机，调相机，电动机等）。 公用设施如（5）～（7）提供极为重要功能，因此，必须按电力行标DL/T620-1997有充分的防雷保护。 以上五类安装的所有接闪器应连接接地引流线，每一接闪器应有两个通向接地装置的通道。引流线弯曲半径尽可能一样，不要小于20cm，因为突然弯曲增大引下线电抗。这是因雷电波为高频的关系。各种结构和建筑物提供至少两条接地引下线，但天线塔、尖塔和旗杆仅需一条接地引下线。 接地引流线位置随接闪器位置，被保护结构尺寸、金属体位置、水管、接地极以及接地情况等而定，引流线应最直路径，牢固，防止损坏或移动。如结构具有导电金属柱，这样就可起到引流线作用。接闪器必须用导线与柱连接。引流线之间平均距离应不超过18～20m，不规则形状结构，要求非常直的引流线。引流线经过人行道，机车道，娱乐场所，院围墙，等等，应防止损坏或移动。若引流线走向经过地下铁道或管道，引流线必须与铁道或管道搭接（电气连接）。 每根接地引流线必须在它底端与地网或接地极连接。接地极必须离开建筑物基础有一定距离，不少于0.6m。若可能话，延伸至建筑物底座之下。接地导体长度是很重要的。而水平路径，即是说，至良好电极（如水管）相距15m，就很少影响它结构旁打垂直电极。电极应与大地土壤良好接触。与地连接应避免在结构一边。 当然地，接地引流线和接地极愈多，电阻愈低，在其保护系统上产生的电压愈低，主要是经济上合算否钢架建筑物有一个很大优点，有很多钢柱，在每根柱子底基是良好接地极。 非金属架构建筑物的内部靠近接地引流线的小金属部件应与接地引流线连接。即是说，引流线可能对其会产生反击。小金属部件和外部金属屋顶或罩毗连，同样地应这样，外部紧急上下梯子亦应有尽就近与接地引流线连接。对利用接闪器保护的平顶建筑物，高出接闪器的所有金属部件和设备，如空调设备和加热设备，均应与防雷保护系统连接。金属壁厚小于4mm时，应在其上安装接闪器。 对高建筑，除垂直接地引流线外，还每隔18m敷设等电位水平圈环，这圈环应与接地引流线连接，消除引流线之间电位差。若不这样做，在雷击时，每根引流线波阻抗是不同的，在引流线之间呈现电压差。特别高的结构，例如，300m以上，应做水平均压，外部接闪器与引下线连接并与水平环圈连接。在高度为457m以下，水平接闪器垂直相距不应大于36m，并与水平环圈连接。457m以上结构，垂直相距18m应装设水平接闪器，并与水平环圈连接。这些接闪器是必须的，原因有二第一，低到457m就可能有云，所以高结构上就可能有云。第二，雷击发展为短步迅速串击，不是单一连续击穿。不可认定为单一段的直击。所以就有雷击可能越过高结构顶然后侧击结构顶下。水平接闪器可提供对结构自身金属件如窗框架的防护。 防雷保护装置的所有部件均应有足够载流截面，以保证在雷电流通过时不会过热，并应平直。 避雷保护装置的所有部件均应有足够载流截面，以保证在雷电流通过时不会过热，并应平直。 避雷针采用钢棒接闪器，截面为50100mm2。采用的钢绞线避雷线截面不应低于35mm2。 在建筑物内、外以及地中的雷电流导流体最小截面如表1中所示。 表1 导流体敷设地方 不同断面的导流体最小截面 圆钢直径 （mm） 直角钢 角钢 管；壁厚 （mm） 宽（mm） 厚（mm） 宽（mm） 厚（mm） 建筑物内 5 24 3 24 2 1.5 建筑物外 6 48 4 48 2.5 2.5 地中 8 48 4 48 4 3.5 若是具有多根引流导体并联连接，其中每根仅流过部分雷电流，则截面可减少。 引流导体应从接闪器至接地装置均应沿其牢靠连接。在其全长不应有环或锐角（图15）。若反之，导流体不同点之间可能击穿，或者在流过雷电流时产生电动力作用下搞断（图16）。 图15 引流线正确敷设 图16 引流线不正确敷设 防雷保护装置部分彼此连接最好是焊接。亦可用螺钉连接和铆钉连接。在所有情况下，连接部件之间接触面积不应低于这些部件截面的两倍。 导流体固定非实心的避雷针（线）结构（杆塔）上或墙上时应每经1.5～2.0m有一固定点。导流体，具有合适的截面，亦可牢固在木质房屋或避雷针（线）支柱木杆上。 为了防护接闪器和引流线的腐蚀，不推荐用多股钢绞线，如已用，应镀锌。 参考文献 [1] 中华人民共和国电力行业标准DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 [2] ЛАРИНОВ, В,П; МОЛИИЕЗАЩИТА. ЧАСТЬ Ⅰ ЭЛЕ-КТРИЧЕСТВОNo.4/99 作者简介 许颖，男，1930年出生，江西南昌人，（正）高级工程师，长期从事电力系统过电压防护科研工作。 15