2bx——在高度hx的水平面上，保护范围的最小宽度，m。 当针的高度不同，P也不同
（1）由图2-6可见，m、n两点是保护的边缘，若避雷针A可以保护 m、n两点，则其满足的临界条件是m、n落在半径rx为的Am圆上。 Am=502?52=50.25 所以 rx=50.25m
hh a . 当 hx? ，即15?时，则30 ? h，可知 P=1
22 rx = ( h - hx )P 50.25 = ( h - 15 )*1 h=65.25m
这与已设条件矛盾，故舍去。
hh b . hx <时，即15<
22
rx = ( 1.5 h -2 hx ) P
50.25 = (1.5 h - 2*15 )*h 30 67.5 h2 - 5225.06h + 27000 = 0
5225.06?5225.062?4*67.5*27000 h=
2*67.5 h1=72m h2=5.57m
B、C两针联合保护距离D=80m，根据公式计算避雷针的保护范围是否能 满足条件。
当h=72m时，计算
ho =h-Dho = 72 - 7P80 30772 ho = 44.6m
bx=1.5（ho-hx）
bx=1.5（44.6-15)
bx=44.4m>5m 可见能够保护
当 h=5.57m时，计算 ho = 5.57-80 3075.57 ho =0.65m<15m
可见避雷针高为72m，虽满足保护的条件，但是太高，不经济；而高为0.65m时，两针联合保护高度远小于15m，不能有效保护变电站，可见三根避雷针安装不是很合理。
方案Ⅱ采用四支等高避雷针
AmDn60pBq80100120C80
图2-8 变电站三根避雷针安装图
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如图2-8所示，将避雷针安装在A、B、C、D四点，高为h。AB、BC、CD、DA的距离相等，均为80m。
由图可知保护范围的最小宽度bx=10m ，hx=15m。
取P=h，则： 30
（1）计算AB时
bx=1.5（ho-hx）
10=1.5（ho-15）ho=21.67
D ho = h - 7P 21.67=h -
80 307*h h = 21.67+h 假设h = a，代入公式可得
a2?2.08?21.?67
0 1.674*2a?2.0?822.0?82 a = 5.81 h=33.77m
计算出的避雷针的高度为33.77m Am?102?102?14.14m
取hx=15m时， h = 33.77m hx< rx = ( 1.5 h -2 hx ) P rx =(1.5*33.77?2*15)*
（2）计算AC时，将bx定为极限条件，即bx=0，就可以保护整个范围。 ho=hx=15m
h2 则，
30?19.47m?Am，可以保护m、n、p、q四点。 33.77
AC=802?802?113.14m ho =h-D 7P 15?h?113.14 307*h 15=h-2.95h 设h= a，则a2?2.95a?15?0 a?2.9?522.9?524*15?5.6 2 h=31.58m
由此可看出，选择避雷针高为33.77m就可满足条件，即保护整个变电站。
2.2 接地装置的设计
2.2.1接地装置的介绍
各种防雷保护接地装置都必须配有适当的接地装置才能有效地发挥其作用，所以防雷接地装置是整个防雷保护体系中不可缺少的一个重要组成部分。
防雷接地是针对防雷保护的要求而设置的，目的是在于减少雷电流通过接地装置时的电位升高。
接地装置是埋在地下的一组人工接地导体，它由接地体和接地引线组成。接地装置作用是将雷电流顺利泄入地下，减小接地电阻，以降低雷电流通过避雷针(避雷线)或避雷器时的过电压。电力系统中接地可分为三类:
(1)工作接地:根据电力系统正常运行的需要而设置的接地，它所要求的接地电阻值约为0. 5～10?的范围内。
(2)保护接地：设这种接地，电力系统也能正常运行，但为了人身安全而将电气设备的金属外壳加以接地，它是故障条件下才发挥作用的，它所要求的接地电阻值处于1～10?范围内。
(3)防雷接地：用来将雷电流泄入地下，以减小它所引起的过电压，它的性质似乎介于前两种之间，它是防雷保护装置不可或缺的组成部分，这有些像工作接地；但它又是保障人身安全的有利措施，而且只有在故障条件下才发挥作用，这又有些像保护接地，它的电阻值一般在1～30?。
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接地电阻Re是表征接地装置功能的一个最重要电气参数。它包括四个组成部分，即:接地引线、接地体本身电阻、接地体与土壤的过渡(接触)电阻和大地溢流电阻。不过与最后的溢流电阻相比，前三种电阻要小的多，一般忽略不计，这样一来，接地电阻Re就等于从接地体到地下远处零位之间的电压Ue与流过的工频或直流电流Ie之比，即
Re?Ue Ie
对于防雷接地而言，我们最感兴趣的将是流过冲击大电流时呈现的电阻，称为冲击接地电阻Ri，对应的工频或直流下的接地电阻Re称为稳态电阻。
防雷接地和保护接地、工作接地不同，其一是雷电流幅值大，其二是等值频率高。当雷电流流过接地体时，接地体附近电场强度增大，其值超过土壤击穿场强，在土壤中发生局部火花放电，与土壤的接触面积增大，使R趋向减小，即同一接地装置在幅值很高的冲击电流作用下，其接地电阻小于工频接地电阻，这种效应称为火花效应。
另一方面，由于雷电流的等值频率高，这就使接地体自身电感增加，阻碍电流向接地体远端流通，对于长度较长的接地体这种影响更明显，从而使接地体得不到充分利用，使接地体电阻大于工频接地电阻，这种现象称为电感影响。
由于以上两个方面的原因，使冲击接地电阻与工频接地电阻不同，常用冲击系数来表示两者之间关系
?i?RiRe
式中 Ri — 冲击接地电阻 Re — 工频接地电阻
其值一般小于1，但在接地体较长时也可能大于1。当火花效应大于电感影响时，αi<1；相反，当电感影响大与火花效应时
?i>1。?i的值与雷电流幅值、波形、土
壤电阻率ρ及接地体有关。
常见的一些接地体的工频接地电阻计算公式: 1.单根垂直接地体
当l << d时
Re???8l??ln?1? (?) （2-5） 2?l?d? 式中 ρ — 土壤电阻率，?·m；
L — 接地体长度，m； d — 接地体直径，m。 如果接地体不是用钢管或圆钢制成，那么将几何尺寸按下面公式计算成等效的圆钢直径，仍可用下式进行计算
如等边角钢: d=0.48b（b为每边宽度) 如扁钢:d=0.5b (b为扁钢宽度)