配电变压器防雷措施浅谈

配电变压器防雷措施浅谈

王小明

泉州供电服务有限公司晋江分公司，福建 泉州 362200

摘要：随着人们用电需求的不断增长，人们对配电变压器的要求也越来越高，如何保证变压器的平稳运行是关键一步，但是雷击对变压器的影响十分大，还可能会损害变压器。本文分析了加强配电变压器防雷保护能力的重要性，指明了目前配电变压器防雷存在的问题和不足，并提出要通过改善电网配置、降低接地电阻值、在低压侧加装避雷器、定期检测避雷器等方式途径来进一步提高配电变压器的防雷性能，让配电变压器更好地运行，保障电网的稳定性和有序性，助推地方经济的良好发展。

关键词：配电变压器；防雷；雷击原因；防雷措施

1 做好配电变压器防雷措施的重要性

电力是保障人们生产生活，促进城市发展进步的重要要素之一，人们越来越离不开电能，随着配电变压器使用需求的增加，再加上我国地域辽阔，在各种地理环境下都分布架设着配电变压器，所以配电变压器的故障和损失也时有发生，在众多故障成因中，遭受雷击是较为频繁和带来严重性较大的一个原因。而一旦配电变压器遭受雷击，设备将会收到损坏，雷电对配电变压器造成的损害不低于26%，从而会影响一定区域范围内的供电，甚至会导致供电中断。不论是供电公司，还是普通居民，都应充分认识到雷击给配电变压器带来的破坏性，并且研究分析如何更有效地防止配电变压器遭受雷击，最大范围内发挥电力电网的功能作用。

2 配电变压器雷击烧毁的原因

2.1避雷装置不完善

其中主要原因就是配电变压器低压侧没有装设低压避雷器，因为低压线路分布无任何保护，容易遭受雷击。当雷电落在低压侧线路上，雷电感应过电压通过计量箱加在配电变压器低压绕组上，按照高压绕组25倍变化，感应到高压侧产生高电压为200kV（UH=25×8=200KV）。这个感应电压大大超过了配电变压器高压绕组的允许冲击电压75kV时，就将击穿高压侧绕组，致使烧毁变压器。

2.2配电变压器接地电阻值过高

造成配电变压器接地电阻值过高主要有以下几方面的原因：

1. 接地装置的材料不规格。由于接地体埋设不规范，接地体埋深不够，安装工艺马虎，接地体与接地线头虚连，大地过于干燥，土壤电阻值过没有解决抚州等，均有可能造成接地电阻值过高。

2. 由于变压器设计安装不合理。设计安装时，对于接地线的作用重要性认识不足，中性线截面积选择过小。安装避雷器接地点连接不牢固，或由于外力的破坏，接地线被盗等原因，都有可能导致接地线断线，造接地电阻过高。

3. 年久失修，导致接地电阻值超过规定值。

3配电变压器的防雷电措施

3.1预防措施

1. 对配电变压器定期进行试验，对不合格的配变进行维修或更换。

2. 对配电变压器进行定期巡视，主要检查避雷器的固定螺栓是否松脱，高低压侧引线是否可靠，“3点共地”的固定点是否松动，接地引下线的破坏或腐蚀情况等。

3. 对配电变压器接地系统进行定期接地电阻测量，并进行记录和存档，以便日后进行数据对比。

4. 通过应用智能巡检系统来规范设备的运行管理，减少或消除传统巡查无法监督巡查人员的工作状态，信息量少等弊端，并结合红外测温等技术手段，进行现场检查配变的运行状态，同时采用巡检管理软件，实现运行设备的采集、存储和分析，对配电变压器进行规范化的集中管理。

5. 对变压器巡查工作定期进行接地装置的导通试验。通过导通试验反应接地引下线的连接问题，确保引下线的可靠连接。

3.2 高压侧防雷电措施

在配电变压器高压10kV侧应安装避雷器或金属氧化物避雷器。特殊情况下，还可采用两相阀型避雷器保护相空间或相空间。阀式避雷器可更换为管式。为了避免变压器的绝缘保护效果和保护装置的剩余电压应靠近变压器，保护装置连接。为了有效地防止雷电电流形成压降和避雷器残余压阻现象的出现，在绝缘子、避雷器和变压器的外壳上，只存在于阀型避雷器高压侧的剩余电压中。但是当接地体和接地线压降的电位时，可使配电变压器电位升高，造成反向放电。因此在连接过程中，需要保证在同一平面内的变压器壳的中性点。

3.3 .低压侧防雷电措施

配电变压器高压侧被损害有很大一部分是低压侧造成的，具体原因为：若变压器的10kV侧发生落雷，相应的阀型避雷装置立即启动，会在接地电阻中生成压降，记为I=5A和R=7Ω，代入U=IR计算可得此时的压降数值为35V。在此时几乎所有压降都作用于低压绕组中。由于受到电磁感应作用，高压绕组中将产生较大的电压，电压的数值符合变压比特性。比如对于10/0.38V的配电变压器而言，其变压比数值26，通过计算可得该变压器的瞬时冲击电压值可达910V。由于对实际的潜在的固定的避雷器，价值可以通过变压器绕组瞬时脉冲电压计算出口端的变压器高压侧，沿区域内中性点电位分布均匀的电位达到峰值，可以直接打穿绝缘。另外此时的匝间电压也较大，同样具有击穿的危险。如果配电变压器的低压侧发生雷电冲击电压时，电压比根据高压侧的影响。与高压相比，低压侧的绝缘裕度较大，因此可能会使高压绝缘击穿。所以无论是闪电发生在哪边，有绝缘击穿可能。

3.4 加强设备检修维护

为了保证10kV及以下配网稳定运行，提升配电网的防雷性能，应该定期进行设备检修维护。定期更换存在缺陷的避雷器装置，检测避雷器的防雷性能和接地电阻值，检查接地引下线，一旦发现不合理之处应及时改进，保证良好的运行状态，最大程度上降低雷击事故概率。除了上述几种防雷技术和措施以外，还有其他的防雷技术，如延长闪烁路径，有助于熄灭电弧，提升绝缘强度；选择绝缘性能的材料，在配电线路中增设绝缘点，保护配电线路；如果是干燥季节，结合实际工作需要适当的增加电阻测试频率，获取精准可靠的电阻测试结果。结合实际情况，选择合适的防雷保护措施，最大程度上降低雷电事故发生概率。

3.5 降低塔体接地电阻

通过降低塔体接地电阻的方式，可以起到维护配网运行安全，提升配网防雷性能的作用。此种方式适合地势平坦的区域，如平原地区的土壤电阻率较低，可以选择此种方式来提升10kV及以下配网防雷性能，相较于其他技术而言，施工效率较高，安装更为便捷。如果是在山区杆塔防雷管理，应做好接地电阻质量把控，施工全过程监管和控制，一旦发现问题及时解决。需要注意的是，塔脚位置的接地网敷设较长，可以适当地提升电线和地面之间面积，降低电阻率。但如果配网遭受雷击，接地电线过长，伴随的附加电感值随之增加，塔体的电位和电压差变大，影响到防雷装置的防雷性能，埋下一系列安全隐患，需要予以高度关注和重视。

4 提高配变防雷可靠性的方法

4.1 如期开展调试和维修

工作时的避雷器要综合线缆维护与打扫进行试验。对不符合标准和要求的避雷装置可以进行换代更新。新阀型避雷器工作了一段时间之后，鉴于避雷装置本身老旧，它释放的电压下降，电阻而变低。当它工作时的频率所产生的电压降低到二十千伏特时，绝缘电阻数值低于一般标准时，一定要更换装置本身，不然会致使线路频繁发生事故。

4.2 避雷装置的选取一定要和线路额定电压相契合

避雷装置额定电压比一般设备额定电压高，会让设备遭受雷击，缺乏安全防护；避雷装置规定电压低于设备额定电压。在一般情况之下，过电压下水平会因为避雷装置不断动作引起线路接地跳闸。

5 结语

我国共有2400个县级农村电网及280个城市电网，配电变压器数量达数百万台，加之我国土地辽阔，且雷暴日偏多，如南方某些地区年雷暴日高达100～130日，配电变压器受雷电波侵害较为严重，这不仅给供电企业带来极大的经济损失，而且严重影响供电可靠性。为此，为了防止雷电波对配电变压器的侵害，保证配电变压器安全运行，有必要对配电变压器防雷保护措施逐一分析，从而有选择性的采取适当的防雷保护措施。

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