35kV電力變壓器的防雷保護

摘 要：近年來，在我國，電力變壓器遭受雷擊的現(xiàn)象十分普遍，雷擊一方面使電力系統(tǒng)的正常運行受到嚴重影響，另一方面也使人民面臨著生命和財產(chǎn)的雙重損失。目前，盡管我國有關部門強化了對電力變壓器進行防雷保護工作的重視，但是受多數(shù)電力變壓器仍然屬于35KV電壓影響，防雷保護仍然有待加強。文章通過對遭受雷擊損壞地區(qū)的具體情況和雷害事故原因進行分析，提出了對35KV電力變壓器進行防雷改造的有效措施。

關鍵詞：防雷保護；電力變壓器；接地電阻

1 現(xiàn)場情況

通過調(diào)查研究某地區(qū)雷擊損壞現(xiàn)場情況，電力變壓器在高度為10米左右的2根形狀為圓柱形的混凝土鋼筋電桿組成的平臺上進行安裝，距離地面3米的上方是變壓器底部，而距離高大建筑物2米的地方則是變壓器側面。變壓器具有35kv的電壓等級，運用星形方式對高壓繞組進行連接，其中性點并沒有同地面進行連接；同時，低壓繞組的連接方式也為星形，但是其中性點直接同地面相連接。低壓側和高壓側中性點都對金屬氧化物類型的避雷器進行了安裝。另一方面，外殼與變壓器低壓側部分具有的中性點和避雷器的全部接地端進行連接后，利用具有10mm直徑和4.3m長度的鋁鋼絞線同地面相連接。通過現(xiàn)場測試，接地裝置內(nèi)部具有的接地電阻為31.5歐姆，開挖檢測接地極后發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)的接地極被嚴重腐蝕。

2 雷害事故

在變壓器被雷擊損壞的現(xiàn)場，尚未發(fā)現(xiàn)對變壓器側面或電桿頂部進行支撐的部分存在雷電放電痕跡。通過電纜將變壓器具有的低壓側出線向各分戶管理電表室進行連接，不存在雷電直擊的問題。因此，只有襲向35kv架空線路沿路的雷電波存在損壞變壓器的可能。

發(fā)生在35kv架空線路上的有關雷電過電壓有兩種，一種屬于感應雷，另一種則為直擊雷。作為缺乏避雷線的一條架空線路，雷電對35kv架空線路導線的直接擊中，其電流往往沿導線一分為二的進行流動，因為導線自身具有的波組容易產(chǎn)生抗作用，所以就會在導線之上形成一種雷點過電壓。雷云不斷積聚中產(chǎn)生放電靜電效應并在鋪設的線路之上產(chǎn)生一種雷電感應過電壓；此外雷云放電過程中會釋放出較強的脈沖磁場，其中磁力線同35千伏架空路線形成一種路交鏈，而在線路運行中能感應到一定電壓值。雖然雷電流值的大小變化具有很強隨機性，但相對35千伏架空線路所具備的絕緣耐受電壓能力相對有限。比如，日常生活中使用到的P-10絕緣子在受到雷點沖擊力影響下產(chǎn)生相應放電電壓，而且電壓值要高于100kv。我們常見的S-185型專用瓷橫擔在受雷電影響之下會產(chǎn)生185kv的放電電壓。因此35kv架空線路之上所形成的雷點過電壓大多會高于絕緣子自身所產(chǎn)生的沖擊放電電壓，從而形成絕緣子閃絡放電。

規(guī)定：一般來說，35kv系統(tǒng)中所使用的避雷器在受到標稱為8/20μs且5KA雷電沖擊之下，會形成殘壓值為Uc=42.0kv。依據(jù)我國當前過電壓相應保護規(guī)程我們得知，當雷電波沿著相應線路入侵時會誘使避雷器發(fā)生相應動作，此時應取雷電流值為5KA，且波頭值為2.7μs。

P-20型絕緣子所產(chǎn)生的沖擊發(fā)電值大約為150kv，而當線路運行時遭受雷電過電壓入侵時所產(chǎn)生的最大幅值也可以達到150kv；而此時又已知Y2W-12.9/42型避雷器所產(chǎn)生的放電動作其電壓值大約為50kv，由此可見在很多情況之下，35kv架空線路之上如果出現(xiàn)相應雷電波都會致使35kv變壓器在其高壓側端所使用的避雷器發(fā)生放電現(xiàn)象。當避雷器發(fā)生相應動作時，所產(chǎn)生的5KA雷電流就會引入大地，若將整個接地電阻值設置為31.5Ω，那么相應接地體之上所形成的電壓為下降到：Δu2=5×31.5=157.5（kv）。

依據(jù)相關標準，我們不難發(fā)現(xiàn)35kv變壓器在運行中受到雷電沖擊影響之下所能承受的耐受電壓值大約為120kv。由此可見，變壓器自身的沖擊絕緣水平同所入侵雷電所產(chǎn)生的過電電壓相比，要低很多。因此當35kv線路在運行時，一旦發(fā)生雷電過電壓入侵情況時，那么其避雷器所產(chǎn)生的動作勢必會作用到變壓器絕緣處，在此所產(chǎn)生的沖擊電壓可高達310kv，這必然會導致變壓器內(nèi)部絕緣出現(xiàn)擊穿損壞情況。

3 對防雷工程進行改造

依據(jù)相關分析，我們可以得知變壓器在受到雷電過電壓的影響，會產(chǎn)生相應沖擊電壓，參照相應標準，可以將其分為Uc以及Δul還有Δu2這3個分量。Uc是由避雷器自身所決定的，因此從某種意義上來說，無法改變。Δul同整個引下線長度息息相關，而Δu2則同接地極處的實際接地電阻有關。所以說，在對35kv系統(tǒng)中改造防雷工程需要從上述幾個方面來進行。

3.1 對入侵的雷電波幅值進行相應限制

3.2 降低接地電阻

當35kv架空路線遭受雷電波入侵時所致使避雷器發(fā)生發(fā)電動作時，所產(chǎn)生的沖擊電壓主要是相應接地極上的相應電壓降，并會造成變壓器外殼處的電位增高許多。此外在這個環(huán)節(jié)中還能等效作用于系統(tǒng)變壓器內(nèi)部的低壓側處，進而從一定程上加重了避雷器負擔。因此為了有效解決和環(huán)節(jié)這種情況，就需要我們采取相應措施來降低接地電阻。在線路運行中，可以挖3個直徑不小于1m、且深度不小于2m，且其間距為6m的深坑。在每個坑中埋設1根長度不小于2.3m的角鋼，同時用相應的扁鋼帶將這3根埋設的地角鋼連接起來，并用細泥土進行相應的回填作業(yè)，并對接地極坑進行夯實作業(yè)。這樣，接地電阻就會下降到9.2Ω，滿足了相應標準。

4 結束語

總之，35kv系統(tǒng)中電力變壓器在遭受雷電入侵時，通常會發(fā)生諸多狀況，本文通過對其進行詳細介紹和分析，為做好變壓器相應的防雷保護工作提供了有效的建議，從而為防雷保護措施的完善健全，為防雷保護工作的順利進行提供了參考依據(jù)和保障！

參考文獻

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