淺析配電變壓器的防雷保護(hù)

摘要：配電變壓器的諸多事故中，雷擊損壞占了30%以上，且有逐年增加的趨勢(shì)。基于此，本文就配電變壓器的防雷保護(hù)進(jìn)行全面探究，從分析配電變壓器遭受雷害的主要途徑入手，強(qiáng)調(diào)不同環(huán)境下對(duì)不同類(lèi)型的變壓器的安裝需求，并對(duì)防止變壓器遭受雷擊的方法和措施進(jìn)行深入的探討。

關(guān)鍵詞：配電變壓器；防雷保護(hù)；低壓線(xiàn)路

配電變壓器的雷擊事件是影響電網(wǎng)安全的重要原因，不僅嚴(yán)重影響著電力網(wǎng)絡(luò)供電的安全性和穩(wěn)定性，還使社會(huì)電力企業(yè)遭受極大的損失。從現(xiàn)階段配電變壓器防雷保護(hù)設(shè)施的安裝現(xiàn)狀來(lái)看，大多數(shù)電力企業(yè)對(duì)配電變壓器的防雷措施都比較簡(jiǎn)單，因此防雷的效果并不理想。在此基礎(chǔ)上，探究配電變壓器防雷保護(hù)的有效措施是很有必要的。

1 配電變壓器遭受雷害的主要途徑

1.1雷電直擊配電變壓器[HT]

雷電直擊配電變壓器指的是配電變壓器的出口遭受雷擊，雷電會(huì)直接流入避雷器中，這時(shí)避雷器的雷電流會(huì)相當(dāng)接近全部的雷電流，配電變壓器中的雷電流會(huì)達(dá)到最大的程度，使配電變壓器達(dá)到危險(xiǎn)的絕緣狀態(tài)。這種雷擊方式是配電變壓器遭受雷擊最嚴(yán)重的一種方式，但是發(fā)生這種雷擊的概率一般比較小。

1.2雷電直擊配電線(xiàn)路[HT]

雷電直擊配電變壓器的線(xiàn)路是常見(jiàn)的一種雷害途徑，雷電一般會(huì)直擊配電高壓導(dǎo)線(xiàn)或低壓導(dǎo)線(xiàn)。當(dāng)配電變壓器的高壓導(dǎo)線(xiàn)遭受雷擊時(shí)，雷電流在流入避雷器時(shí)會(huì)在一定程度上受到線(xiàn)路的限制，但發(fā)生這種情況是建立在雷擊點(diǎn)與配電變壓器存在一定距離的條件下的，當(dāng)雷擊點(diǎn)與配電變壓器的距離不同時(shí)，產(chǎn)生的雷電流也相應(yīng)不同，如下表數(shù)據(jù)所示。當(dāng)?shù)蛪簩?dǎo)線(xiàn)被雷電擊中時(shí)，一般會(huì)發(fā)生低壓三相進(jìn)波的情況。

1.3雷電導(dǎo)致線(xiàn)路產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓[HT]

無(wú)論是配電變壓器的高壓導(dǎo)線(xiàn)還是低壓導(dǎo)線(xiàn)，被雷電擊中時(shí)都可能導(dǎo)致線(xiàn)路產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓。以低壓導(dǎo)線(xiàn)為例，低壓導(dǎo)線(xiàn)本身的沖擊電壓標(biāo)準(zhǔn)為60kV，當(dāng)線(xiàn)路遭受雷電擊中時(shí)，低壓導(dǎo)線(xiàn)的沖擊電壓標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)受到?jīng)_擊，低于此標(biāo)準(zhǔn)的感應(yīng)電壓會(huì)從三相線(xiàn)路侵入配電變壓器中，從而導(dǎo)致低壓繞組的現(xiàn)象發(fā)生，因此就會(huì)出現(xiàn)三相進(jìn)波的現(xiàn)象。

2 防止配電變壓器遭受雷擊的方法和措施

2.1在配電變壓器的低壓側(cè)加裝避雷器[HT]

在配電變壓器的低壓側(cè)加裝避雷器能夠有效防止配電變壓器遭受雷擊。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)安裝避雷器，接地裝置電位受高壓側(cè)放電的影響而升高時(shí)，低壓側(cè)加裝的避雷器就會(huì)開(kāi)始放電，這就會(huì)使低壓側(cè)的電位差相對(duì)降低，從而使“反變換”的電力現(xiàn)象消失。從長(zhǎng)期的實(shí)踐來(lái)看，配電變壓器的線(xiàn)路絕緣性能越高，低壓側(cè)就越有必要加裝避雷器，比如低壓線(xiàn)路采用石桿、瓷擔(dān)、木擔(dān)、木桿等材料時(shí)，配電變壓器的低壓側(cè)必須加裝避雷器，同時(shí)還要注意將絕緣子鐵腳接地，從而使避雷的有效性增加。

2.2在配電變壓器的高壓側(cè)加裝電抗線(xiàn)圈[HT]

將電抗線(xiàn)圈安裝在配電變壓器的高壓側(cè)可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目的，首先，電抗線(xiàn)圈能夠?qū)㈤y式避雷器的沖擊電壓有效提高，從而使配電變壓器的放電性能增強(qiáng)，使配電變壓器得到更加有效的保護(hù)；其次，電抗線(xiàn)圈能夠有效降低配電變壓器的波前陡度，對(duì)配電變壓器的縱絕緣形成有效的保護(hù)。在實(shí)際生活中，電抗線(xiàn)圈會(huì)與其他防雷措施進(jìn)行協(xié)調(diào)組合，共同發(fā)揮配電變壓器的防雷保護(hù)作用。

2.3科學(xué)合理的利用金屬氧化物避雷器[HT]

金屬氧化物避雷器是一種較為先進(jìn)的避雷設(shè)備，其防雷保護(hù)的性能較好，因此在實(shí)際中逐漸將傳統(tǒng)的閥式避雷器替代，得到了日漸廣泛的運(yùn)用。在安裝金屬氧化物避雷器時(shí)，一般要保證金屬氧化物避雷器與配電變壓器之間的距離保持在5米以?xún)?nèi)。金屬氧化物避雷器一般選擇Y5WS12.7/45或Y5CS12.7/45等型號(hào)，前者為內(nèi)部無(wú)間隙的結(jié)構(gòu)，后者則為內(nèi)部串聯(lián)間隙的結(jié)構(gòu)，更有利于在雷擊較頻繁的地區(qū)使用。金屬氧化物避雷器的安裝位置一般為配電變壓器總保險(xiǎn)絲的外側(cè)，或者安裝在配電變壓器低壓側(cè)出線(xiàn)總開(kāi)關(guān)的外側(cè)位置。

2.4防雷配電變壓器采用Z型接線(xiàn)方式[HT]

為了應(yīng)對(duì)線(xiàn)路產(chǎn)生的感應(yīng)過(guò)電壓，防雷配電變壓器應(yīng)該采用Z型的接線(xiàn)方式，采用這一方式的主要原因在于低壓繞組在正變換過(guò)電壓和逆變換過(guò)電壓的情況下都會(huì)產(chǎn)生沖擊電流，因此防雷變壓器應(yīng)該從減小沖擊電流的角度出發(fā)保護(hù)配電變壓器。采用Z型或曲型的接線(xiàn)方式的低壓繞組能夠有效減少配電變壓器線(xiàn)路中的沖擊電流，極大程度上降低甚至消除正變換過(guò)電壓和逆變換過(guò)電壓的情況。

3 結(jié)論

綜上所述，針對(duì)配電變壓器的防雷保護(hù)的探究是非常必要的。本文首先就配電器遭受雷擊的主要途徑進(jìn)行分析，然后提出一些切實(shí)可行的方法和措施。研究可得，在配電器低壓側(cè)加裝避雷器、在配電變壓器高壓側(cè)加裝電抗線(xiàn)圈、科學(xué)合理地利用金屬氧化器避雷器、防雷配電變壓器采用Z型接線(xiàn)方式能夠有效提升配電變壓器的防雷水平。希望本文可以為研究配電變壓器的防雷保護(hù)的相關(guān)人員提供參考。

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作者簡(jiǎn)介：雷栩藝（1990），男，漢族，福建南平人，大學(xué)，助教，主要研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化（電力系統(tǒng)方向）。