基于配電變壓器的防雷保護探討

徐林

【摘 ?要】配電變壓器的雷擊事件是影響電網安全的重要原因，不僅嚴重影響著電力網絡供電的安全性和穩定性，還使社會電力企業遭受極大的損失。從現階段配電變壓器防雷保護設施的安裝現狀來看，大多數電力企業對配電變壓器的防雷措施都比較簡單，因此防雷的效果并不理想。在此基礎上，探究配電變壓器防雷保護的有效措施是很有必要的。

【關鍵詞】配電變壓器;防雷保護

雷電是一種自然現象，但是由于雷電現象的存在，往往會造成許多的事故以及災害，尤其是對于電網系統而言，雷電是一種常見的但是破壞力較強的威脅，在電網系統運行過程中，如果遭到雷擊，將會對正常的供配電造成嚴重的影響。而配電變壓器在輸送電過程中發揮著至關重要的作用，同時隨著我國當前城市化進程的不斷加快，配電網的供電面積也變得越來越大，同時配電變壓器的數量也變得越來越多，而一旦配電變壓器遭到雷擊的影響，將會對于整個電網的運行造成嚴重的影響。因此對于配電變壓器防雷措施進行研究有著非常重要的意義。

1配電變壓器雷擊概述

1.1雷擊的形成

雷擊是由雷電現象引起的，而雷電主要是在強對流條件之下形成的，同時雷擊一般發生在云層與云層之間以及云層與大地之間，雷擊本質上是一種瞬間的脈沖放電。而雷擊放電一個最為顯著的特征就是重復放電，每一次的脈沖個數都在3-4個之間，而雷擊的組成主要包括了預放電、主放電和余輝放電。在發生主放電的過程之中，往往會產生非常大的電流，對于配電變壓器而言，造成其損壞的主要因素就是這種雷電流。

1.2雷擊的特點

對于雷擊而言，其最為顯著的特征就是瞬間放電，雷擊放電的時間非常短，一般雷擊放電的全過程都是在6μs以內完成的，所以瞬間放電是其較為顯著的一個特征。其次是雷擊往往伴隨有非常大的沖擊電流，該沖擊電流可以達到幾十萬安培。同時，在發生雷擊的過程中，所產生的電壓往往具有非常高的峰值，感應電壓值可以高達上億伏。同時雷擊所產生的電流往往具有非常大的變化梯度，而且雷電流具有非常強的破壞力。

2配電變壓器雷擊損壞的主要原因

雷擊對于配電變壓器的損害主要是通過“正、逆變換”過電壓來實現的，而在配電變壓器遭受雷擊的時候，對其影響最為顯著的就是逆變換過電壓。一般來說，配電變壓器雷擊損壞的原因主要包括六個方面，第一是在對于配電變壓器進行安裝的時候，沒有選擇合適的安裝位置，進而使得配電變壓器容易遭到雷擊，第二是在對于配電變壓器避雷器進行安裝的時候，并沒有對其進行交接試驗就直接安裝，而在使用過程中避雷器就有可能出現故障，進而使得配電變壓器遭到雷擊而損壞。第三是在進行配電變壓器設計時，沒有充分結合相關規定和程序進行，進而導致避雷器的接地引下線截面存在問題，一旦發生雷擊現象，則極有可能導致接地引下線燒斷，雷電流的泄入遇到阻礙。第四是配電變壓器避雷設備在安裝設置的過程中存在問題。例如當前很多農村地區，只有高壓一側裝設了避雷器，但是低壓一側卻沒有相應的避雷設備。第五是防雷接地裝置的安裝沒有得到重視，實地調查顯示目前諸多地區的防雷接地裝置都不完善，其中最為普遍的現象則是避雷器引下線過長。第六是接地極的接地電阻過大。這些就是配電變壓器雷擊損壞的主要原因。

3配電變壓器防雷保護原理

配電變壓器防雷保護一般都是通過在高壓側安裝避雷器，同時這也是規范的要求，前文中已經提到引起配電變壓器損壞的主要是雷擊所引起的逆變換過電壓，而逆變換過電壓產生的原理如下：在發生雷擊時，配電變壓器會侵入雷電波，進而引起避雷器動作，但是同時接地電阻上會流過大量的沖擊電流，進而產生壓降，而這個壓降會作用在低壓繞組的中性點上，從而使得中性點電位升高，而當低壓線路比較長時，低壓線路就相當于波阻接地。因此，在中性點電位的作用之下，低壓繞組流過較大的沖擊電流，三相繞組中所流過的沖擊電流方向相同，大小相等，所產生的磁通在高壓繞組之中按變壓器匝數比感應出數值極高的脈沖電勢，進而導致逆變換過電壓產生，對于配電變壓器造成破壞。

4配電變壓器防雷保護措施

4.1在低壓側裝設避雷器

按照規范的要求，在對于配電變壓器進行防雷保護的過程中，僅規定了在高壓側安裝避雷器，而對于低壓側則沒有做出規定。而為了有效地提高配電變壓器的防雷水平，還可以在低壓側也裝設避雷器，從而形成低壓側中性點和變壓器金屬外殼的等電位連接，從而提高其絕緣性能，有效地抵御雷擊。同時，在正、逆變換過電壓作用下的層間形成梯度，對于配電變壓器的繞組會造成嚴重的威脅，而在低壓側裝設避雷器之后，能夠使得正、逆變換過電壓限制在一定的范圍之內，從而有效地降低了配電變壓器因為雷擊而損壞的風險。

4.2配電變壓器高低壓側分別接地

傳統的配電變壓器防雷保護方式一般都是高壓側避雷器單獨接地，而低壓側一般不裝避雷器，低壓側中性點與變壓器的金屬外殼相互連接，同時與高壓側接地分開接地。這種方式雖然能夠利用大地來對于逆變換過電壓加以消除。但是這種方式往往會使得正變換過電壓變大。因此對于低壓側的接地體也進行相應的處理，可以有效地對于正變換過電壓加以消除。而且配電變壓器高低壓側分別接地也更加簡單和經濟，所以其也是一種有效的提高配電變壓器防雷性能的措施。

4.3降低變壓器接地電阻值

在配電變壓器的高壓側必須要安裝避雷器來對其進行防雷保護，但是在配電變壓器遭受雷擊時，往往雷電波會入侵配電變壓器，而避雷器在動作之后雷電流又會經過接地裝置入地，在此階段主要依賴于接地裝置電阻防雷，所以接地裝置的阻值對于防雷有著非常重要的影響。而通過降低接地電阻的電阻值，接地裝置采用四邊放射形接地，并且在頂端采用垂直接地極，從而使得接地體的性能能夠得到有效改善。在降低變壓器的接地裝置接地電阻阻值之后，逆變換過電壓也能夠得到一定的抑制，進而減少對于配電變壓器所造成的影響。此外，將避雷器與變壓器外殼之間的接地引下線縮短，從而使得電感作用所產生的壓降也能夠得以減少，從而降低其與避雷器殘壓疊加在配電變壓器繞組的電壓，進而減少對于主絕緣產生的威脅，提高配電變壓器的防雷能力。

4.4定期對于避雷器性能進行測試

要想有效地避免配電變壓器遭受雷擊，必須要依賴于避雷器，而要確保避雷器的功能能夠有效地得以發揮，必須要定期的對于避雷器進行維護，以保證避雷器的性能。因此在對于配電線路進行檢修和清掃的過程中，必須要注重對避雷器性能的測試，并且將相關的測試結果記錄在案，對于避雷器的工作情況全面的進行分析，以便于在第一時間對于避雷器所存在問題及故障加以處理。同時還必須要加強避雷器的在線監測，通過在線監測掌握避雷器的工作狀況，進而采取相應的措施對于避雷器加以維護，從而使得避雷器的避雷性能能夠得到有效地保障，進而有效地避免配電變壓器遭受雷擊。

結語

隨著社會經濟的發展，人們對電能的依賴性越來越強，可以滿足人們生活、工作、娛樂等方面的需求，因此，必須要保證供電的安全與穩定。對配電變壓器設備做好防雷保護措施，可將低雷擊故障的發生幾率，保證供電系統高效、穩定地運行，實現電力企業的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

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[2]林淑紅.配電變壓器防雷保護措施分析[J].科技資訊，2015，13（11）：36-36.

（作者單位：國網鎮江三新供電服務有限公司句容分公司下蜀供電所）