雷擊配電變壓器事故分析及防雷措施研究

王昌武 趙天奇

（國網江蘇省電力有限公司泗洪縣供電分公司，江蘇 宿遷 223900）

南方大部分地區由于地勢、氣候等原因，經常出現暴雨、雷電等自然現象，配電線路網內部配置容易遭到雷擊的損害，繼而實現電壓轉換的變壓器無法正常工作。發電廠、供電基站只能采取切斷電路、停止電壓供應等措施，以保障居民的生活安全。盡管少數地區安裝避雷針，但還是不能完全避免雷擊下高電流電壓帶來的危害。此外，在經濟飛速發展的形勢下，電線桿、供電箱等電力建筑分布密集，有的甚至靠近居民住所，明顯增加了雷擊事故的可能性。

一、配電變壓器雷電事故的原因分析

（一）避雷設備缺乏

眾所周知，避雷針、避雷器等有效設備市場價格較高，大多數都由個人企業或政府部門訂購安裝，普通民眾在有限的經濟條件下，一般不會購入使用。并且，鄉鎮等政府部門考慮到耗費成本等因素，只在少數輸電線路密集的區域安裝避雷設備。這就導致了大部分配電線路網是處于無避雷措施的狀態，在雷雨等惡劣天氣條件下，其電能的傳輸運送容易受到干擾，進而出現摧毀電路系統的現象。

（二）配電變壓器的自身特點

現階段使用的配電變壓器性能和質量不夠完善先進，在生活中大規模應用時，常常出現接地電阻損害的現象，繼而引起變壓器的功能嚴重受損[1]。主要原因是電網工作人員在安裝配電變壓器時，因操作不當，未將接電線路順利連入地下，致使多數電線裸露于地表，接地電阻也與變壓器所提供的電壓不匹配，容易引發雷電事故。

二、雷擊引起的電力系統損害

（一）雷擊現象的概述

夏季，雷擊暴雨狂風等現象比較常見，其中雷擊造成的不良影響最嚴重。在生活中，存在多種引起雷擊現象的不良因素如空氣灰塵，污染氣體等均會增加其發生的可能性[2]。雷擊現象發生的主要原理包括兩個方面，一種是在惡劣的天氣條件下，空中的帶電云層與地面上某一帶電點短時間內發生猛烈電力聯合，進而迸發出巨大能量，迅速產生電閃雷鳴現象。另一種是在多種靜電因素引起的情況下，帶電云層通過傳遞致電等特點，導致地面上某一點帶有一種電荷。當兩者電荷撞擊后，帶電云層轉移至其他區域，而局部區域的多個帶電點，會在相互吸引的趨勢下發生聚集碰撞現象，導致雷電現象再次發生。

（二）供電系統的主要危害

雷擊能在短時間內產生高電壓和高電流，其具有以下特點，第一是放電速度極快，數分鐘內能產生高負荷的電能[3]。第二是電流值不穩定，可迅速上升到達峰值，往往處于波動狀態。第三是釋放出的電壓持續處于高峰狀態，通常是正常電壓的幾十倍。由于這些自身特征的影響，雷電現象易造成配電器、電路系統、配電網絡的損害。

在供電系統危害領域，首先是在雷擊的電磁波效應下，一些依靠電能運作的家用電器設備如電視機、電腦等發生斷路故障，不能運轉工作。往往是因為電氣設備中具有電磁轉換器，由磁場和電場雙重能量供應，而雷電現象的高電壓電流會引起其內部的電磁轉換紊亂現象，頻率、功率的不匹配會使得設備失效。當直流電擊現象發生時，地面上多個帶電點的電壓聯通，極易發生碰撞起電，位于其周圍區域的配電線路、變換器會在電力能量的沖擊下，徹底被擊毀崩潰。最重要的是在雷電天氣下，信號傳輸塔、電能變換器等多處于地勢較高的地方，且自身所帶的電能較多，不僅會使受到雷擊的風險增加，并且雷電閃過時，產生的大量熱能，易燒毀電路設備，甚至會出現火災。因此，雷擊可引起多種電力系統的損害，易發生多種電路故障的現象，嚴重影響能源的利用和發展。

三、配電變壓器的防雷措施

（一）合理設置配電變壓器的位置

據相關資料顯示，配電變壓器安裝的具體位置是造成雷電事故發生的一大因素，處于高處，電桿密集處的配電變壓器會明顯提高不良事件的風險。因此，電網的技術人員應測量地勢指標，結合地理條件等因素，合理安排配電變壓器的位置，避免多個變壓器位置過近，以免發生二次電路事故。另外，盡量減少電桿上出現多種不同類型的電線，它們所需的電流電壓往往不同，配電變壓器的工作風險會加大。

（二）正確安裝避雷器

為保護線路中的配電變壓器不受到雷擊的侵害，技術人員應正確安裝避雷器，須將避雷器分別安裝在變壓器的兩側。這樣既可以避免變壓器的高壓端受到雷電的損害，又可以起到儲存少量變壓器低壓端的殘存電壓，以防止過高的電壓擊穿變壓器內部配置。

（三）改進配電變壓器地接地裝置

當運用配電變壓器時，需要將其電線一端接入地下。而許多工作人員由于不熟悉接地操作，且對相關配置不了解，容易造成接地不良，從而誘發雷擊事故。所以，技術人員需完善改進配電變壓器地接地裝置，設置多種簡單易行地接地方式的線路，更好地適應地勢條件，方便工作人員的使用。

四、結束語

綜上所述，配電變壓器在電路系統中起著至關重要的作用，也是實現通電線路中，高低電壓轉換的重要保障。然而，不合理的安裝配電變壓器后容易引起雷電事故，造成變壓器失效、電路損害，影響人們的正常生活。因此，相關部門需要根據雷電事故的特點，采取多種避雷措施，并在此基礎上，逐步改進完善現有的配電變壓器，以最大化地降低雷電事故的風險。