配电变压器受雷击损害分析及防雷措施研究张俊峰

配电变压器受雷击损害分析及防雷措施研究张俊峰

张俊峰

（国网河南省电力公司汝南县供电公司河南驻马店463300）

摘要：随着社会经济的发展，人们对电能的依赖性越来越强，可以满足人们生活、工作、娱乐等方面的需求，因此，必须要保证供电的安全与稳定。对配电变压器设备做好防雷保护措施，可将低雷击故障的发生几率，保证供电系统高效、稳定地运行，实现电力企业的经济效益和社会效益。因此，需要对雷击事故发生的原因进行分析，并制定有效的防雷措施，以保证配电变压器安全、稳定的运行。鉴于此，本文主要分析配电变压器受雷击损害分析及防雷措施。

关键词：配电变压器；雷击；防雷

1、雷电对配电变压器的主要危害

在日常生活中，我们常见的雷击现象主要有二种：①直击雷，此现象主要为带电云层与大地上某点间出现迅猛放电的现象。②感应雷，因受静电感应影响，使得带电云层让地面某区域携带异种电荷，在发生直击雷后，很快云层带电便会消失，而地面一些范围会因散流电阻大而形成局部高电压现象。

在自然界中，随着雷电的放电，也会伴随着一些相应的效应如电磁效应、热效应、机械效应等。①雷电的电磁效应。当雷云发生对地放电现象后，在雷击点四周的导线上也会出现相应的感应过电压。该感应过电压通常较大，可高达几十万伏会直接击穿电器设备，可能会引发火灾与发生爆炸现象，把配电变压器烧毁。②雷电的热效应。出现雷电现象后，产生的雷电流流过导体后，会使导体严重发热，我们在实际生产中，常见的雷电断股现象很多都是由于雷电的热效应引起的。③雷电的机械效应。当雷云对地发生放电现象时，会伴随着产生强大的雷电流机械效应，该效应可能会把杆塔及变压器等设备击毁。

2、配电变压器因雷击烧毁的原因

2.1、缺乏完善的避雷装置

对于配电变压器避雷装置的不完善，其主要表现为没有给配电变压器低压侧安装避雷器，而低压线路较多，且分布较广，在没有任何保护的情况下，极易遭受雷击损坏。当供电系统低压侧线路遭雷电袭击时，雷电所携带的感应过电压会经计量箱对变压器低压绕组造成损害，若按25倍变比来算，高压侧所产生的高电压可高达200kV左右，而很多变压器高压侧最大允许电压通常为75kV左右，该感应电压严重超标，这样会瞬间把高压侧绕组击穿，最终烧毁变压器，造成巨大损失。

2.2、配电变压器接地电阻值过大

在实际生产中，有很多原因都有可能导致配电变压器实际接地电阻值过大，如所用接地材料不当，没有按相关规范来埋设接地体（埋深不足）、安装不当、接地体未充分连接接地线头、大地太干燥、接地头所在的土壤电阻值过大等。在布设变压器时，未充分认识清楚接地线的作用，所选的中性线截面不足。在装设避雷器时没有接牢固接点、外力把接地线路破坏、部分分子盗取接地线等，这些原因影响到变压器的正常接地，使其接地电阻值偏高。此外，长期未检修避雷器的接地，也易引发其接地电阻值超标。

3、配电变压器主要防雷措施

3.1、合理安装避雷器

目前，我国市场上避雷器的种类比较多，其性能、效果等存在明显的差异性，合理选用避雷器能起到较好的保护效果。因此，要考虑以下几点问题，一是，避雷器的选用要以熟悉的类型为主，种类不同避雷器的安装方法存在较大的差异性，当存在安装质量问题时，会严重影响避雷器的保护效果，同时，也给安装人员带来了工作难度。而选择熟悉的类型可以保证安装质量和效率，有利于提高设备的性能。二是，要考虑实际防雷需要，不同地区发生雷电的频率不同，发生雷击故障的几率也不同。

避雷器的质量对防雷效果也会产生严重的影响，因此，需要在安装前进行检测、调试等工作，以保证其正常运行。例如，安装人员应根据当地环境情况建立一个仿真的试验场所，分析避雷器的防雷效果，及时更换不合格设备，提高防雷效果。

3.2、配电柜防雷保护

当配电变压器受到雷击影响时，会产生正、逆变换过电压，对设备的安全性会造成严重的影响，因此，需要加强防护工作。在配电柜中安装避雷器，可与配电变压器建立高压瞬态等电位连接，将避雷器、金属外壳、电子设备等共同接地安装，使各个部分的电压可以达到同升同降的目的，可有效防止电流差或电压差的产生，防止配电变压器出现雷击故障。

3.3、加强电网线路防雷保护

随着市场经济的发展，人们对电能的需求量越来越高，促使电网线路的规模逐渐扩大。由于电网线路呈网状结构，分布范围比较广，容易发生雷击故障，而单一安装避雷器并不能满足防雷效果。导致线路中产生过电流、过电压等情况，会对配电变压器等电子设备造成冲击，从而出现雷击事件。因此，需要加强电网线路的防雷保护工作。例如，一是，对电网线路的路径进行调查，尽量避免在雷电活动比较频繁的地区敷设线路，降低发生雷击故障的几率；二是，对雷击事件高发地段全程架设避雷线，可有效提高防雷水平，降低损失程度；三是，根据实际防雷需要，适当增加避雷器的数量，有助于保证防雷效果，从而保证电网线路安全、稳定的运行，避免对配电变压器造成损害。

3.4、降低接地电阻

若遇到过电压对高压侧线路进行入侵时，接地电阻会严重影响变压器内部的电压。依据相关计算，我们得出当接地电阻为11Ω与10Ω时，有时可相差出近十倍的过电压数值，对此，我们可再次降低接地电阻取值，来对变压器上的过电压进行限制。但基于把接地电阻从4Ω～10Ω降到1Ω，需投入很高的经济成本，且对于一些高土壤电阻率处较难做到，对此，我们一方面应尽量降低接地电阻值，另一方面积极配合使用一些其它防护措施，这样才能更好保护配电变压器。

3.5、做好防雷接地工作

接地装置是防雷系统中最为关键的设备，可将线路中的电流引入大地中，从而起到防护效果。但接地装置并不是防雷设备，只能降低线路中的过量电流，降低对变压器的冲击程度。对此，在设计时要考虑以下几方面的因素：一是，要将接地体进行适当延伸，有利于扩大接地面积，可有效提高接地效果；二是，在接地位置处要添加化学降阻剂，有利于降低接地电阻，避免对接地装置造成损坏；三是，接地线的位置应尽量远离人群，防止引发安全事故；四是，接地线应保证完整，使用整根的导线，避免出现接点、断裂等问题，同时，接地线应垂直敷设，可提高防护效果；五是，接地引线需要深埋地下，易与土壤中的物质发生反应，从而出现腐蚀生锈等问题，因此，要对接地线喷涂防腐剂，并做好定期检查工作，有利于保证接地线的质量。

总之，配电变压器作为供电系统必不可少的设备，其在供电系统中占有重要地位，为保障电能供应的连续性，可靠性，更好的满足人们的日常生产、生活需要，我们必须做好配电变压器的防雷工作。通过本文分析我们可知，可采用加装避雷器、加装电感线圈、降低接地电阻三种防护措施保护配电变压器。在实际防护作业中具体应采用哪种防护措施，还应从实际情况出发，科学合理的进行选择。

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