浅析配电变压器的防雷保护

浅析配电变压器的防雷保护

配电变压器指的是配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压、传输交流电能的一种静止电器。配电变压器应用中容易遭受雷击，意外事故的频繁发生，损害着企业的经济效益，威胁着群众的用电安全。如何做好防雷保护工作，使配电系统保持正常的运行状态，提升电力能源传输效率的同时有效防治配电变压器的损坏，这是配电保护部门相关工作人员值得深思的关键问题。做好雷电的预防与管理，确保配电变压器的安全使用至关重要，与整个社会的和谐发展有着很大关联。本文主要针对配电变压器的防雷保护做出了具体研究。

标签：配电变压器；防雷保护；研究分析；有效建议

社会经济不断发展，科学技术创新研发，更好的提高了人们的生活水平与生活质量。电网规划范围随之扩大，充分满足了人们的用电需求。电网的安全问题一直受到社会各界的广泛关注，配电系统保持正常的运行状态，有利于电力企业长远规划、可持续发展目标的实现。配电变压器的防雷保护，要引起有关部门的高度重视，针对具体问题作出及时应对，尽可能减少雷电电波带来的不良影响，是保证人民安全用电的前提，是促进地区经济平稳增长的条件。笔者特意凭借自身多年的从业经验，对此阐述了几点新的看法。

一、配电变压器遭雷击损坏的原因分析

1.正变换过电压

配电变压器的低压侧线路遭到雷击，雷击电流会进入低压绕组经中性点接地装置入地，接地电流I在接地阻R上产生了一定的压降。这使得低压侧中性点电位急剧升高，叠加后出现过电压，直接危及到低压绕组。这种电压通过高低压绕组的电磁感应，按照一定的比例在升高，直至高压侧后与高压绕组出现叠加产生了危险的过电压，高压绕组损坏可能性变高[1]。低压绕组遭受雷击，产生的过电压传输到高压侧，引起高压绕组过电压的现象被称为”正变换”过电压。

2.反变换过电压

当高压侧线路遭受雷击时，雷电流通过高压侧避雷器放电入地，接地电流I 在接地电阻R.上产生压降。这个压降作用在低压侧中性点上，而低压侧出线此时相当于经电阻接地，因此，电压绝大部分加在低压绕组上了。又经电磁感应，这个压降以变比升高至高压侧.并叠加于高压绕组的相电压上.致使高压绕组出现过电压而导致击穿事故。

3.避雷器接地电阻偏高

安装一些防雷装置，可以很好地保护配电变压器的正常运行。我们发现有相当多的农村配电变压器接地装置不符合要求。因为在长期工作中，保护接地装置

由于受空气或周围环境污染，以及其他外界影响会出现腐蚀、损伤、折断、脱落、各连接部位松动，致使接地体电阻增大，或雷电后由于受强大电流或某种原因影响，引起闪络放电致使接地线损伤、短路等。这些都会使保护接地装置电阻增加，保护过电压升高，对设备正常工作产生不利影响。更不要说有的接地体钢材埋深不够。接地电阻一般达10欧姆左右，与标准要求的小于等于4欧姆相差甚远由于避雷器接地电阻偏高，所以当雷电流流过接地电阻时，导致变压器外壳电位增高，当其超过一定数值时，就会引起变压器绝缘击穿损坏。

4.避雷器引下线过长

对农村单杆配电变压器来说，其避雷器接地端离变压器外壳和接地点一般有7m左右，7m长的引下线电感可达到11.7-16.7H。在某一陡度雷电流通过时，接地引下线的压降与避雷器的残压迭加在一起作用在变压器的绝缘上，有可能破坏变压器绝缘。雷击过电压比电气设备的本身额定电压高出许多倍，所以必须对配电变压器安装防雷保护装置。当过电压袭来时.防雷装置先放电，把雷电流引入地下，使变压器免受损坏。

二、防止配电变压器遭受雷击的几点建议

1.在配电变压器的低压侧加装避雷器

在配电变压器的低压侧加装避雷器能够有效防止配电变压器遭受雷击。当低压侧安装避雷器，接地装置电位受高压侧放电的影响而升高时，低压侧加装的避雷器就会开始放电，这就会使低压侧的电位差相对降低，从而使“反变换”的电力现象消失[2]。从长期的实践来看，配电变压器的线路绝缘性能越高，低压侧就越有必要加装避雷器，比如低压线路采用石杆、瓷担、木担、木杆等材料时，配电变压器的低压侧必须加装避雷器，同时还要注意将绝缘子铁脚接地，从而使避雷的有效性增加。

2.在配电变压器的高压侧加装电抗线圈

将电抗线圈安装在配电变压器的高压侧可以实现两个目的，首先，电抗线圈能够将阀式避雷器的冲击电压有效提高，从而使配电变压器的放电性能增强，使配电变压器得到更加有效的保护。其次，电抗线圈能够有效降低配电变压器的波前陡度，对配电变压器的纵绝缘形成有效的保护。在实际生活中，电抗线圈会与其他防雷措施进行协调组合，共同发挥配电变压器的防雷保护作用。

3.科学合理的利用金属氧化物避雷器

金属氧化物避雷器是一种较为先进的避雷设备，其防雷保护的性能较好，因此在实际中逐渐将传统的阀式避雷器替代，得到了日渐广泛的运用。在安装金属氧化物避雷器时，一般要保证金属氧化物避雷器与配电变压器之间的距离保持在5米以内。金属氧化物避雷器一般选择Y5WS-12.7/45或Y5CS-12.7/45等型号，前者为内部无间隙的结构，后者则为内部串联间隙的结构，更有利于在雷击较频

繁的地区使用。金属氧化物避雷器的安装位置一般为配电变压器总保险丝的外侧，或者安装在配电变压器低压侧出线总开关的外侧位置。

4.防雷配电变压器采用Z型接线方式

为了应对线路产生的感应过电压，防雷配电变压器应该采用Z型的接线方式，采用这一方式的主要原因在于低压绕组在正变换过电压和逆变换过电压的情况下都会产生冲击电流，因此防雷变压器应该从减小冲击电流的角度出发保护配电变压器[3]。采用Z型或曲型的接线方式的低压绕组能够有效减少配电变压器线路中的冲擊电流，极大程度上降低甚至消除正变换过电压和逆变换过电压的情况。

三、结束语

总而言之，配电变压器遭受过雷击，出现意外事故的原因是多种多样的。使用相关的防雷保护措施，能够有效解决这一方面的问题，同时保证配电系统的正常运行，提供稳定的能源供应。配电变压器的防雷保护，必须选用合适的措施，有效的方法，特殊的管理，来加强配电变压器运行的安全性。防止配变雷击事故的发生，提高电网的安全运行水平，能为电力企业获取到更高的经济效益和社会效益，也能满足人民群众更多的用心需求，促进整个社会的和谐发展。

参考文献：

[1]王勇.浅谈10kV配电线路单相接地故障及变压器防雷措施[J].广东科技.2016（20）114-115.

[2]刘梦玲.配电变压器中性点接地电阻值的确定[J].甘肃科技.2015（03）41-42.

[3]张刚新.谈配电变压器防雷接地技术[J].科技资讯.2016（30）11-12.