配电变压器雷击分析与防雷措施探讨王虎
发表时间：2018-05-14T10:50:15.793Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：王虎徐家玮
[导读] 摘要：随着我国城乡规模的不断扩大，配电网的供电面积越来越大，所需的配电变压器也日益增多。

（国网浙江杭州市萧山区供电有限公司浙江杭州市 311200）
摘要：随着我国城乡规模的不断扩大，配电网的供电面积越来越大，所需的配电变压器也日益增多。

而这些配电变压器都极易受到雷电的损坏，一旦配电变压器被雷电损坏后，必然会造成大面积的停电现象，直接影响到人们日常的学习、生产与生活。

为了有效防止雷击侵害配电变压器，我们就必须弄清楚雷击的种类、特点以及侵害机理。

基于此，本文就配电变压器雷击分析与防雷措施进行分析探讨。

关键词：配电变压器；雷击分析；防雷措施
配电变压器作为整个电力系统内部必不可少的设备，配变能否安全运行关系到整个配网系统的安全，变压器缺少防雷保护，雷击故障时有发生，从而导致了严重的配变事故，必须加强配变雷击故障的深入分析，找到雷击故障的深层次原因，并采取针对性的解决对策与防范措施。

1 配电变压器防雷保护能力提高的必然性
在我国的各个地区都分布着许多的配电变压器，而且配电变压器的种类众多、分布广泛，在管理方面十分不便，因此，在配电变压器的防雷保护能力方面会存在缺陷，不利于配电变压器的安全。

另外，有些配电变压器安置在雷暴发生高频区，极易受到雷电的攻击，不仅使配电变压器受到安全损坏，而且给供电企业带来了一定的经济损失，对用户的用电安全产生了威胁，对电网发展十分不利。

因此，供电企业应当从配电变压器的防护方面出发，对配电变压器进行雷电安全防护，切实保障配电变压器能够在雷电易发的天气下安全运行，从而对用户的用电安全做出保障，以推动电网的健康发展。

2 遭雷害主要原因分析
2.1 正变换过电压和逆变换过电压问题
所谓正变换过电压，就是当配电变压器低压侧线路遭受雷击时，会有雷电波由低压线路侵入，这时就会在变压器中产生电流，产生的冲击电流会沿着接地装置进入大地，从而产生压降，导致变压器低压侧电位提高。

与此同时，该冲击电流也会在变压器高压绕组上产生电动势，电动势的强弱与绕组上的匝数成正比关系，导致高压侧电位提高。

整个过程是由低压线路进入，最终在高压侧产生电流，整个过程我们称之为正变换。

正变换情况下，会出现层间绝缘被击穿的现象。

逆变换过电压与正变换过电压正好相反。

变压器遭受雷击后，在高压侧侵入电流，电流进入大地，与接地电阻发生作用，产生压降。

这个压降将作用到配电变压器低压侧绕组中性点上，使中性点电位升高。

三相绕组中流过的冲击电流方向相同、大小相等，电压同时升高。

如图所示。

由于高压绕组受避雷器残压固定，且中性点不接地，因此冲击电流沿着低压绕组流通，在中性点幅值达到最大，导致中性点绝缘容易击穿。

2.2 接地线不合格
现场发现部分配变的接地线表面已经出现锈蚀，有些接地线连接不可靠。

例如：某配变接地线表面已经出现很明显的铁锈，因接地线长度不够，采用两段螺纹钢焊接的方式，但是焊接不够牢靠，某配变接地线连接处腐蚀严重，造成接地线电阻值偏大。

接地线连接不可靠会造成接触电阻过大。

随着接地线表面锈蚀程度的增加，接地线自身阻值也就越大。

接触电阻和接地线阻值过大都会影响雷电流的顺利入地。

2.3 避雷设施安装不合理
目前来说，部分施工会在配电变压器低压侧缺乏避雷器的保护措施，导致配电变压器在运行途中对于正、逆两种电压的转换与协调产生危害，从而破坏配电变压器的绝缘设施。

这是避雷设施在安装途中出现的问题，会严重阻碍电力系统的正常运行。

3 配电变压器的防雷措施
3.1 定期对避雷器进行预防性试验和维护
配电线路运维过程中，加强对避雷器的预防性试验和维修护理，建立相关的数据档案，仔细观察和分析避雷器的工作状态，及时排除隐患，对发生损坏的避雷器要及时地进行更换，并且随时保持避雷器的清洁，注意检查避雷器地线能否正常投入使用，接地电阻符合要求。

3.2科学地选择避雷器
配电变压器的防雷保护与避雷器的保护性能关系密切。

考虑选择良好的非线性、低残压的MOA避雷器，这种避雷器的保护性能明显优于FS型阀式避雷器。

现在市面上的避雷器类型多、各自之间的功能差异大，因此对设计、施工安装人员必须要对市面上的一些避雷器的性能有所了解，采购与该线路的额定电压相匹配的避雷器。

这是由于线路中的额定电压低于所要安装的避雷器的额定电压时，会使得线路中的电力设备在遭受雷击时无法得到相应的保护。

而当线路中的额定电压大于避雷器的额定电压时，即使在正常的电压范围内，避雷器也会因为频繁的动作而造成线路的接地设备跳闸。

3.3 在配电变压器进线处装设电抗器
在一些雷电频发的区域以及极易发生雷暴的区域，在配电变压器进线处装设电抗器可以有效的保护配电变压器的安全。

对于电抗器的安装，即在变压器铁芯变压器铁芯上加装平衡绕组或在配电变压器内部安装金属氧化物避雷器，电抗器可以制作成电感线圈，以防止雷电电流的进入形成过电压，危害变压器的正常运行。

因此，在重雷区应当给配电变压器的进线处装设电抗器，可以有效的防止雷电电流进入，保护配电变压器的安全。

3.4 要确保避雷器接地线可靠连接
若避雷器接地线不能很好地接触于接地装置，这样在雷击现象出现后，避雷器的保护作用也就无从谈起，我们在实际工作中发现，很多配电变压的雷击损坏都是由于这一现象引起的。

对于这种现象我们不但要经常测量避雷器的接地电阻，而且要定期拆开各个接点，测试接地情况，要确保各个接点的接地电阻值都要符合规程要求，这样避雷器才能对配电变压器起到相关保护作用。

3.5 优化配电变压器安装位置
在进行配电变压器安装位置选择过程中，要对配电变压器容易被雷击的位置进行有效的分析和研究，然后为其选择合适的位置，以达
到防雷的效果。

首先要禁止选择在制高点位置，其次如果必须要安装在田野山间时，要尽可能为其安装针对性的防雷设备如避雷针等，同时还需要对云层的高度和负荷中心进行全面的考虑，尽可能避免与广播线、电话线等存在于同一电线杆上，当必须放置于同一电线杆上时，要设置避雷线、保护间隙或者避雷器等。

在设置避雷器过程中，要确保其与变压器的间距在5m以内，可以有效降低电流产生的压降。

此外，还需要委派专业人员对避雷器进行定期的维修和检验，并为其建立试验档案，对于不符合要求的避雷器要及时更换。

3.6 加强避雷设备的运行管理
运行中的避雷器应结合线路检修和清扫进行试验．对不合格和有缺陷的避雷器进行更换。

FS阀型避雷器经过一段时间运行后．因避雷器自身老化其工频放电电压下降，绝缘电阻降低。

当其工频放电电压降低到23kV，绝缘电阻低于2000MQ时必须更换．否则会造成线路频繁接地故障。

在雷击发生时避雷器亦不能阻断工频续流，避雷器在内部过电压作用下放电爆炸，造成线路跳闸。

定期测试接地装置的接地电阻。

检查设备接地引下线．及时处理不合格的接地，使之处于良好的运行状态下。

结束语：
配电变压器雷害事故的原因主要是在防雷保护上存在缺陷比较常见的是在低压侧缺少必要的防雷保护措施，还有就是接地上存在比较严重的问题，接地电阻值普遍偏高以及接地引下线太长等。

在配电变压器的防雷上，除了要选择合适全面的防雷保护措施外，重视和加强配电变压器的运行管理也是非常重要的。

这样就能大大减小配变雷击事故，提高电网的安全运行水平，从而大大提高供电可靠性。

参考文献：
[1]配电变压器雷害事故分析与防雷保护措施探讨[J].赵猛，孙睿.科技资讯.2016（27）
[2]浅析配电变压器的防雷与接地保护[J].刘才.通讯世界.2015（05）
[3]配电变压器受雷击损害分析及防雷措施研究[J].王筱楠.技术与市场.2017（12）
[4]配电变压器雷击分析与防雷措施探讨[J].丁文博.中国高新技术企业.2015（35）。