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配电变压器及线路设备防雷击对策

配电变压器及线路设备防雷击对策
雷电对电力设备的危害性很大,而电力设备的正常运行是居民日常生活和我国工业发展的保障。

文章首先简要的对配电变压器雷电事故产生的原理进行了分析,进而提出了配电变压器以及线路设备防雷击的措施,希望对维护我国配电网的安全可靠运行做出贡献。

标签:配电变压器;线路设备;防雷击;对策
引言
随着我国经济的发展,居民生活以及工业生产对电能的依赖愈发强烈。

配电网作为直接向电力用户配电的网络,其安全性和供电的可靠性愈发受到人们的重视。

雷电作为自然现象,其随意性比较大,给电力系统中配电网造成的危害防不胜防。

配电网的防雷目的是尽可能的减少线路由于雷害所导致的跳闹的次数,尽可能的降低配电线路的设备的损害几率。

1 配电变压器雷电事故产生的原理分析
分析雷电事故产生的原理是研究配电变压器遭到雷击的原因的基础。

从理论的角度看,配电变压器遭到雷电事故的原理主要是逆变换过电压和正变换过电压这两个形式,具体分析如下:
1.1 逆变换过电压
逆变换过电压是一种与正变换过电压相反的形式。

当变压器受到雷击时,高压侧会侵入电流,然后电流会进入大地,并与接地的电阻产生作用,形成压降。

之后,此压降会作用到配电上。

需要注意的是,这个压降会作用于配电变压器的低压侧绕组的中性点上面,进而导致中性点电位的升高。

除此之外,三相绕组里面流经的冲击电流的大小是相等的、方向是相同的,电压则会同时升高。

因为高压绕组受到避雷器的残压的固定,并且中性点是不接地的,所以在冲击电流顺着低压绕组进行流通的时候,会于中性点处达到最大的幅值,使得中性点的绝缘易被击穿。

1.2 正变换过电压
正变换过电压指的是在配电变压器的低压侧的线路上受到雷击的时候,雷电波会从低压线路侵入,此时变压器中会产生冲击电流。

这种冲击电流会顺着接地装置入地,进而形成压降,致使变压器的低压侧的电位提升,同时,此冲击电流还会在变压器的高压绕组上面形成电动势(这种电动势的强弱同绕组上面的匝数,是成正比的关系),进而提高了高压侧的电位。

以上的整个过程都是由低压的线路进入,最后于高压侧,形成电流,我们把整个过程称为正变换,在正变换的状态下层间的绝缘可能会被击穿。

2 完善配电变压器防雷接地的措施
2.1 避雷器(如图1)要靠近配电变压器
相关工作人员在安装避雷器的时候,一定要注意变压器同避雷器的间距最好控制在5M以内。

因为,连线比较短能够一定程度上降低电流所造成的压降,而如果距离太远会大大的降低效果。

图1 避雷器
2.2 要在配电变压器的进线处安装电抗器
在雷击比较频繁的重雷区,可以采用以下三种方式:(1)在配电变压器的进线处安装电抗器;(2)在配电变压器的铁芯上面安装平衡绕组;(3)在配电变压器的内部装设金属氧化物的避雷器。

电抗器可以用进线进行制作,将进线绕为直径10mm,并且匝数为19~21的电感线圈,用来阻止雷电流的入侵,以达到保护变压器的目的。

2.3 要定期对避雷器进行校验
相关工作人员要遵循相关规程定期对避雷器进行校验,预防性试验以及维护,除此之外还要建立详细的试验档案,及时更换不合格的避雷器。

2.4 避雷器要合理的进行选择
避雷器的选择是否合理直接影响到变压器的避雷效果。

设计人员必须了解不同避雷器的性能、适合的使用场所、以及其运动的条件等知识。

避雷器的种类不同,其效果和性能也会具有差异。

比如,氧化锌避雷器的优势是产生的残压较低、反应的速度比较快,它在重雷区的使用较广泛。

有些避雷器的额定电压比设备的额定电压要小,在它工作的时候,常常会跳闸。

有些避雷器的电压比设备的额定电压要高很多,这样也不能起到很好的效果。

因此相关工作人员要做好调试以及实验工作,减少事故发生的频率。

3 配电线路的防雷保护
(1)35kV以及以下的线路防雷,主要是利用中性点非直接的接地作用以及钢筋混凝土杆自然的接地作用。

除此之外,自动的重合闸作用也非常重要,一般来说,重合闸成功的概率是50%~80%。

(2)3~10kV架空的配电线路,由于它们一般只拥有一个针式的绝缘子,这种绝缘子远低于35kV的线路,安装避雷线的话反而易形成反击,因此,一般不会安装避雷线。

(3)35kV以及以下的线路在一定的程度上加强绝缘是有利于防止雷击的,因此,在一些满足不了安全供电的要求的地区,可根据具体情况使用较高等级的绝缘子。

机械的强度许可时,可以用瓷横担来提高绝缘。

在木材比较多的地方,也可以使用木横担,利用木材自
身具有的冲击力度来强化绝缘。

(4)35kV以及以下的线路,由于绝缘比较薄弱,安装避雷线的效用不高;此外,35kV以及以下的线路大多是成网状分布进行供电的,此现象是有利于保证供电安全的,因此通常情况下是不会沿全线都安装设避雷线的。

仅仅是由于变电站的进线保护的需要,才会在进线段安装1~2km长的避雷线进行保护。

(5)运行的实验表明,消弧线圈可以导致单相接地的电弧都熄灭。

而10kV以下的铁塔线路的绝缘比较薄弱,因此只架设避雷线的效果并不是很明显,必须要配合使用消弧线圈。

(6)在变电所的进线段和线路的个别的绝缘弱的部位要安装管型的避雷器,雷电击中线路的时候,管型的避雷器的间隙被击穿,从而将雷电流引入大地,进而减少线路的跳闸事故。

(7)在具备电力接地装置的建筑内,可以于入口处把接地装置与绝缘子铁脚连接起来,而不需要另外在设置接地的装置。

在人员比较密集的公共位置,例如娱乐场、教师、剧院等地的接户线,和由木横或者木杆来担引的接户线,它们的绝缘子铁脚必须设置专门的接地的装置。

当然,如果钢筋混凝土电杆自然的接地电阻低于300的话可以除外。

建筑物将低压线屏蔽了的地方、接户线与低压线路的地点的距离低于50m 的地区、以及年平均的雷暴日低于30的地方,他们的接户线的绝缘子铁脚都可以不接地。

(8)电能表的防雷保护:在重雷区直接同架空线连接起来的电能表,应当安装金属氧化物类型的避雷器来防雷。

4 结束语
配电变压器及线路设备在雷雨天常常会遭到雷击,使得线路的开关跳闸,进而给配网管理和用户都造成经济损失,影响供电的可靠性指标,最终使得供电服务工作变得被动。

而这些雷击事故多是因为防雷措施有漏洞或者缺陷所导致的。

因此,为了减少雷击事故,相关工作人员必须综合采取各种措施提高配电变压器和线路设备的防雷能力,保证供电安全与稳定。

参考文献
[1]高仕宏.配电变压器防雷保护的改进[J].湖北民族学院学报(自然科学报),2012.
[2]甘鹏,徐鹏.山区配电变压器防雷措施探讨[J].变压器,2011.
[3]陈永春.配电线路防雷与接地措施[J].现代建筑电气,2011.。

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