配电变压器雷害事故分析与防雷保护措施研究

周冰

摘要：随着社会的进步和时代的发展，我国电力系统得到了迅速发展。配电变压器是电力系统的核心设备，保障其安全性对电力企业的发展有十分重要的意义。其中，雷击故障是影响配电变压器安全性的主要因素，对输配电的稳定性造成了严重的影响，容易引发安全隐患。对此，本文对配电变压器的防雷保护技术进行了探讨，并提出有了有效的对策，以供相关人员进行参考。

关键词：配电变压器;雷害事故;防雷保护措施

引言

雷电是在强烈的对流天气下，发生于云层间、云层与大地间的短时间的放电现象。云层与大地间的放电容易袭击有一定高度的建筑物、带电设施、人或动物。而在整个供电网络中，容易受到雷电袭击的电力设备中就有配电变压器，并且雷击还会造成大面积的停电事故，给工农业生产和人们的日常生活造成影响。随着电力事业的发展，供电网络面积越来越大，从而配电变压器受到雷击的可能性也相应增加。减少配电变压器遭受雷击的几率，保证电网的安全稳定运行。

一、配电变压器雷击概述

（一）雷击的形成

雷击是由雷电现象引起的，而雷电主要是在强对流条件之下形成的，同时雷击一般发生在云层与云层之间以及云层与大地之间，雷击本质上是一种瞬间的脉冲放电。而雷击放电一个最为显著的特征就是重复放电，每一次的脉冲个数都在3～4个之间，而雷击的组成主要包括了预放电、主放电和余辉放电。在发生主放电的过程之中，往往会产生非常大的电流，对于配电变压器而言，造成其损坏的主要因素就是这种雷电流。

（二）雷击的特点

对于雷击而言，其最为显著的特征就是瞬间放电，雷击放电的时间非常短，一般雷击放电的全过程都是在6μs以内完成的，所以瞬间放电是其较为显著的一个特征。其次是雷击往往伴随有非常大的冲击电流，该冲击电流可以达到几十万安培。同时，在发生雷击的过程中，所产生的电压往往具有非常高的峰值，感应电压值可以高达上亿伏。同时雷击所产生的电流往往具有非常大的变化梯度，而且雷电流具有非常强的破坏力。

（三）配电变压器防雷的意义

电能作为一种重要的能源，在人们的工作生活中发挥着非常重要的作用，而我国的地域辽阔，配电变压器的数量众多，且在地域分布上较为广泛，因此有许多配电变压器都是处在雷暴发生的高频地区。而一旦配电变压器遭到雷击，将会使得配电变压器遭到破坏，进而对于相应地区的配电网造成不良的影响甚至可能导致供配电的中断。因此加强配电变压器防雷实质上是为人们的正常用电提供保障，所以配电变压器防雷具有非常重要的意义。

二、配电变压器雷害事故的原因

雷击对配电变压器的损害主要是通过“正、逆变换”的过电压来实现的，而在这两种变换中损害最大的是逆变换过电压。造成配电变压器雷害事故的原因主要有六个方面：（1）安装配电变压器时，没有科学、合理地选择安装位置;（2）没有对避雷器做交接试验便进行安装，当避雷器出现故障后检出的不及时;（3）没有按照相关规程来设计避雷器的接地引下线截面。当出现雷击现象后极易造成烧断接地引下线，导致雷电流无法顺利向大地泄入;（4）配电变压器避雷设备装设的不足，如在部分农村避雷器仅装置在变压器的高压侧，低压侧则不装设;（5）缺乏完善的防雷接地装置，如部分避雷器存在过长的引下线;（6）接地级存在过大的接地电阻值。

三、配电变压器防雷保护措施

（一）定期试验与维护避雷器的性能

在检修与清扫配电线路时，要注重试验避雷器的性能，每次试验完成后要建立相应的数据档案，对避雷器的工作情况仔细认真分析，以便在第一时间发现并排除隐患，要及时更换那些存在缺陷的、不合格的避雷器，要把避雷器的在线监测工作做好，若发现避雷器泄露的电流出现变多，这就预示着避雷器可能要出现故障。此外要把避雷器的防污清扫工作做好，要确保接地引下线的可靠稳定接地，不要用螺栓或接地网来充当避雷器的接地引下线，因为这样很容易使电网的接地出现短路现象。

（二）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。

（三）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，对雷击事件高發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。

（四）降低变压器接地电阻值

在配电变压器的高压侧必须要安装避雷器来对其进行防雷保护，但是在配电变压器遭受雷击时，往往雷电波会入侵配电变压器，而避雷器在动作之后雷电流又会经过接地装置入地，在此阶段主要依赖于接地装置电阻防雷，所以接地装置的阻值对于防雷有着非常重要的影响。而通过降低接地电阻的电阻值，接地装置采用四边放射形接地，并且在顶端采用垂直接地极，从而使得接地体的性能能够得到有效改善。在降低变压器的接地装置接地电阻阻值之后，逆变换过电压也能够得到一定的抑制，进而减少对于配电变压器所造成的影响。此外，将避雷器与变压器外壳之间的接地引下线缩短，从而使得电感作用所产生的压降也能够得以减少，从而降低其与避雷器残压叠加在配电变压器绕组的电压，进而减少对于主绝缘产生的威胁，提高配电变压器的防雷能力。

结语

总之，造成配电变压器雷击损坏的主要根源是雷电的正、逆变换过程，限制侵入配电变压器的雷电流幅值，可以有效降低雷电对配电变压器的损坏。对于配电变压器的防雷来说是一项综合课题，有多种措施都可以保护配电变压器，在实际选择时我们要全面考虑各项保护措施的综合性价比，并且要不断总结变压器防雷实际工作经验，这样才能全面提升变压器的防雷保护能力，更好地保障我国电网的安全、稳定运行。

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