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配电变压器防雷保护措施分析

摘要：在现代社会中，人们往往会在生产生活中使用高压电，也因此造成一些意外事故。所以，确保好配电变压器的正常安全使用不但可以有效防止雷电对于配电变压器的损害，而且也可以在此基础上保护好人的安全。基于此，本文就配电变压器防雷保护方面的内容进行了分析探讨，以供参阅。
关键词：配电变压器；雷击故障；防雷保护
引言
目前，我国正处于电力系统改革时期，使线路敷设的规模不断扩大，配电变压器的安装数量也迅速增加。受内外部条件的影响，导致配电变压器容易发生雷击故障，给电力企业带来了严重的损失。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。
1配电变压器防雷保护能力提高的必然性
我国地域辽阔，配电变压器数量多、分布广，很多配电变压器处于雷暴发生的高频地区，因雷击出现的配电变压器损害高达各类损害的26%以上，不但跟配电企业带来经济损失，也给电力用户带来各种不便，给电业发展一个可靠性不足的缺点认知。应该从配电变压器的雷击保护工作出发，探寻配电变压器防雷保护的具体措施，促进配电变压器在雷击下的安全运行，进而实现配电网整体的实质性安全和功能发挥。
2配电变压器雷击烧毁的原因
2.1避雷装置不完善
其中主要原因就是配电变压器低压侧没有装设低压避雷器，因为低压线路分布无任何保护，容易遭受雷击。当雷电落在低压侧线路上，雷电感应过电压通过计量箱加在配电变压器低压绕组上，按照高压绕组25倍变化，感应到高压侧产生高电压为200kV（UH=25×8=200KV）。这个感应电压大大超过了配电变压器高压绕组的允许冲击电压75kV时，就将击穿高压侧绕组，致使烧毁变压器。
2.2配电变压器接地电阻值过高
造成配电变压器接地电阻值过高主要有以下几方面的原因：（1）接地装置的材料不规格。由于接地体埋设不规范，接地体埋深不够，安装工艺马虎，接地体与接地线头虚连，大地过于干燥，土壤电阻值过没有解决抚州等，均有可能造成接地电阻值过高。（2）由于变压器设计安装不合理。设计安装时，对于接地线的作用重要性认识不足，中性线截面积选择过小。安装避雷器接地点连接不牢固，或由于外力的破坏，接地线被盗等原因，都有可能导致接地线断线，造接地电阻过高。（3）年久失修，导致接地电阻值超过规定值。
3配电线路防雷保护措施建议
3.1合理安装避雷器
3.1.1避雷器的选用
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。当雷电过于频繁时，会对避雷器造成持续性破坏，从而影响防雷效果。因此，对于这一类的地区，应选择额定电压较高的避雷器，可避免雷击事件对设备造成的损坏，从而保证防雷效果。
3.1.2安装前检测
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。当检测结果通过时，还需要进行安装前调试工作，根据检测结果来适当调高额定值，使其实现防雷价值，保证配电变压器安全、稳定的运行。
3.2高、低压侧接地分开的保护方式
这种保护方式的接线为高压侧避雷器单独接地，低压侧不装避雷器，低压侧中性点及变压器金属外壳连接在一起，并与高压侧接地分开接地。研究表明，这种保护方式利用大地对雷电波的衰减作用可基本上消除逆变换过电压，而对正变换过电压，计算表明，低压侧接地电阻从10Ω降至2.5Ω时，高压侧的正变换过电压可降低约40%。若对低压侧接地体进行适当的处理，就可以消除正变换过电压。该保护方式简单、经济，但对低压侧接地电阻要求较高，有一定的推广价值。配电变压器防雷保护措施多种多样，除以上列举的以外，还有在配电变压器铁心上加装平衡绕组抑制正逆变换过电压；在配电变压器内部安装金属氧化物避雷器等等。
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避雷器的正确安装
从调研地的实际情况来看，配电线路的配电变压器避雷保护措施在于高压侧的避雷器安装。避雷器的安装应当尽量接近配电变压器，“三点共线”——接地线和低压侧的中性点以及配电变压器的金属制外壳共同接地。关于配电变压器中避雷器的安装主要存在两种模式。其一是以低压侧总熔断器前端为安装点，可以保护配电变压器的运行。其二是以线路的前端为安装点，可以用来保护电力系统。但是需要注意，低压侧的避雷器，其接地线必须安装在零线前端。因为目前市场上的变压器都配备有低电压的保护器，如果保护器没有运作，而避雷器接地线没有接地，则防雷保护措施就会失效。因此，避雷器的安装应当注意在保护器的前面。
结束语
配电变压器的防雷措施多种多样，各地配电变压器安装地点实际情况又不尽相同。因地制宜，合理地选择防雷保护措施，并重视和加强配电变压器的运行管理，定能收到提高配电变压器防雷保护的效果。
Reference：
[1]孙志文、赵一帆.变电站防雷措施分析［J］.中国科技博览，2013
[2]江日洪，张兵，罗晓宇.发、变电站防雷保护及应用实例[M].北京：中国电力出版社，2015
[3]胡绳刚.变电站防雷浅析［J］.农村电工，2012

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