配電變壓器及線路設(shè)備防雷擊對策

劉曉勤

摘 要：雷電對電力設(shè)備的危害性很大，而電力設(shè)備的正常運(yùn)行是居民日常生活和我國工業(yè)發(fā)展的保障。文章首先簡要的對配電變壓器雷電事故產(chǎn)生的原理進(jìn)行了分析，進(jìn)而提出了配電變壓器以及線路設(shè)備防雷擊的措施，希望對維護(hù)我國配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：配電變壓器；線路設(shè)備；防雷擊；對策

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，居民生活以及工業(yè)生產(chǎn)對電能的依賴愈發(fā)強(qiáng)烈。配電網(wǎng)作為直接向電力用戶配電的網(wǎng)絡(luò)，其安全性和供電的可靠性愈發(fā)受到人們的重視。雷電作為自然現(xiàn)象，其隨意性比較大，給電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)造成的危害防不勝防。配電網(wǎng)的防雷目的是盡可能的減少線路由于雷害所導(dǎo)致的跳鬧的次數(shù)，盡可能的降低配電線路的設(shè)備的損害幾率。

1 配電變壓器雷電事故產(chǎn)生的原理分析

分析雷電事故產(chǎn)生的原理是研究配電變壓器遭到雷擊的原因的基礎(chǔ)。從理論的角度看，配電變壓器遭到雷電事故的原理主要是逆變換過電壓和正變換過電壓這兩個(gè)形式，具體分析如下：

1.1 逆變換過電壓

逆變換過電壓是一種與正變換過電壓相反的形式。當(dāng)變壓器受到雷擊時(shí)，高壓側(cè)會侵入電流，然后電流會進(jìn)入大地，并與接地的電阻產(chǎn)生作用，形成壓降。之后，此壓降會作用到配電上。需要注意的是，這個(gè)壓降會作用于配電變壓器的低壓側(cè)繞組的中性點(diǎn)上面，進(jìn)而導(dǎo)致中性點(diǎn)電位的升高。除此之外，三相繞組里面流經(jīng)的沖擊電流的大小是相等的、方向是相同的，電壓則會同時(shí)升高。因?yàn)楦邏豪@組受到避雷器的殘壓的固定，并且中性點(diǎn)是不接地的，所以在沖擊電流順著低壓繞組進(jìn)行流通的時(shí)候，會于中性點(diǎn)處達(dá)到最大的幅值，使得中性點(diǎn)的絕緣易被擊穿。

1.2 正變換過電壓

正變換過電壓指的是在配電變壓器的低壓側(cè)的線路上受到雷擊的時(shí)候，雷電波會從低壓線路侵入，此時(shí)變壓器中會產(chǎn)生沖擊電流。這種沖擊電流會順著接地裝置入地，進(jìn)而形成壓降，致使變壓器的低壓側(cè)的電位提升，同時(shí)，此沖擊電流還會在變壓器的高壓繞組上面形成電動勢（這種電動勢的強(qiáng)弱同繞組上面的匝數(shù)，是成正比的關(guān)系），進(jìn)而提高了高壓側(cè)的電位。以上的整個(gè)過程都是由低壓的線路進(jìn)入，最后于高壓側(cè)，形成電流，我們把整個(gè)過程稱為正變換，在正變換的狀態(tài)下層間的絕緣可能會被擊穿。

2 完善配電變壓器防雷接地的措施

2.1 避雷器（如圖1）要靠近配電變壓器

相關(guān)工作人員在安裝避雷器的時(shí)候，一定要注意變壓器同避雷器的間距最好控制在5M以內(nèi)。因?yàn)椋B線比較短能夠一定程度上降低電流所造成的壓降，而如果距離太遠(yuǎn)會大大的降低效果。

圖1 避雷器

2.2 要在配電變壓器的進(jìn)線處安裝電抗器

在雷擊比較頻繁的重雷區(qū)，可以采用以下三種方式：（1）在配電變壓器的進(jìn)線處安裝電抗器；（2）在配電變壓器的鐵芯上面安裝平衡繞組；（3）在配電變壓器的內(nèi)部裝設(shè)金屬氧化物的避雷器。電抗器可以用進(jìn)線進(jìn)行制作，將進(jìn)線繞為直徑10mm，并且匝數(shù)為19～21的電感線圈，用來阻止雷電流的入侵，以達(dá)到保護(hù)變壓器的目的。

2.3 要定期對避雷器進(jìn)行校驗(yàn)

相關(guān)工作人員要遵循相關(guān)規(guī)程定期對避雷器進(jìn)行校驗(yàn)，預(yù)防性試驗(yàn)以及維護(hù)，除此之外還要建立詳細(xì)的試驗(yàn)檔案，及時(shí)更換不合格的避雷器。

2.4 避雷器要合理的進(jìn)行選擇

避雷器的選擇是否合理直接影響到變壓器的避雷效果。設(shè)計(jì)人員必須了解不同避雷器的性能、適合的使用場所、以及其運(yùn)動的條件等知識。避雷器的種類不同，其效果和性能也會具有差異。比如，氧化鋅避雷器的優(yōu)勢是產(chǎn)生的殘壓較低、反應(yīng)的速度比較快，它在重雷區(qū)的使用較廣泛。有些避雷器的額定電壓比設(shè)備的額定電壓要小，在它工作的時(shí)候，常常會跳閘。有些避雷器的電壓比設(shè)備的額定電壓要高很多，這樣也不能起到很好的效果。因此相關(guān)工作人員要做好調(diào)試以及實(shí)驗(yàn)工作，減少事故發(fā)生的頻率。

3 配電線路的防雷保護(hù)

（1）35kV以及以下的線路防雷，主要是利用中性點(diǎn)非直接的接地作用以及鋼筋混凝土桿自然的接地作用。除此之外，自動的重合閘作用也非常重要，一般來說，重合閘成功的概率是50%～80%。（2）3～10kV架空的配電線路，由于它們一般只擁有一個(gè)針式的絕緣子，這種絕緣子遠(yuǎn)低于35kV的線路，安裝避雷線的話反而易形成反擊，因此，一般不會安裝避雷線。（3）35kV以及以下的線路在一定的程度上加強(qiáng)絕緣是有利于防止雷擊的，因此，在一些滿足不了安全供電的要求的地區(qū)，可根據(jù)具體情況使用較高等級的絕緣子。機(jī)械的強(qiáng)度許可時(shí)，可以用瓷橫擔(dān)來提高絕緣。在木材比較多的地方，也可以使用木橫擔(dān)，利用木材自身具有的沖擊力度來強(qiáng)化絕緣。（4）35kV以及以下的線路，由于絕緣比較薄弱，安裝避雷線的效用不高；此外，35kV以及以下的線路大多是成網(wǎng)狀分布進(jìn)行供電的，此現(xiàn)象是有利于保證供電安全的，因此通常情況下是不會沿全線都安裝設(shè)避雷線的。僅僅是由于變電站的進(jìn)線保護(hù)的需要，才會在進(jìn)線段安裝1～2km長的避雷線進(jìn)行保護(hù)。（5）運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)表明，消弧線圈可以導(dǎo)致單相接地的電弧都熄滅。而10kV以下的鐵塔線路的絕緣比較薄弱，因此只架設(shè)避雷線的效果并不是很明顯，必須要配合使用消弧線圈。（6）在變電所的進(jìn)線段和線路的個(gè)別的絕緣弱的部位要安裝管型的避雷器，雷電擊中線路的時(shí)候，管型的避雷器的間隙被擊穿，從而將雷電流引入大地，進(jìn)而減少線路的跳閘事故。（7）在具備電力接地裝置的建筑內(nèi)，可以于入口處把接地裝置與絕緣子鐵腳連接起來，而不需要另外在設(shè)置接地的裝置。在人員比較密集的公共位置，例如娛樂場、教師、劇院等地的接戶線，和由木橫或者木桿來擔(dān)引的接戶線，它們的絕緣子鐵腳必須設(shè)置專門的接地的裝置。當(dāng)然，如果鋼筋混凝土電桿自然的接地電阻低于300的話可以除外。建筑物將低壓線屏蔽了的地方、接戶線與低壓線路的地點(diǎn)的距離低于50m的地區(qū)、以及年平均的雷暴日低于30的地方，他們的接戶線的絕緣子鐵腳都可以不接地。（8）電能表的防雷保護(hù)：在重雷區(qū)直接同架空線連接起來的電能表，應(yīng)當(dāng)安裝金屬氧化物類型的避雷器來防雷。

4 結(jié)束語

配電變壓器及線路設(shè)備在雷雨天常常會遭到雷擊，使得線路的開關(guān)跳閘，進(jìn)而給配網(wǎng)管理和用戶都造成經(jīng)濟(jì)損失，影響供電的可靠性指標(biāo)，最終使得供電服務(wù)工作變得被動。而這些雷擊事故多是因?yàn)榉览状胧┯新┒椿蛘呷毕菟鶎?dǎo)致的。因此，為了減少雷擊事故，相關(guān)工作人員必須綜合采取各種措施提高配電變壓器和線路設(shè)備的防雷能力，保證供電安全與穩(wěn)定。

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