配電變壓器受雷擊分析與防雷措施

孫蕊

吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司

配電變壓器受雷擊分析與防雷措施

孫蕊

吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司

由強對流天氣環(huán)境中所產(chǎn)生的，云層與云層之間，或者云層與大地之間強烈的瞬間放電，被稱之為雷電。其中雷擊所導致的配電變壓器所引發(fā)的事故，是眾多安全事故中的重要種類之一。為防止雷電引起的配電變壓器安全事故，保障國家、人民的財產(chǎn)，人身安全。急需對雷電的形成，以及各種雷電的種類、特點，還有雷電所引起的配電變壓器安全事故，產(chǎn)生的原理，需要仔細的分析，個人主要是從雷電的種類入手，進一步的分析雷電以及雷電波侵害的原理，提出具有針對性的防范措施。

配電變壓器；雷擊；防雷措施

一、引言

雷電是在強對流天氣環(huán)境中所產(chǎn)生的，主要是指云層與云層之間、云層與大地之間瞬間的放電現(xiàn)象。其中對于配電網(wǎng)雷害事故，就是雷擊導致的配電變壓器事故，對于配電變壓器設(shè)備而言，雷擊是造成其相關(guān)設(shè)備癱瘓的主要根源之一。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)調(diào)查表明，目前為止，主要的跳閘事故中，雷擊事故幾乎占全部份額的1/3甚至更多。

二、雷擊的形成過程及種類特點

1.雷擊的形成過程

脈沖式的放電，是雷擊所具備的特性，其中雷擊具有重復性，可以說雷擊過程中放電約有3到4個脈沖，甚至可能會出現(xiàn)十個，雷擊是由三個連續(xù)的過程，即預(yù)放電、主放電，余輝放電組成，其中主放電是從大地向云端發(fā)展的極明亮的放電通路，其中主要的特點是時間短暫，移動速度為光速的1/20到1/2，與主放電相比，余輝放電，雖然光亮度低，持續(xù)時間長。主放電是雷擊過程中電流量最大的，也是造成配電變壓器損害的主要根源。

2.雷擊的特點與種類

雷電是一種超出正常工作電壓的瞬間過電壓。它具有如下主要特點：

（1）放電速度極快，雷擊的整個放電過程會在60μs內(nèi)完成。

（2）沖擊電流大，可達幾萬至幾十萬安培。

（3）電壓峰值高，其感應(yīng)電壓可達上億伏。

（4）變化梯度大，有的可達10kA/μs。

三、雷擊對配電變壓器的損害

雷電對于變壓器的傷害，其中最主要的是在于正負變換的過電壓實現(xiàn)的，尤其是雷擊現(xiàn)象在發(fā)生的時候，配電變壓器，同時所受到的雷擊，主要來自兩個層面：第一層面是直接雷擊，直接雷擊主要是指對于某點的電場強度，達到了一定的數(shù)據(jù)，就會釋放電量；第二層是感應(yīng)雷擊，主要是指由于靜電感應(yīng)或者電磁感應(yīng)而發(fā)生的，感應(yīng)雷擊的具體表現(xiàn)是，短時間內(nèi)形成強大電流，較高電壓的沖擊波，促使導體內(nèi)的傳播，將導體相連接的配電變壓器，因為企業(yè)壓力過高而致?lián)p壞。

四、防雷措施

1.定期對避雷器進行預(yù)防性試驗和維護

在防雷防范措施方面，第一、需要建設(shè)完備的數(shù)據(jù)庫，盡可能的保證所獲得的信息、數(shù)據(jù)，具有準確性、及時性。在配電線路進行大范圍的檢查與修理的過程中，加入另外一個環(huán)節(jié)，就是對避雷器等相關(guān)設(shè)備進行維護與檢測，及時的排除隱患，將事故扼殺在搖籃中，通過對不合格或者存在某種缺陷的避雷器以及相關(guān)設(shè)備的替換，提升安全系數(shù)，同時需要全面掌握，并且分析避雷器的在線監(jiān)測所泄漏出的電流數(shù)據(jù)以及相關(guān)的信息，及時的發(fā)現(xiàn)泄漏電流的增大，因為漏電流的增大是引起避雷器以及相關(guān)設(shè)備損壞的預(yù)兆。

2.選用合理的避雷器

配電變壓器上所產(chǎn)生的過電壓，與避雷器的保護特性有關(guān)，氧化鋅避雷器（MOA）的伏安特性具有明顯的優(yōu)勢：優(yōu)良的非線性，動作快，殘壓低，在雷電頻繁的地區(qū)可以考慮選用。

目前市場中的避雷設(shè)備的種類相對的較多，具有不同的類型，不同的類型存在著各式的差異，具備各自的優(yōu)勢與擅長的領(lǐng)域，在選用不同的類型的避雷設(shè)備方面，需要依據(jù)配電變壓器的型號，工作時的負荷壓力，以及在地區(qū)內(nèi)的雷電的密集的程度，因此需要選擇適當?shù)谋芾自O(shè)備，進行安全的防范。3.全面進行高壓瞬態(tài)等電位連接。

對于配電變壓器的防雷保護措施，另一方面可以在高壓側(cè)安裝相關(guān)的避雷設(shè)備，同時要在低壓側(cè)配電器內(nèi)，也應(yīng)該安裝相應(yīng)的避雷電器，通過全方位實現(xiàn)避雷防范措施，對配電變壓器進行保護。即使再遭受到雷電的襲擊時，配電變壓器也可以在瞬間，同時升高降低，在理論上是安全的，沒有雷電流的通過。即便是有電流與電壓存在差別，但是因為導體抗阻的存在，對其電位差非常小。此類方式可以有效的將正力變換電壓，限制在一定的可控范圍之內(nèi)，使得配電變壓器不會因為雷電襲擊而損壞。

與此同時，要在配電變壓器進線處的相關(guān)設(shè)備上安裝電抗器，促使避雷器與配電變壓器之間的接地線，盡可能的縮短。

五、結(jié)束語

對于配電變壓器的損壞，雷電所導致的雷擊是主要的原因之一，其中雷擊損壞主要的根源，在于正逆變換過電壓，導致配電變壓器的有效工作，促使雷電流幅值入侵配電變壓器的有效的工作程序。但是，在很多實際情況當中，有較多的因素會引起距離變換的，除去以上的原因之外，還有入侵波的陡度、被保護設(shè)備與相關(guān)的避雷設(shè)備的距離等等因素都有關(guān)系，是配電變壓器防雷保護工作發(fā)展到目前為止，成為一個學術(shù)界、理論界相對較為綜合性的方向與課題。因此，我們不僅要擁有扎實的理論基礎(chǔ)，同時我們要在日常的工作中，積累大量的經(jīng)驗，不斷的促使防雷保護措施完善、可靠、齊全。

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孫蕊（1976-），女，漢族，吉林雙遼人，動能公司技術(shù)科科長，工程師（中級），本科，研究方向：電氣，工廠供電。