淺析配電變壓器的防雷保護

摘要：配電變壓器的諸多事故中，雷擊損壞占了30%以上，且有逐年增加的趨勢?；诖?，本文就配電變壓器的防雷保護進行全面探究，從分析配電變壓器遭受雷害的主要途徑入手，強調(diào)不同環(huán)境下對不同類型的變壓器的安裝需求，并對防止變壓器遭受雷擊的方法和措施進行深入的探討。

關(guān)鍵詞：配電變壓器；防雷保護；低壓線路

配電變壓器的雷擊事件是影響電網(wǎng)安全的重要原因，不僅嚴重影響著電力網(wǎng)絡供電的安全性和穩(wěn)定性，還使社會電力企業(yè)遭受極大的損失。從現(xiàn)階段配電變壓器防雷保護設施的安裝現(xiàn)狀來看，大多數(shù)電力企業(yè)對配電變壓器的防雷措施都比較簡單，因此防雷的效果并不理想。在此基礎上，探究配電變壓器防雷保護的有效措施是很有必要的。

1 配電變壓器遭受雷害的主要途徑

1.1雷電直擊配電變壓器[HT]

雷電直擊配電變壓器指的是配電變壓器的出口遭受雷擊，雷電會直接流入避雷器中，這時避雷器的雷電流會相當接近全部的雷電流，配電變壓器中的雷電流會達到最大的程度，使配電變壓器達到危險的絕緣狀態(tài)。這種雷擊方式是配電變壓器遭受雷擊最嚴重的一種方式，但是發(fā)生這種雷擊的概率一般比較小。

1.2雷電直擊配電線路[HT]

雷電直擊配電變壓器的線路是常見的一種雷害途徑，雷電一般會直擊配電高壓導線或低壓導線。當配電變壓器的高壓導線遭受雷擊時，雷電流在流入避雷器時會在一定程度上受到線路的限制，但發(fā)生這種情況是建立在雷擊點與配電變壓器存在一定距離的條件下的，當雷擊點與配電變壓器的距離不同時，產(chǎn)生的雷電流也相應不同，如下表數(shù)據(jù)所示。當?shù)蛪簩Ь€被雷電擊中時，一般會發(fā)生低壓三相進波的情況。

1.3雷電導致線路產(chǎn)生感應過電壓[HT]

無論是配電變壓器的高壓導線還是低壓導線，被雷電擊中時都可能導致線路產(chǎn)生感應過電壓。以低壓導線為例，低壓導線本身的沖擊電壓標準為60kV，當線路遭受雷電擊中時，低壓導線的沖擊電壓標準就會受到?jīng)_擊，低于此標準的感應電壓會從三相線路侵入配電變壓器中，從而導致低壓繞組的現(xiàn)象發(fā)生，因此就會出現(xiàn)三相進波的現(xiàn)象。

2 防止配電變壓器遭受雷擊的方法和措施

2.1在配電變壓器的低壓側(cè)加裝避雷器[HT]

在配電變壓器的低壓側(cè)加裝避雷器能夠有效防止配電變壓器遭受雷擊。當?shù)蛪簜?cè)安裝避雷器，接地裝置電位受高壓側(cè)放電的影響而升高時，低壓側(cè)加裝的避雷器就會開始放電，這就會使低壓側(cè)的電位差相對降低，從而使“反變換”的電力現(xiàn)象消失。從長期的實踐來看，配電變壓器的線路絕緣性能越高，低壓側(cè)就越有必要加裝避雷器，比如低壓線路采用石桿、瓷擔、木擔、木桿等材料時，配電變壓器的低壓側(cè)必須加裝避雷器，同時還要注意將絕緣子鐵腳接地，從而使避雷的有效性增加。

2.2在配電變壓器的高壓側(cè)加裝電抗線圈[HT]

將電抗線圈安裝在配電變壓器的高壓側(cè)可以實現(xiàn)兩個目的，首先，電抗線圈能夠?qū)㈤y式避雷器的沖擊電壓有效提高，從而使配電變壓器的放電性能增強，使配電變壓器得到更加有效的保護；其次，電抗線圈能夠有效降低配電變壓器的波前陡度，對配電變壓器的縱絕緣形成有效的保護。在實際生活中，電抗線圈會與其他防雷措施進行協(xié)調(diào)組合，共同發(fā)揮配電變壓器的防雷保護作用。

2.3科學合理的利用金屬氧化物避雷器[HT]

金屬氧化物避雷器是一種較為先進的避雷設備，其防雷保護的性能較好，因此在實際中逐漸將傳統(tǒng)的閥式避雷器替代，得到了日漸廣泛的運用。在安裝金屬氧化物避雷器時，一般要保證金屬氧化物避雷器與配電變壓器之間的距離保持在5米以內(nèi)。金屬氧化物避雷器一般選擇Y5WS12.7/45或Y5CS12.7/45等型號，前者為內(nèi)部無間隙的結(jié)構(gòu)，后者則為內(nèi)部串聯(lián)間隙的結(jié)構(gòu)，更有利于在雷擊較頻繁的地區(qū)使用。金屬氧化物避雷器的安裝位置一般為配電變壓器總保險絲的外側(cè)，或者安裝在配電變壓器低壓側(cè)出線總開關(guān)的外側(cè)位置。

2.4防雷配電變壓器采用Z型接線方式[HT]

為了應對線路產(chǎn)生的感應過電壓，防雷配電變壓器應該采用Z型的接線方式，采用這一方式的主要原因在于低壓繞組在正變換過電壓和逆變換過電壓的情況下都會產(chǎn)生沖擊電流，因此防雷變壓器應該從減小沖擊電流的角度出發(fā)保護配電變壓器。采用Z型或曲型的接線方式的低壓繞組能夠有效減少配電變壓器線路中的沖擊電流，極大程度上降低甚至消除正變換過電壓和逆變換過電壓的情況。

3 結(jié)論

綜上所述，針對配電變壓器的防雷保護的探究是非常必要的。本文首先就配電器遭受雷擊的主要途徑進行分析，然后提出一些切實可行的方法和措施。研究可得，在配電器低壓側(cè)加裝避雷器、在配電變壓器高壓側(cè)加裝電抗線圈、科學合理地利用金屬氧化器避雷器、防雷配電變壓器采用Z型接線方式能夠有效提升配電變壓器的防雷水平。希望本文可以為研究配電變壓器的防雷保護的相關(guān)人員提供參考。

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作者簡介：雷栩藝（1990），男，漢族，福建南平人，大學，助教，主要研究方向：電氣工程及其自動化（電力系統(tǒng)方向）。