配電變壓器及線路設備防雷擊對策

劉曉勤

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

關鍵詞：配電變壓器；線路設備；防雷擊；對策

引言

隨著我國經濟的發展，居民生活以及工業生產對電能的依賴愈發強烈。配電網作為直接向電力用戶配電的網絡，其安全性和供電的可靠性愈發受到人們的重視。雷電作為自然現象，其隨意性比較大，給電力系統中配電網造成的危害防不勝防。配電網的防雷目的是盡可能的減少線路由于雷害所導致的跳鬧的次數，盡可能的降低配電線路的設備的損害幾率。

1 配電變壓器雷電事故產生的原理分析

分析雷電事故產生的原理是研究配電變壓器遭到雷擊的原因的基礎。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。當變壓器受到雷擊時，高壓側會侵入電流，然后電流會進入大地，并與接地的電阻產生作用，形成壓降。之后，此壓降會作用到配電上。需要注意的是，這個壓降會作用于配電變壓器的低壓側繞組的中性點上面，進而導致中性點電位的升高。除此之外，三相繞組里面流經的沖擊電流的大小是相等的、方向是相同的，電壓則會同時升高。因為高壓繞組受到避雷器的殘壓的固定，并且中性點是不接地的，所以在沖擊電流順著低壓繞組進行流通的時候，會于中性點處達到最大的幅值，使得中性點的絕緣易被擊穿。

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的線路上受到雷擊的時候，雷電波會從低壓線路侵入，此時變壓器中會產生沖擊電流。這種沖擊電流會順著接地裝置入地，進而形成壓降，致使變壓器的低壓側的電位提升，同時，此沖擊電流還會在變壓器的高壓繞組上面形成電動勢（這種電動勢的強弱同繞組上面的匝數，是成正比的關系），進而提高了高壓側的電位。以上的整個過程都是由低壓的線路進入，最后于高壓側，形成電流，我們把整個過程稱為正變換，在正變換的狀態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

相關工作人員在安裝避雷器的時候，一定要注意變壓器同避雷器的間距最好控制在5M以內。因為，連線比較短能夠一定程度上降低電流所造成的壓降，而如果距離太遠會大大的降低效果。

圖1 避雷器

2.2 要在配電變壓器的進線處安裝電抗器

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

2.3 要定期對避雷器進行校驗

相關工作人員要遵循相關規程定期對避雷器進行校驗，預防性試驗以及維護，除此之外還要建立詳細的試驗檔案，及時更換不合格的避雷器。

2.4 避雷器要合理的進行選擇

避雷器的選擇是否合理直接影響到變壓器的避雷效果。設計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，氧化鋅避雷器的優勢是產生的殘壓較低、反應的速度比較快，它在重雷區的使用較廣泛。有些避雷器的額定電壓比設備的額定電壓要小，在它工作的時候，常常會跳閘。有些避雷器的電壓比設備的額定電壓要高很多，這樣也不能起到很好的效果。因此相關工作人員要做好調試以及實驗工作，減少事故發生的頻率。

3 配電線路的防雷保護

（1）35kV以及以下的線路防雷，主要是利用中性點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針式的絕緣子，這種絕緣子遠低于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，可根據具體情況使用較高等級的絕緣子。機械的強度許可時，可以用瓷橫擔來提高絕緣。在木材比較多的地方，也可以使用木橫擔，利用木材自身具有的沖擊力度來強化絕緣。（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狀分布進行供電的，此現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避雷線的。僅僅是由于變電站的進線保護的需要，才會在進線段安裝1～2km長的避雷線進行保護。（5）運行的實驗表明，消弧線圈可以導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）在變電所的進線段和線路的個別的絕緣弱的部位要安裝管型的避雷器，雷電擊中線路的時候，管型的避雷器的間隙被擊穿，從而將雷電流引入大地，進而減少線路的跳閘事故。（7）在具備電力接地裝置的建筑內，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引的接戶線，它們的絕緣子鐵腳必須設置專門的接地的裝置。當然，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的距離低于50m的地區、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：在重雷區直接同架空線連接起來的電能表，應當安裝金屬氧化物類型的避雷器來防雷。

4 結束語

配電變壓器及線路設備在雷雨天常常會遭到雷擊，使得線路的開關跳閘，進而給配網管理和用戶都造成經濟損失，影響供電的可靠性指標，最終使得供電服務工作變得被動。而這些雷擊事故多是因為防雷措施有漏洞或者缺陷所導致的。因此，為了減少雷擊事故，相關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備的防雷能力，保證供電安全與穩定。

參考文獻

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