雷擊配電變壓器事故分析及防雷措施研究

谷嘉盛（內蒙古包頭供電局,內蒙古 包頭014000）

雷擊配電變壓器事故分析及防雷措施研究

谷嘉盛
（內蒙古包頭供電局,內蒙古 包頭014000）

近年來雷擊配電變壓器的事故時有發生，給供電系統帶來嚴重的打擊，對配電變壓器采用何種有效的防雷措施問題受到人們的日益關注，由于內蒙古夏季雷電災害頻發，所以本文通過對以往重大配電變壓器雷電災害事故進行分析，找到其中存在的問題，并向內蒙古包頭供電局提出配電變壓器防雷的建議。

配電變壓器;雷擊事故;防雷措施

0 前言

雷電是一種自然現象，如果能夠采用有效手段對其預防，可以降低其自身的破壞作用，但由于人們操作的疏忽或設計不合理，經常導致雷電引起的次生災害嚴重程度遠超乎其本身，幾年來廣西、山西、廣東等地均出現了雷擊配電變壓器事故，直接威脅當地居民的用電安全，所以本文對配備電壓器的防雷措施展開研究。

1 配電變壓器雷害事故分析

在2010年8月我國廣西省發生雷擊配電變壓器事故，導致變壓器燒壞、周圍供電設備受到嚴重損壞；2011年5月山西省發生雷擊配電變壓器事故，導致變壓器損毀，區域供電被迫停止近一個小時；2013、2014年我國廣東省、安徽省先后又發生此類事件，雷擊配電變壓器事故引起發電廠、供電局的廣泛關注。通過對這些嚴重事故的深入分析，發現其遭遇雷擊的主要原因有以下幾個方面：（1）避雷針安裝前未進行交接試驗。通過對這些事故進行深入分析，發現配電變壓器避雷針都沒有正常的發揮作用，導致配電變壓器直接被雷擊中，在雷電擊穿的過程中電路損毀燒壞，由此可見在避雷針安裝前并未對其進行嚴格的交接試驗。（2）配電變壓器被正反變換電壓損毀。當配備電壓器處于線路的末端時，如果雷擊中線路同樣會導致配備電壓器被損毀，因為線路遭雷擊后電波會沿著線路向線路末端進行轉移，這就會與處于末端的配電變壓器有直接接觸，而配電變壓器線圈感的電流不支持突變，就會形成一個開路，使雷電壓沿著電路發生正的全反射，而線圈感也在同時發生負的全反射，使電路末端電壓瞬間上升近一倍以上，超出處于末端的配電變壓器自身的承受范圍，直接導致其燒壞[1]。（3）接地引下線不符合標準。有些地區在安裝配電變壓器的過程中對配電變壓器之間距離并不重視，距離沒有統一的標準，有些配電變壓器的距離被人為拉大，導致其線路被迫變長，這在無形中加大了線路被雷擊中的可能，如果雷電擊中的位置偏向某一個配電變壓器，就會導致其要快速分流較大的電流，瞬間大量的雷擊流涌向配電變壓器的避雷針入地，直接導致避雷器被損毀。（4）配電電壓器被接地電阻損毀。有些地區將配電變壓器與其他的低壓電路線如電話線、閉路電視線等，安裝在同一個電線桿架上，而這樣很容易使這些交叉跨越線路形成感應過電壓，加大了被雷電擊中的可能。而且在線路安裝及配電變壓器安裝的過程中并未積極的采用人工接地，有些只是在變電站等突出位置金星人懂接地，這樣使其電阻入地的可能性被大大降低，電阻被迫在線路及配電變壓器上流動、變化，必然導致配電變壓器發生故障甚至被直接損毀[2]。（5）配電電壓器位置不利。這些事故地區大多將配電變壓器安裝的位置較高，而高處的感應放電和被雷擊中的概率都明顯偏高，有些地區甚至將配電變壓器安裝到與雷云平行甚至高于雷云的位置，使雷電能量受到其自身磁場的影響自然的向其聚集，這就加大了被雷擊中的可能，另外有些地區直接將配電變壓器真能裝在山間田野，并不配備任何的防雷措施，這些地區由于自身地形較洼，容易形成高密度底層云，也會加大拍點變壓器被雷擊的可能。

2 配電變壓器防雷應采取的措施

2.1 優化配電變壓器安裝位置

通過上述問題分析，可以有效的發現配電變壓器容易被雷擊中的位置的共性，所以在進行位置選擇的過程中要積極的進行改進，首先要盡可能的避免制高處，其次在田野山間安裝要盡可能的配備防雷設備如避雷針等，而且要充分的考慮負荷中心和云層的高度，盡量避免與電話線、廣播線等處于同一電線桿上，如果現實條件決定必須安裝在同一桿上就要積極安裝避雷器或者設置保護間隙、避雷線等。

2.2 充分合理應用避雷器

為避免正反變換電壓損毀配電變壓器，要在其高低壓兩側同時安裝避雷器，這樣就可以保證避雷器產生殘壓地域配電變壓器自身存儲殘壓，起到保護配變的目的。除此之外，為了有效的避免處于線路末端的配變被累計損毀，要在線路中性點的出線首端積極的安裝低壓避雷器，這樣在避免零線重復接地的情況下，實現引導電流入地，保護配變。

2.3 優化配電變壓器的接地裝置

通過對大量事故及成功實驗進行分析，發現100千伏安以上的變壓器，其接地電阻應該在4歐以內，100千伏安以下的變壓器其接地電阻應該在10歐以內，所以在安裝配電變壓器的接地裝置的過程中要根據實際情況進行調整，通常情況下通過以下幾種方式：四邊形放射性接地、垂直接地、水平放射接地等，四邊性放射性接地相對于其他幾種接地效果更穩固，但由于其對地形有一定的要求，并不能普遍應用，例如山區多采用垂直接地的方式[3]。

2.4 改善電網結構布置

要通過科學計算積極優化電網中配變之間的距離，對原有已經安裝的長距離配變也要進行防雷改進，如加裝避雷器等，除此之外要對重點用戶線路進行完善，通常在其入戶前50米左右加設避雷器，這樣就可以有效的避免低壓用戶被雷擊中后，電流逆向進入線路造成越級電壓，影響到配變。

3 結論

通過上述分析可以發現我國雷擊配電變壓器事故都是由于其防雷措施中存在漏洞導致，而接地與低壓側防雷方面更是雷擊事故多發的主要原因，內蒙古包頭供電局要成功的防止雷擊配電變壓器事故的發生，就應該在積極檢查其作業狀況的同時完善防雷系統建設，將電網改造與防雷建設同步進行。

[1]馬福,湯李佳.配電變壓器防雷問題分析[J].電瓷避雷器,2012,02(08):13-17.

[2]王金宇,楊紅磊,王利.雷擊配電變壓器事故分析及防雷措施研究[J].電力系統自動化,2014,09(25):107-109.

[3]楊紅磊,楊亮,基于狀態變量法的新型防雷變壓器暫態過電壓分析[J].電測與儀表,2010,10(05):103-105.