雷擊配電變壓器事故分析及防雷措施研究

谷嘉盛（內(nèi)蒙古包頭供電局,內(nèi)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(nèi)蒙古包頭供電局,內(nèi)蒙古 包頭014000）

近年來(lái)雷擊配電變壓器的事故時(shí)有發(fā)生，給供電系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的打擊，對(duì)配電變壓器采用何種有效的防雷措施問(wèn)題受到人們的日益關(guān)注，由于內(nèi)蒙古夏季雷電災(zāi)害頻發(fā)，所以本文通過(guò)對(duì)以往重大配電變壓器雷電災(zāi)害事故進(jìn)行分析，找到其中存在的問(wèn)題，并向內(nèi)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(xiàn)象，如果能夠采用有效手段對(duì)其預(yù)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(shè)計(jì)不合理，經(jīng)常導(dǎo)致雷電引起的次生災(zāi)害嚴(yán)重程度遠(yuǎn)超乎其本身，幾年來(lái)廣西、山西、廣東等地均出現(xiàn)了雷擊配電變壓器事故，直接威脅當(dāng)?shù)鼐用竦挠秒姲踩员疚膶?duì)配備電壓器的防雷措施展開(kāi)研究。

1 配電變壓器雷害事故分析

在2010年8月我國(guó)廣西省發(fā)生雷擊配電變壓器事故，導(dǎo)致變壓器燒壞、周?chē)╇娫O(shè)備受到嚴(yán)重?fù)p壞；2011年5月山西省發(fā)生雷擊配電變壓器事故，導(dǎo)致變壓器損毀，區(qū)域供電被迫停止近一個(gè)小時(shí)；2013、2014年我國(guó)廣東省、安徽省先后又發(fā)生此類(lèi)事件，雷擊配電變壓器事故引起發(fā)電廠、供電局的廣泛關(guān)注。通過(guò)對(duì)這些嚴(yán)重事故的深入分析，發(fā)現(xiàn)其遭遇雷擊的主要原因有以下幾個(gè)方面：（1）避雷針安裝前未進(jìn)行交接試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)這些事故進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)配電變壓器避雷針都沒(méi)有正常的發(fā)揮作用，導(dǎo)致配電變壓器直接被雷擊中，在雷電擊穿的過(guò)程中電路損毀燒壞，由此可見(jiàn)在避雷針安裝前并未對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的交接試驗(yàn)。（2）配電變壓器被正反變換電壓損毀。當(dāng)配備電壓器處于線路的末端時(shí)，如果雷擊中線路同樣會(huì)導(dǎo)致配備電壓器被損毀，因?yàn)榫€路遭雷擊后電波會(huì)沿著線路向線路末端進(jìn)行轉(zhuǎn)移，這就會(huì)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(huì)形成一個(gè)開(kāi)路，使雷電壓沿著電路發(fā)生正的全反射，而線圈感也在同時(shí)發(fā)生負(fù)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(dǎo)致其燒壞[1]。（3）接地引下線不符合標(biāo)準(zhǔn)。有些地區(qū)在安裝配電變壓器的過(guò)程中對(duì)配電變壓器之間距離并不重視，距離沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，有些配電變壓器的距離被人為拉大，導(dǎo)致其線路被迫變長(zhǎng)，這在無(wú)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(gè)配電變壓器，就會(huì)導(dǎo)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(dǎo)致避雷器被損毀。（4）配電電壓器被接地電阻損毀。有些地區(qū)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(gè)電線桿架上，而這樣很容易使這些交叉跨越線路形成感應(yīng)過(guò)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(guò)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(dòng)、變化，必然導(dǎo)致配電變壓器發(fā)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(qū)大多將配電變壓器安裝的位置較高，而高處的感應(yīng)放電和被雷擊中的概率都明顯偏高，有些地區(qū)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(chǎng)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(qū)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(qū)由于自身地形較洼，容易形成高密度底層云，也會(huì)加大拍點(diǎn)變壓器被雷擊的可能。

2 配電變壓器防雷應(yīng)采取的措施

2.1 優(yōu)化配電變壓器安裝位置

通過(guò)上述問(wèn)題分析，可以有效的發(fā)現(xiàn)配電變壓器容易被雷擊中的位置的共性，所以在進(jìn)行位置選擇的過(guò)程中要積極的進(jìn)行改進(jìn)，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(shè)備如避雷針等，而且要充分的考慮負(fù)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(xiàn)實(shí)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(shè)置保護(hù)間隙、避雷線等。

2.2 充分合理應(yīng)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(cè)同時(shí)安裝避雷器，這樣就可以保證避雷器產(chǎn)生殘壓地域配電變壓器自身存儲(chǔ)殘壓，起到保護(hù)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(jì)損毀，要在線路中性點(diǎn)的出線首端積極的安裝低壓避雷器，這樣在避免零線重復(fù)接地的情況下，實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)電流入地，保護(hù)配變。

2.3 優(yōu)化配電變壓器的接地裝置

通過(guò)對(duì)大量事故及成功實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)100千伏安以上的變壓器，其接地電阻應(yīng)該在4歐以?xún)?nèi)，100千伏安以下的變壓器其接地電阻應(yīng)該在10歐以?xún)?nèi)，所以在安裝配電變壓器的接地裝置的過(guò)程中要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，通常情況下通過(guò)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(duì)于其他幾種接地效果更穩(wěn)固，但由于其對(duì)地形有一定的要求，并不能普遍應(yīng)用，例如山區(qū)多采用垂直接地的方式[3]。

2.4 改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)布置

要通過(guò)科學(xué)計(jì)算積極優(yōu)化電網(wǎng)中配變之間的距離，對(duì)原有已經(jīng)安裝的長(zhǎng)距離配變也要進(jìn)行防雷改進(jìn)，如加裝避雷器等，除此之外要對(duì)重點(diǎn)用戶(hù)線路進(jìn)行完善，通常在其入戶(hù)前50米左右加設(shè)避雷器，這樣就可以有效的避免低壓用戶(hù)被雷擊中后，電流逆向進(jìn)入線路造成越級(jí)電壓，影響到配變。

3 結(jié)論

通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)我國(guó)雷擊配電變壓器事故都是由于其防雷措施中存在漏洞導(dǎo)致，而接地與低壓側(cè)防雷方面更是雷擊事故多發(fā)的主要原因，內(nèi)蒙古包頭供電局要成功的防止雷擊配電變壓器事故的發(fā)生，就應(yīng)該在積極檢查其作業(yè)狀況的同時(shí)完善防雷系統(tǒng)建設(shè)，將電網(wǎng)改造與防雷建設(shè)同步進(jìn)行。

[1]馬福,湯李佳.配電變壓器防雷問(wèn)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(tǒng)自動(dòng)化,2014,09(25):107-109.

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