配電變壓器及配電線路設備防雷保護方式分析

徐巧喜 張賢忠

摘要：經濟的大力發展在提升我國國際地位的同時也方便了人們的日常生活，電力設備也不斷的更新并且其使用范圍也更加廣泛在此背景下，電力系統的完善就具有了十分重要的意義但由于自然狀況的不可改變性在遇到雷雨天氣時，很多電力設備、配電線路等都容易受到雷雨的襲擊，產生電力系統故障甚至電力安全事故所以加強配電系統及配電線路的安全性，提高其應對雷雨等自然破壞的抵抗性，這都需要從配電線路的防雷保護方式入手。

關鍵詞：配電變壓器;線路設備;防雷保護;分析

1導言

雷電在自然界中十分常見，具有較大的隨意性，可對電力配網系統造成嚴重危害。在實際情況中，很難對其進行有效預控。根據雷電的發生規律，配電網防雷措施有多種形式。通過對電網等級、負荷狀況、系統正常運行、雷電出現頻率等因素的研究，結合地形地貌、土壤電阻率等實際條件，選取可行性、安全性、經濟性突出的防雷保護措施。

2開關防雷保護措施

配電變壓器高壓側柱上和負荷開關，應設置相應的避雷保護裝置，根據實際情況也可使用空氣間隙。斷路頻率較大的帶電開關（含隔離開關、柱上開關與負荷開關）需要在帶電側設置避雷裝置，也可使用空氣保護間隙，防雷保護裝置的接地線需要與變壓器金屬外殼進行連接，并保證接地電阻阻值在10Ω以內，這主要是出于斷路頻率較大的帶電開關在出現落雷時，由于受到雷電電流反作用的影響，使得電壓增加一倍，容易造成閃絡擊穿方面的考慮，這樣的保護措施可以有效防止此類事故的發生。

3配電線路防雷保護措施

對于35kV之內的配電線路，由于線路絕緣相對較弱，所以，設置避雷線的實際效果并不明顯，加之線路中多呈現網狀形式供電，這在一定程度上可以起到保護的作用，因此，無需在線路全線設置避雷線。針對線路進線側安全，可在進線側適當位置安裝避雷線，以防萬一。在架空線中，其絕緣一般只是針式絕緣子，相比之下更為脆弱，若安裝避雷線，非但不會起到有效的保護效果，甚至還會造成反擊。對于35kV以上的配電線路，常用的防雷措施為運用鋼筋混凝土桿直接接地，或者是中性點非接地兩種方法。除此之外，還需考慮自動重合閘，確保實際成功率保持在50%～80%之內。在配電線路中，切實強化絕緣有利于防雷效果的實現，所以，在一些無法滿足安全供電需求的條件下，可根據當地實際情況運用等級較高的絕緣子。在基礎條件允許的前提下，采用瓷橫擔是十分有效的提高絕緣方法。在木材產業較為發達的地區，也可以運用木質橫擔，借助木材本身的抗沖擊能力來有效強化絕緣。配電線路的運行經驗表明，運用消弧線圈可熄滅所有單相接地電弧。對于110kV的鐵塔配電線路而言，由于其絕緣十分脆弱，因此，單一使用避雷線并不能取得顯著效果，應在防雷系統中加入消弧線圈。

4配電變壓器防雷保護措施

4.1配電變壓器高壓側防雷措施

在配電變壓器的高壓側（3-10kV）應安裝金屬氧化物避雷裝置或者是閥型避雷裝置。特殊情況中，還可使用兩相閥型避雷裝置，保護方式為一相間隙或者是兩相間隙。閥型避雷裝置可由管型取代。為避免殘壓對變壓器的絕緣性造成影響，保護裝置應可能的貼近變壓器，保護裝置接線。為有效防止雷電電流通過電阻形成壓降和避雷裝置殘壓的疊加現象出現在絕緣體上，需使避雷裝置與變壓器的外殼一同接地，保證存在于高壓側上的殘壓只來源于閥型避雷裝置。然而，在此時接地體與接地引下線中潛在的壓降，有可能會使配電變壓器外殼出現電位升高的情況，進而引發逆放電。因此，在接線的過程中，需要確保中性點與變壓器外殼處于同一平面。這樣一來，即使低壓側的電位升高，二者之間也不會出現閃絡放電現象。但這種接線方式也存在一定不足，比如，高壓側當中的雷電電流會被傳送至低壓側，對外端用戶的正常用電造成影響，甚至還會出現安全事故，面對這樣的實際問題，可切實強化用電防雷加以彌補。

4.2配電變壓器低壓側防雷措施

配電變壓器高壓側被損害有很大一部分是低壓側造成的，具體原因為：若變壓器的3-10kV側發生落雷，相應的閥型避雷裝置立即啟動，會在接地電阻中生成壓降，記為I=5kA和R=7Ω，代入U=IR計算可得此時的壓降數值為35kV。在此時，幾乎所有壓降都作用于低壓繞組中。由于受到電磁感應作用，高壓繞組中將產生較大的電壓，電壓的數值符合變壓比特性。比如，對于10/0.38kV的配電變壓器而言，其變壓比數值26，通過計算可得該變壓器的瞬時沖擊電壓值可達910kV。由于變壓器高壓側的繞組出線端實際電位由避雷裝置固定，所以，電位沿繞組均勻分布，中性點區域中的電位達到峰值，可直接擊穿絕緣。另外，此時的匝間電壓也較大，同樣具有擊穿的危險。若配電變壓器低壓側發生落雷，所產生的沖擊電壓會按照變壓比作用于高壓側中。與高壓側相比，低壓側絕緣裕度往往較大，因此，有可能會使高壓絕緣擊穿。由此可見，無論落雷發生在哪一側，都存在絕緣擊穿的可能。以此有效限制低壓繞組中的高電壓，進而起到保護變壓器的作用。對于35/0.4k型變壓器，高壓側與低壓側都應設置避雷裝置。對于低壓側中性點未進行接地保護的變壓器，需在中性點和變壓器外殼之間設置一個保險器件，可以是小型的空氣間隙。為避免避雷裝置殘壓對配電變壓器造成損害，無論高壓側還是低壓側上的避雷裝置接地點，都需與變壓器外殼保持盡可能短的距離。

5結論

綜上所述，受諸多因素的影響，在雷雨惡劣天氣的作用下，配電變壓器與配電線路會受到嚴重的損害，影響了人們的日常生活。為此，配電變壓器與配電線路防雷技術的靈活運用具有一定的現實意義。

參考文獻

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