配电变压器雷害事故分析与防雷保护措施探讨

赵猛++孙睿

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.27.031

摘 要：该文笔者结合个人多年从事电力工作的实践经验，就配电变压器的雷害事故进行分析，提出配电变压器的防雷保护措施，也希望通过该文笔者的粗浅阐述，能够提高配电变压器的防雷水平，从而为确保配电线路的安全稳定运行做出有益的参考与铺垫。

关键词：配电线路 配电变压器 雷害 防雷 保护措施

中图分类号：TM421 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）09（c）-0031-02

该文笔者根据个人多年从事电力工作的实践经验与相关参考文献，以雷电活动较为频繁的区域——广西某市，配电线路实际运行中配电变压器的雷害情况为例进行粗浅分析，指出该地区在防雷措施上存在的缺陷，并提出完善的防雷保护措施，以期在此基础上能够为我国各地区的电力部门在配电变压器的防雷保护上提供全新的思路与建议，达到较高的防雷水平，进而确保电网的安全稳定运行。

1 配电变压器雷害事故分析

该文笔者以广西某市35 kV大直变移动专变为例，容量为10 kVA，该台所处于山区，四周大山围绕，被建在了半山坡，地形为盆状，山体下方皆是水稻梯田与其他的农作物。在2015年的7月，该配电遭受到了猛烈的雷击，以致避雷器被直接击穿，计量箱内的电表表壳也直接被击碎，弹落在地。

而通过分析，我们可以得到，引发该台雷害事故的重要原因，一方面是因为该台处于半山坡上，其制高点与长距离放射架空线，高空高幅值的雷电先导极易受到配变影响；另一方面，通过相关电力技术人员在该地区的实际现场考察可以得知，采用直线三级法对该台的接地电阻值进行测量，发现电流极引线为90 m，电压极引线为50 m，接地电阻值为18 Ω。而采用等距离四级法对土壤电阻率进行测试，极间间距为5 m，山体实测的ρ=3.045 8 Ω·m到山下ρ=339.12 Ω·m，可以说在土壤的垂直方向，存在着严重的分布不均匀。而当土壤的电阻率处于高且分布不均匀的情况下时，那么雷电电流就会通过避雷器沿着接地极释放向大地，此时接地电阻阻值又过大，因此，雷电电流在释放过程中势必会受到阻碍，而强大的雷电电流就会被迫向配电变压器进行释放，进而构成雷电电机的振荡现象，造成配电电压器被击穿或者直接烧坏。

同时，造成配电变压器被击穿或者直接烧坏的一个重要原因，还是因为该地区在配电防雷措施的安装上存在着一定问题。首先，该台配电变压器的安装位置本身就存在较大的问题，不应该安置在制高点之上，这是因为对于雷电而言，较高的地势是极易受到雷击的，而周边又缺乏必要的防雷保护，一旦受到气流等诸多因素的影响，往往会出现重复性雷击现象；其次，由于该台的配电线路过长，因此，造成了配电与配电之间的跨度过大，而一旦遭遇到了雷害，那么另一基配变的杆塔所能展现的分流作用就显得十分渺小，而大幅值的雷电电流经过避雷器流向地面的瞬间，势必会造成避雷器被击穿；最后，该台并未在10 kV线路中采用人工接地，而仅仅只是在变电站或者是进线端埋设了人工接地体，这就造成了防雷接地与工作接地共用一套接地引下线的问题，而并没有针对电阻值高的地区进行特殊的降阻处理。

2 完善配电变压器防雷保护的具体措施

2.1 配电变压器雷害预防措施

第一，电力企业应该定期对配电变压器进行试验，试验结果不合格的配电变压器不允许继续使用，必须进行维修或更换。

第二，电力企业应该定期对配电变压器进行巡视，具体包括：检查配电变压器的避雷器固定螺栓是否存在松脱问题，高低压侧引线是否可靠，3点共地的固定点是否发生了松动，接地引下线是否存在破坏、腐蚀等问题。

第三，电力企业应该定期对配电变压器的接地系统电阻进行测量，并且做好相应的记录与存档工作，以便于电力工作人员做好比对工作。

第四，大范围地普及智能巡检系统，以此消除传统巡检无法对监督巡查人员工作状态进行监督的现状，同时，做好巡检管理软件的应用，从而实现对配电变压器的规范化集中管理。

第五，电力企业要定期对变压器的接地装置进行导通试验，从而确保引下线的连接更加可靠。

2.2 配电变压器防雷措施的改进建议

第一，在对配电变压器进行选址时，应该事先考察好地理情况，尽可能地避开雷击区域。尤其是山区的配变电压器，除了要做好负荷中心的考量，还要避免将配电变压器安装在制高处。

第二，目前在中压配电网的防雷保护上，往往应用避雷器进行雷害防护。因此，进一步改进对避雷器的雷害保护则成为配电变压器防雷改进的关键所在。首先，将避雷器同时安装在配电变压器高、低压两侧，以此避免因为正变换过电压、逆变换过电压对配电变压器所造成的破坏，确保高压避雷器的残压始终小于配变残压；其次，确保低压避雷器安装在零线的首端。这是因为如若保护器的后面安装低压避雷器，那么当保护器停用时，低压避雷器势必也无法接地，起到避雷作用。因此，低压避雷器必须要在中性点出线首端；再次，为了降低雷击对配电变压器所造成的直接危险，可在线路的交叉跨越处或者是终端杆塔上，装设有避雷器、保护间隙；最后，因为配电变压器的附近往往安装有计量箱，因此，也应该加强对计量箱的防雷保护工作，也就是说在计量箱的一侧安装有避雷器，并且确保避雷器的接地装置能够与计量箱的外壳相连接后一起接地。

第三，对配电变压器防雷装置的接地进行改进，进而提高配电线路的耐雷水平。首先，采取四边形放射形接地装置，其射线的实际长度要控制在100 m以内，放射分支线要结合地形与土质的实际情况予以确认，水平接地体埋设则不可超过地底0.8 m；其次，在岩缝或者是土层较厚的地方，将地级垂直打入；再次，为了进一步增大配电变压器与土壤的实际接触面积，利于雷电流的散流，可将接地模块放置在水平放射线与垂直接地体的接点处；最后，使用GPF-94高效膨润土降阻防腐剂在水平放射线和垂直接地体的周边进行灌注，并且每个一段距离就使用石块砌成防护墙，以防止水土流失。

第四，对于雷击较为频繁的区域，应该在杆塔塔顶位置装设避雷针，进一步降低雷害对配电变压器造成的雷害事故。

第五，将三相电流指示仪器安装在变压器的二次侧，进而对变压器的三相负荷不平衡情况进行实时监测，从而确保配电变压器始终能够保持在一个良好的运行状态之下，降低配电变压器受到雷击而直接烧坏的可能性。

第六，尽可能地降低交叉跨越和配电变压器大跨域安装的可能性，实现分区供电模式，即便配电变压器要进行交叉档，也要在大跨度的过程增加保护间隙。

3 结语

该文笔者就配电变压器的雷害事故进行分析，并提出相应的防雷保护措施，也是希望通过该文笔者的粗浅阐述，能够让更多的电力同行更加清楚地认识到，除了不可抗力以外，当前配电变压器发生雷害事故的根本原因，都是因为当前使用的防雷措施存在着较大的缺陷与漏洞。所以，要想进一步降低配电变压器的雷害事故，提高电网运行的稳定性，就必须对配电变压器的防雷措施进行全面排查，解决潜在的危害，提高整个配电线路的耐雷水平，也只有如此，才能够确保配电线路的供电可靠性，达到电网安全、稳定运行的根本目的。

参考文献

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