山区雷击配电变压器事故原因分析及措施探究

司徒国任

摘 要：山区环境下，配电变压器容易遭受雷击，雷击故障的成因源自多方面，老式避雷器、变压器接地模式不合理等。要想积极地解除故障就必须明确故障原因，并积极地采取措施来解除故障，维护配变安全。本文分析了山区雷击配变故障的成因，并针对性地提出了解决对策。

关键词：山区雷击；配电变压器；事故成因；解决措施

中图分类号：TM73 文献标识码：A

配电变压器作为整个电力系统内部必不可少的设备，配变能否安全运行关系到整个配网系统的安全，变压器缺少防雷保护，雷击故障时有发生，从而导致了严重的配变事故，必须加强山区配变雷击故障的深入分析，找到雷击故障的深层次原因，并采取针对性的解决对策与防范措施。

一、山区雷击配电变压器事故原因分析

1.正逆变换过电压

配网系统变压器线路在雷电袭击下，雷电开始自低压端袭击，会出现冲击性电流，具体如图1所示。

相反，如果高压端遇到雷电袭击，雷电流能够途径接地电阻逐步出现压降，该压降直接施加在低压绕组中性点，并对应提高三相绕组的电压，从而带来雷击事故，如图2所示。

正逆变换过电压的形成通常有以下原因：配变的配设部位不合理，使得更易被雷电袭击，避雷器组局部功能存在问题，以及其地线配设尚未达标，使得电流无法安全接地，或者接地电阻阻值超出规定标准等。

从根源上分析正反变换过电压的产生源自低压绕组过电压，对此必须控制其幅值，以此来控制正反变换过电压，也可以通过配设避雷器来达到此目标。

2.配变接地方式的影响

按照相关的技术规程与规定，应该将避雷器设置于配变高压端，从而确保其接地线、变压器低压端的中性点同其金属外壳同步连接最终接地，从而使得即便雷电袭击避雷器顺着接地线排向大地，由于变压器、中性点以及避雷器等处于相同位置，有着同样的电位，变压器主绝缘无须承担过大的压降。然而，现实中的配变接地与防雷设备接地往往独立运行，各自顺着两条接地线接地。这一接线模式势必会带来安全隐患，例如：如果雷电从变压器高压端侵入，高压端电压会从3部分累积来袭，如下公式：

这3部分电压分别为：ure——避雷器运行后的残压，L——避雷器接地引线的等效电感，i——雷电流。

与此相对应的低压侧电压U2=iR，将U1和U2做差，从而能得出由于雷电较大，可能导致经过避雷器的残压也对应变大，从而导致中性点击穿问题。

3.避雷器接地线受破坏

接地线是避雷器必不可少的保护性线路，该线路能够支持电流的释放，从而保护避雷器安全，然而现实中的避雷器接地线常出现被盗、受损等问题，从而使得避雷器不再有接地线发挥保护功能，意味着避雷器无法正常运行，也就无法发挥保护功能，配变运行也将受到威胁。

二、山区雷击配电变压器故障的应对措施

1.选择新型避雷器

要及时更新避雷器，选择氧化锌避雷器，其在实际运行中体现出下面优势：

没有间隙，一般来说，常规电压状态下，氧化锌不会受到大电流的攻击，就不用串联间隙，从而解除了传统避雷器需要承受的困难，例如：污秽、间隙放电、电压不稳等。无续流，因为经过氧化锌的电流相对较小，这样它具有一定的绝缘性能，解除了工频续流问题。实践證实氧化锌避雷器具有更良好的保护功能，不会受到外界温度、湿度等的影响，对于过电压等问题有着良好的抵抗能力，整体来看氧化锌避雷器有着更优的避雷性能，适合安装此避雷器。

2.调整配变防雷接地模式

将配变高压端、低压端避雷设备的接地线、变压器金属外壳、低压端中性点等妥善链接，共同接地，并对应科学选择接线模式，在这种接线模式下，配变高压端进线侧电压等于3项之和，它们分别是：避雷器运行之后的残压，接地引线的电压，接地电阻电压。

此时，因为调整了接线模式，变压器中性点的电压与其外壳的电压达到一致，等于接地引线的电压和电流流经接地电阻电压之和。那么可以将二者做差，最终得出雷电来袭时，避雷器对应发出动作，最终的残压相对较低，变压器绝缘不会受损。

3.控制避雷器与变压器之间接线长度

一般来说，接地线有着自身的电感电压降，用UL表示，主要采用以下公式来算出电感电压降：

根据以上公式能够判断出，UL同电感电压成正比，也就是说当接地线变长时，则其点感电压也会上升，同避雷器的残压同步施加于绕组，影响到主绝缘的安全，因此，为了达到安全保护、雷电防护的目标，必须积极控制UL的值，尽可能地控制避雷器与变压器之间的距离，而且要尽量采用短粗的接地线。

4.避雷器的选型与定期维护

配网系统所选避雷器必须具有良好的保护性能，这样才能发挥优势的防雷保护功能，通常低残压、非线性避雷器MOA更值得选择，优选选择同配网系统额定电压相符的避雷设备，这样才能真正发挥线路保护、防雷避雷的功能。同时，配网运行中也要强化对避雷设备的检查，要定期对其进行实验，查找其中存在的问题，并及时采取措施来克服故障，经过不断地测试、反复地检查得出避雷器的运行状态、工作模式，分析其是否存在隐患问题，及时排除隐患，并动态更新受损的避雷设备，确保其安全整洁。

此外，有必要成立专门的巡查小组，定期展开巡查，全面检查一切与配变运行相关的设备，同时，也可以尝试同国家安全部门建立合作关系，共同打击非法破坏分子的不法行为，保护配变系统的安全，及时发现避雷器可能存在的故障问题，并采取措施来控制问题的出现。

结语

配电变压器雷击故障是由多种原因所导致，配变雷害的成因体现为，传统阀型避雷器功能相对更差，无法发挥有效的防雷功能，配变低压端没有设置避雷设备，从而造成雷电对避雷器造成不良损害，同时，配电变压器所选的接地模式相对不合理等，根据以上问题来针对性地采取措施，解决问题、解除故障，从而保护配变系统的稳定、安全。

参考文献

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