配電變壓器及配電線路設(shè)備防雷保護(hù)方式分析

徐巧喜 張賢忠

摘要：經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展在提升我國(guó)國(guó)際地位的同時(shí)也方便了人們的日常生活，電力設(shè)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(tǒng)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(shí)，很多電力設(shè)備、配電線路等都容易受到雷雨的襲擊，產(chǎn)生電力系統(tǒng)故障甚至電力安全事故所以加強(qiáng)配電系統(tǒng)及配電線路的安全性，提高其應(yīng)對(duì)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(hù)方式入手。

關(guān)鍵詞：配電變壓器;線路設(shè)備;防雷保護(hù);分析

1導(dǎo)言

雷電在自然界中十分常見(jiàn)，具有較大的隨意性，可對(duì)電力配網(wǎng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。在實(shí)際情況中，很難對(duì)其進(jìn)行有效預(yù)控。根據(jù)雷電的發(fā)生規(guī)律，配電網(wǎng)防雷措施有多種形式。通過(guò)對(duì)電網(wǎng)等級(jí)、負(fù)荷狀況、系統(tǒng)正常運(yùn)行、雷電出現(xiàn)頻率等因素的研究，結(jié)合地形地貌、土壤電阻率等實(shí)際條件，選取可行性、安全性、經(jīng)濟(jì)性突出的防雷保護(hù)措施。

2開(kāi)關(guān)防雷保護(hù)措施

配電變壓器高壓側(cè)柱上和負(fù)荷開(kāi)關(guān)，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的避雷保護(hù)裝置，根據(jù)實(shí)際情況也可使用空氣間隙。斷路頻率較大的帶電開(kāi)關(guān)（含隔離開(kāi)關(guān)、柱上開(kāi)關(guān)與負(fù)荷開(kāi)關(guān)）需要在帶電側(cè)設(shè)置避雷裝置，也可使用空氣保護(hù)間隙，防雷保護(hù)裝置的接地線需要與變壓器金屬外殼進(jìn)行連接，并保證接地電阻阻值在10Ω以內(nèi)，這主要是出于斷路頻率較大的帶電開(kāi)關(guān)在出現(xiàn)落雷時(shí)，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(luò)擊穿方面的考慮，這樣的保護(hù)措施可以有效防止此類(lèi)事故的發(fā)生。

3配電線路防雷保護(hù)措施

對(duì)于35kV之內(nèi)的配電線路，由于線路絕緣相對(duì)較弱，所以，設(shè)置避雷線的實(shí)際效果并不明顯，加之線路中多呈現(xiàn)網(wǎng)狀形式供電，這在一定程度上可以起到保護(hù)的作用，因此，無(wú)需在線路全線設(shè)置避雷線。針對(duì)線路進(jìn)線側(cè)安全，可在進(jìn)線側(cè)適當(dāng)位置安裝避雷線，以防萬(wàn)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(huì)起到有效的保護(hù)效果，甚至還會(huì)造成反擊。對(duì)于35kV以上的配電線路，常用的防雷措施為運(yùn)用鋼筋混凝土桿直接接地，或者是中性點(diǎn)非接地兩種方法。除此之外，還需考慮自動(dòng)重合閘，確保實(shí)際成功率保持在50%～80%之內(nèi)。在配電線路中，切實(shí)強(qiáng)化絕緣有利于防雷效果的實(shí)現(xiàn)，所以，在一些無(wú)法滿足安全供電需求的條件下，可根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況運(yùn)用等級(jí)較高的絕緣子。在基礎(chǔ)條件允許的前提下，采用瓷橫擔(dān)是十分有效的提高絕緣方法。在木材產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，也可以運(yùn)用木質(zhì)橫擔(dān)，借助木材本身的抗沖擊能力來(lái)有效強(qiáng)化絕緣。配電線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，運(yùn)用消弧線圈可熄滅所有單相接地電弧。對(duì)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(yīng)在防雷系統(tǒng)中加入消弧線圈。

4配電變壓器防雷保護(hù)措施

4.1配電變壓器高壓側(cè)防雷措施

在配電變壓器的高壓側(cè)（3-10kV）應(yīng)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(hù)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(duì)變壓器的絕緣性造成影響，保護(hù)裝置應(yīng)可能的貼近變壓器，保護(hù)裝置接線。為有效防止雷電電流通過(guò)電阻形成壓降和避雷裝置殘壓的疊加現(xiàn)象出現(xiàn)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(cè)上的殘壓只來(lái)源于閥型避雷裝置。然而，在此時(shí)接地體與接地引下線中潛在的壓降，有可能會(huì)使配電變壓器外殼出現(xiàn)電位升高的情況，進(jìn)而引發(fā)逆放電。因此，在接線的過(guò)程中，需要確保中性點(diǎn)與變壓器外殼處于同一平面。這樣一來(lái)，即使低壓側(cè)的電位升高，二者之間也不會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)放電現(xiàn)象。但這種接線方式也存在一定不足，比如，高壓側(cè)當(dāng)中的雷電電流會(huì)被傳送至低壓側(cè)，對(duì)外端用戶的正常用電造成影響，甚至還會(huì)出現(xiàn)安全事故，面對(duì)這樣的實(shí)際問(wèn)題，可切實(shí)強(qiáng)化用電防雷加以彌補(bǔ)。

4.2配電變壓器低壓側(cè)防雷措施

配電變壓器高壓側(cè)被損害有很大一部分是低壓側(cè)造成的，具體原因?yàn)椋喝糇儔浩鞯?-10kV側(cè)發(fā)生落雷，相應(yīng)的閥型避雷裝置立即啟動(dòng)，會(huì)在接地電阻中生成壓降，記為I=5kA和R=7Ω，代入U(xiǎn)=IR計(jì)算可得此時(shí)的壓降數(shù)值為35kV。在此時(shí)，幾乎所有壓降都作用于低壓繞組中。由于受到電磁感應(yīng)作用，高壓繞組中將產(chǎn)生較大的電壓，電壓的數(shù)值符合變壓比特性。比如，對(duì)于10/0.38kV的配電變壓器而言，其變壓比數(shù)值26，通過(guò)計(jì)算可得該變壓器的瞬時(shí)沖擊電壓值可達(dá)910kV。由于變壓器高壓側(cè)的繞組出線端實(shí)際電位由避雷裝置固定，所以，電位沿繞組均勻分布，中性點(diǎn)區(qū)域中的電位達(dá)到峰值，可直接擊穿絕緣。另外，此時(shí)的匝間電壓也較大，同樣具有擊穿的危險(xiǎn)。若配電變壓器低壓側(cè)發(fā)生落雷，所產(chǎn)生的沖擊電壓會(huì)按照變壓比作用于高壓側(cè)中。與高壓側(cè)相比，低壓側(cè)絕緣裕度往往較大，因此，有可能會(huì)使高壓絕緣擊穿。由此可見(jiàn)，無(wú)論落雷發(fā)生在哪一側(cè)，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(jìn)而起到保護(hù)變壓器的作用。對(duì)于35/0.4k型變壓器，高壓側(cè)與低壓側(cè)都應(yīng)設(shè)置避雷裝置。對(duì)于低壓側(cè)中性點(diǎn)未進(jìn)行接地保護(hù)的變壓器，需在中性點(diǎn)和變壓器外殼之間設(shè)置一個(gè)保險(xiǎn)器件，可以是小型的空氣間隙。為避免避雷裝置殘壓對(duì)配電變壓器造成損害，無(wú)論高壓側(cè)還是低壓側(cè)上的避雷裝置接地點(diǎn)，都需與變壓器外殼保持盡可能短的距離。

5結(jié)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(huì)受到嚴(yán)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(shù)的靈活運(yùn)用具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

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