李智威
国网山西省电力公司检修分公司 山西 太原 030032
摘要：变压器是供电设备的主要组成部分，变压器的安全性会直接影响到电力设备的稳定运行和供电的可靠性。但是变压器容易受到雷击的影响，会影响到变压器的稳定运行，因此有必要采取相应的控制措施保证变压器免受雷击影响，确保变压器的安全稳定运行。
关键词：配电；变压器；雷击作用；防雷措施
1 引言
在夏季特别突然出现强对流天气，这种天气常常会发生雷电，而变压器的运行容易受到雷击现象的影响。如果发生了雷击事故，变压器就会产生多种问题，情况严重时变压器会受损坏，甚至完全瘫痪不能工作。只有对在用的变压器进行更新，因此会产生严重的经济损失，影响供电的连续性。因此要保证变压器的防雷可靠性，才能确保变压器的稳定运行。
2 变压器提升防雷保护的必然性
配电变压器广泛应用于供电线路中，而且变压器具有种类多样，分布范围广的特点，管理难度大，所以对于变压器的防雷保护能力要注意维护，如果这方面存在缺陷就不能保证配电器的安全。此外，部分变压器安装在容易发生雷击的地区，非常受到雷电的影响，变压器的安全性和可靠性受到影响，而且会给供电企业带来经济损失，用户的用电安全也会受影响，影响到电业的可持续发展。所以，电力企业要加强变压器的安全防护工作，对变压器实施雷电安全方面的防护，切实保证变压器可以雷电天气下安全稳定的运行，从而保证用电的连续性。
3 变电站遭受雷击的主要原因
（1）直击雷过电压。雷云直接击中电力装置时，形成强大的雷电流，雷电流在电力装置上产生较高的电压，雷电流通过物体时，将产生有破坏作用的热效应和机械效应。
（2）感应过电压。当雷云在架空导线上方，由于静电感应，在架空导线上积聚了大量的异性束缚电荷，在雷云对大地放电时，线路上的电荷被释放，形成的自由电荷流向线路的两端，产生很高的过电压，此过电压会对电力网络造成危害。
? （3）雷电侵入波。架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站，是导致变电站雷害的主要原因，若小采取防护措施，势必造成变电站电气设备绝缘损坏，引发事故。
4 变压器防雷保护的主要措施
4.1 变压器在高压侧安装避雷器
在变压器的高压侧安装避雷器可以起到保护作用，这是对变压器实施防护的主要措施，也是经常使用的安全防护措施。为了保证避雷器的安装效果，依据相关的技术要求，避雷器通常安装在变压器的高压侧，避雷器接地线和变压器低压侧的中性点以及金属外壳要实施连接，三点共同实施接地。避雷器安装后，如果发生雷电后可以将电流转移到地面，这样可以对变压器起到防护作用。
4.2变压器低压侧装设避雷器
变压器的低压侧也可以安装避雷器，避雷器通常采用金属氧化物和通阀式的。这类避雷器的原理是低压侧的中性点与外侧的金属壳实施等电位连接，因此提升了绝缘效果，可以显著提升避雷效果，因此可以实现对变压器的防护。变压器由于低压侧设有避雷器，可以将正、逆变换产生的过电压控制在一定的数值内，可以降低正、逆变换过程中形成的电压梯度，这样可以实现对配电变压器的保护，防止变压器的内部线圈发生破坏，保证变压器的稳定运行。
4.3 变压器高低压则分别实施接地保护
变压器的高低压侧分别实施接地保护，这种方式需要对变压器的高压侧实施接地，变压器的低压侧的中性点要和金属外壳的相连，实现接地。变压器的这种防雷措施是依据地面可以对雷电波产生削弱作用进而实现防护。这种方式可以将发生逆变换产生的过电压实施削弱或完全去掉，正变换产生产过电压可以利用变压器低压侧接地的方式完成电阻的调试，将正变换产生的过电压进行有效控制可以降低正变换产生的过电压。变压器采用这类防雷防护措施具有许多优势，比如简单，费用低，但是这种方式也有缺陷。防雷措施要特别注意变电器低压侧的接地电阻。
4.4 变压器的高低压两侧全部有避雷器
变压器的高低压两侧可以同时安装避雷器，这种方式可以对变压器实现最大限度的防护，可以提升变压器在运行过程中的安全性和可靠性。变压器运行中，由于受雷电的作用，低压设备的稳定性因此会受到影响，变压器的低压侧如果有过电压出现，变压器的正常运行会受到影响，所以变压器的低压侧也要安装避雷器，可以削弱雷击产生的过电压，并且可以高压线组的保护效果，由此实现对配电变压器的保护。
5 1000kV 变电站中选取设备绝缘水平的要求
5.1避雷器
在 1000kV 特高压变电站中，通常把额定电压为 828kV 的避雷器安装在线路侧及站内。
5.2过电压水平
1000kV 特高压变电站的操作过电压及工频过电压通常由测验得出， 根据相关研究， 二者电压的具体情况通常为:(1) 操作过电压。①线路中部: 对地为 1.6p.u， 相间为 2.7p.u;②靠近变电站: 对地为 1.5p.u， 相间为 2.5p.u。(2) 工频过电压。①线路断路器的线路侧为 1.5p.u， 持续时间在 0.5s 以内; ②线路断路器的变电站侧为 1.4p.u.。
5.3绝缘配合原则
对电气设备的绝缘进行配合时， 电气设备内绝缘的耐受电压应以避雷器的操作冲击及雷电冲击保护水平为基础， 并同时乘以一配合系数 (安全裕度) ， 然后使用惯用法作进一步确定。
(1)1000kV?特高压输电系统中， 对电气设备的绝缘水平进行选择时，应根据国内外超高压或特高压系统中的相关标准，并应保留足够的裕度。根据 IEC 及国内相关标准可知， 高压并联电抗器、 电压互感器、 变压器、 电流互感器以及开关设备等内绝缘的操作冲击绝缘配合系数通常为 1.15。
(2)以 1.15 作为变压器内绝缘的雷电冲击绝缘配合系数主要是因为设备运行老化时引入了裕度系数 1.15; 而高压并联电抗器、 电压互感器、 电流互感器以及开关设备考虑到距离， 于是以 1.4 作为内绝缘的雷电冲击绝缘配合系数。 根据 IE 中的相关标准， 通常以 1.05 作为电气设备外绝缘的雷电冲击与操作冲击的绝缘配合系数。
(3)气象环境在海拔及距离的影响下通常会出现一定变化，此时会对电气设备外绝缘放电电压的校正产生一定影响， 因此， 对于海拔在 1000m 及 1000m 以下的地区， 通常使他们的特高压电气设备外绝缘的耐受电压值和该设备内绝缘相应的耐受电压值相等。
5.4设备绝缘水平
根据上述可知， 我国的 1000kV?特高压工程变电站设备内、外绝缘水平通常为 (见表 1) 。
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分析表 1 中相关电气设备耐受电压的可行性可知， 1000kV特高压变电站中所出现的统计过电压为 1.56p.u， 而最大过电压大约为 1.75p.u， 由此可得出变压器及其他设备内、 外绝缘操作冲击耐受电压的裕度分别是 16.9%和 4.8%。因此， 把氧化锌避雷器安装在 1000kV 特高压变电站，可使变电站的雷电冲击耐受电压在 2000a 以上，这能一定程度上保证变电站的安全运行。
6 结束语
变压器安装在不同的地域，变压器具有安装数量多和种类型号多的特点，许多变压器处于雷暴的高发地区，这类区域的极端天气会对变电器的稳定运行产生影响，因此要高度重视防雷工作。所以针对变压器的防雷要充发考虑到所处环境的影响，采取合理的防控措施。
参考文献：
[1]童小凌.特高压系统的防雷与接地措施研究[J].科技风，2015（03）.
[2]徐玉鹏，张世元，甘玉鹏.雷击特高压变压器事故分析及防雷措施研究[J].电瓷避雷器，2016（03）.