张家玮 梁凯博
内蒙古电力勘测设计院有限责任公司，内蒙古 呼和浩特 010020
摘要：配电变压器的雷害事故通常都是由于在防雷上存在缺陷和漏洞所致，特别是在接地和低压侧的防雷保护方面存在问题较多。在各种电压等级的电网中，10kV 电力变压器的数量是最多的，也是最常见的，可直接对用户供电。但是因为10kV 线路是以架空线为主，所以不存在避雷线，因此遭受雷击的概率就会大大增加。如果防雷措施不到位，就会造成雷雨季节电力变压器遭到破坏，从而影响供电的可靠性，影响人们正常的生活。
关键词：配电变压器；雷害事故；综合防雷措施
在供电工作中，10kV 配电线路的安全稳定运行，与社会生产和人民生活用电关系密切，因此，电力工作者需要确保 10kV 配电线路处于良好运行，这也是各级供电部门的工作重点。在实际工作中，10kV 配电网的安全稳定运行，常因雷击事故的发生，给供电的稳定性与安全性带来不利影响，也严重影响生产与生活的正常用电。为此，需要重视对 10kV 配电线路发生雷击事故的原因进行认真分析与总结，才能及时发现配电网运行过程中发生的雷击隐患，及时采取相应的安全措施，防止雷击事故发生，更好的保障配电线路的运行安全，为人们生产、生活提供良好的用电服务。
一、雷击及对配电网的损害
1、雷击的形成。雷击是一种瞬间脉冲放电，其形成主要是在强对流条件下，发生位置主要在云层与云层之间以及云层与大地之间。雷击放电的一个主要特点就是重复放电，每次的脉冲个数平均在3～4个之间，其组成主要有预放电、主放电以及余辉放电。在发生主放电的过程中，会有很大的雷电流产生，导致配电变压器发生损坏的根源就是这种雷电流。
2、雷击的特点与种类。（1）瞬间放电，雷击整个放电的完成通常都在6μs以内；（2）雷击现象具有很大的冲击电流，其电流可达几万安培甚至几十万安培；（3）其产生的电压具有很高峰值，感应电压甚至可达亿伏左右；（4）雷击产生的电流具有很大的变化梯度，雷电流有极强的破坏力。
二、10kV 配电变压器雷击预防措施存在的问题
1、配变安装位置问题。将配电变压器置于制高点处，当雷电发生时，地势较高的地方更容易遭受到雷击或更易感觉到放电现象。雷云所处位置很有可能和线路或者配电变压器平行，甚至处于它们的下方，故雷电的能量往往会聚集在线路的附近，所以具有高空高幅值特征的雷电先导很容易就会被损坏。另外配电变压器大多数分布在农田和山间，这些地方通常都没有防雷保护，甚至有些配电变压器被大山包围，较易受到气流等多种因素的影响，在一些特殊的位置会形成云层且云层会很低，通常情况下会多次遭到雷击。通过调查易遭受雷击的变压器，不难发现大多数位于线路终端的变 压器更容易被击坏。当线路遭受雷击后，电流会沿着线路一直传播到线 路末端，当遇到线圈电感时，根据电感的特性：电感电流都是缓慢变化的，这与电路中的开路现象类似，电压与电流发生的全发射分别是正、负的，这就会导致线路末端的电压增加为原来的二倍。 配电变压器与配电变压器之间存在较大跨度。由于线路过长，在冲 击雷电下电感较大，当线路遭受到雷击时，另一基本的配电变压器的杆 塔分流作用就会减小，使得大量的电流流经避雷器，导致避雷器的击穿 现象。
2、接地电阻问题。在 10kV 线路中不是采用人工接地，而是将人工接地体埋在变电站或者进线段，将它的接地线与配电变压器低压侧中性点以及金 属外壳连接在一起后接地），防雷接地的引线与工作接地引线是一套接 地引线，在电阻值高的地区，大部分不会采用方法进行降阻，当发现个别地方进行了降阻处理，它的水平接地延长线的长度一定是不符合规定的。通过一系列的测量结果表明，由于山区有较多的岩石，所以它的土 壤电阻率相比正常情况下也会较大，又因为接地体的日渐腐蚀和土壤的 不断疏松，接触电阻也慢慢变大，从而导致了接地电阻的阻值偏大；在一 些沿海地区防雷接地装置腐蚀现象则更加严重，由于接地体的接触面积 在减小，导致了接地电阻的不断增大。
于此同时由于接地装置长时间没 人维护修理，使得接地电阻的阻值超过了规定的正常值。
3、如接果地接引地下引线下问题线过短，达不到设计的要求，那么它的泄电效果就不 会很明显，这将导致每根引下线都将承载较大的电流，这会导致“二次反 击”的事故发生。并且因为水平接地体的长度较长，再加上电感对其造成的影响，就无法达到降低冲击电阻的目的。 配电变压器的引下线没有固定，而是将其直接插入地下，当发生雷 击时，在架空线路上就会产生强大的雷电冲击电压，架空线会被沿导线 迅速传播的雷电袭击，导致那些没有固定的接地下引线扬起，产生事故。 另外一种情况是不对接地引下线进行防腐处理在研究发生的事故时发现，如果没有对防雷装置进行防腐操作，就会使得引下线严重腐蚀， 不仅会影响接地引下线的寿命，还会大大降低其吸入导流以及疏散电流的水平。
三、配电变压器防雷措施
配电变压器进行防雷保护的基本理念是：在变压器侧装设避雷器与接地，以实现雷电波陡度与幅值的降低。在提高变压器防雷可靠性的工作中，我们也应以这一工作为中心开展，具体措施大致可分为下方面：
1、定期试验与维护避雷器的性能。在检修与清扫配电线路时，要注重试验避雷器的性能，每次试验完成后要建立相应的数据档案，对避雷器的工作情况仔细认真分析，以便在第一时间发现并排除隐患，要及时更换那些存在缺陷的、不合格的避雷器，要把避雷器的在线监测工作做好，若发现避雷器泄露的电流出现变多，这就预示着避雷器可能要出现故障。此外要把避雷器的防污清扫工作做好，要确保接地引下线的可靠稳定接地，不要用螺栓或接地网来充当避雷器的接地引下线，因为这样很容易使电网的接地出现短路现象。
2、合理选用避雷器。避雷器的保护性能会影响到配电变压器上出现的过电压情况，氧化锌避雷器与其它避雷器相比，不但反应灵敏、残压小，而且非线性效果好，建议在雷电多发地区应使用氧化锌避雷器防雷。由于当前避雷器出现了很多种，并且不同种类之间具有很大的性能差异，这就需要相关设计以及施工人员对常用变压器的种类、电压等级以及适合使用的场所要比较熟悉，选用的避雷器要与线路的额定电压相符，在装设避雷器前要做好避雷器的各项耐压、泄露试验以及测定好变压器的绝缘，要使用各项指标都合格的变压器，此外，对于一些使用年限以及达到变压器额定使用年限的变压器，要及时进行更换。
3、在配电变压器进线处加装电抗器。对于一些雷电多发地区，配电变压器的损坏率通常都较高，对于这些地区建议通过在配电变压器进线处加装电抗器的方式进行防雷，或采用装设平衡绕组的方式进行防雷，这样可以有效防止各种雷电流的侵入，更好地保护变压器。
4、在装设避雷器时应尽量靠近配电变压器。在装设各种避雷器时，一方面要尽可能地离配电变压器近些，另一方面要把各种连接线的长度尽量缩短，这样可以使连接线上雷电电流的压降减小，在雷击侵入波陡度一定的情况下，避雷器距离变压器越远，这样就会有越多的残压出现在变压器上，若装设的避雷器距离变压器特别远，那么避雷器的保护作用也将失效。
总之，造成配电变压器雷击损坏的主要根源是雷电的正、逆变换过程，限制侵入配电变压器的雷电流幅值，可以有效降低雷电对配电变压器的损坏。对于配电变压器的防雷来说是一项综合课题，有多种措施都可以保护配电变压器，在实际选择时我们要全面考虑各项保护措施的综合性价比，并且要不断总结变压器防雷实际工作经验，这样才能全面提升变压器的防雷保护能力，更好地保障我国电网的安全、稳定运行。
参考文献：
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