雷击配电变压器事故分析及防雷措施论文 中国鸣网
姜旺明
摘 要：文章中作者结合多年工作经验，对山区雷击配电变压器事故原因进行了简单分析，并提出了解决应对措施，为配电网安全稳定运行提供一定参考依据。
关键词：山区；配电；雷击；变压器
配电网中，配电变压器的主要作用是电能分配与电压变换；配电变压器被雷电击坏事故时有发生，尤其在山区农村电网中发生比例较大。我国农村电网在经过一段时间升级改造后情况稍有改善，不过在雷害事故的防范，尤其在雷击跳闸及击坏配电变压器事故防范上并未有明显好转。对配电网可靠性造成了很大破坏，无法保障山区农民稳定的电力供应。因此，对山区雷击配电变压器事故原因分析并采取有效解决措施就显得尤为重要。
1 山区雷击配电变压器事故原因
1.1 正变换、逆变换过电压
当雷电击中配电变压器低压侧的线路后，冲击电流在低压绕组侧形成，接地电流在接地电阻上产生压降，低压侧中性点电位突然升高，产生危及低压绕组的过电压[1]；此外，高压绕组出现感应电动势，导致高压侧中性点电位显著升高，同时叠加上绕组的相电压，产生强度过高的过电压击穿层间绝缘，见图1；反而言之，当雷电击中配电变压器高压侧的线路，在避雷器发生反应的同时，高压侧避雷器将雷电流引入大地，接地电流在接地电阻上产生压降[2]。低压侧绕组中性点受到压降的作用，导致三相绕组电压同时提升。还有，雷电流发生的磁通带来很强的脉冲电势，沿高压绕组在中性点达到最大幅值，击穿中性点绝缘。此外匝间梯度电位大，易击穿高压绕组匝间、层间绝缘，见图2。
一般产生正逆变换过电压原因有以下几方面：配电变压器位置安装欠妥，易被雷电击中；避雷器组发生某些功能性故障，其配设地线时没有达到要求，雷电电流无法泄入大地；接地极电阻阻值超出允许范围等。分析后不难发现，低压绕组过电压是正、逆变换过电压的源头，所以应对其幅值进行控制，或者配设避雷器以满足此要求。
1.2 配电变压器接地方式
在配变高压端设置避雷器，使变压器低压端中性点、接地线与其金属外壳同步连接最终接地，他们有一样的电位，所以变压器主绝缘不用承受特大压降，避雷器被雷电侵袭后电流沿着接地线排向大地。不过，山区有的防雷设备、配变接地通常由两条接地线接地单独运行，此种接线方式有很大安全隐患，比方说：若配电变压器高压端被雷电侵袭，高压端电压受到三方面电压相加影响，公式如下：
式中，ure为避雷器的残压；L为避雷器接地引线的等效电感；i为雷电电流。
对应的低压侧电压为U2=iR，将U1-U2后可得出，因雷电较大引起避雷器中残压升高，最后击穿中性点。
1.3 避雷器的接地线问题
作为避雷器不可或缺的部分，接地线可以通过释放电流来保护避雷器，现实是山区避雷器的接地线容易发生损坏、被偷等一系列问题，极其难以管理，导致避雷器原本的保护功能因缺少接地线而丧失，严重威胁到了山区配电网运行安全。
2 解决山区雷击配变器事故的方法
2.1 及时更新避雷器
山区避雷器要进行适时更新、检查，尽量采用氧化锌避雷器，其具有如下优势：
（1）无间隙。通常在普通电压情况中，氧化锌能够避免遭受强电流侵袭，且不需对间隙进行串联，有效解决了传统避雷器面临的窘境，比方说：间隙放电、污秽及电压不稳等等。（2）没有续流。氧化锌的通过电流一般来说非常小，故其绝缘性相对较好，工频续流情况得到处理。通过对此种避雷器不断实际应用后发现，其保护性能非常好，基本不可能因为环境湿度、温度等因素干扰，对过电压等问题有不错的抗性。综合来说氧化锌避雷器避雷性能更优，山区更应安装此种避雷器。
2.2 更改配电变压器防雷接地方式
妥善连接配电变压器低、高压端避雷设备的接地线、低压端中性点、变压器金属外壳等，将他们一起接地，接线模式要确保合理性、科学性，此种模式中，高压端进线的侧电压为3项电压相加：避雷器残压+接地引线电压+接地电阻电压。
这个时候，由于对接线方式进行了调整，配电变压器的外壳和中性点电压相同，其电压为：接地引线电压加电流流经接地电阻电压。通过把他们相减发现，在被雷电击中后，避雷器会有反应，但由于残压低，并破坏不了变压器的绝缘部分。
2.3 限定配电变压器和避雷器的接线距离
通常情况下，接地线本身就有电感电压降，计算公式如下：
参考上述公式可以确定，UL与电感电压呈正比，通俗来讲即为：随着接地线的长度增加，点感电压肯定随之一同升高，点感电压与避雷器残压一同给绕组施压，造成主绝缘安全性受到破坏，所以如果要配电变压器既安全又防雷电，有必要对UL进行严格控制，尽量限制变压器和避雷器间的距离，争取应用粗短的接地线。
2.4 合理选用避雷器型号、做好定期维护
首先，配电网中采用的避雷器应拥有极好的保护功能，一般低残压、非线性避雷器MOA更具有优势，优先采用符合配网系统额定电压的设备，如此才会更好起到防雷避雷、线路保护的作用。此外，要在配网运行时对避雷设备进行强化检查，进行定期试验并找出存在的问题，最后针对性做出反应迅速解决与排除故障。通过持续反复的检查、测试，对避雷线工作模式及运行状态有一定了解，探究其有没有隐性问题，发现的隐患要及时处理，损坏的避雷设备要做到动态更新，以保证避雷设备整洁安全。其次，筆者认为设置巡查小组定期开展巡查非常有意义，所有和配电变压器工作有联系的设备都要全部进行检查；同时，与国家安全部门建立良好的链接，一起联合对非法破坏分子进行严厉打击，保障配电系统安全性，对发现的避雷器故障问题，及时采取控制、解决措施。
3 结束语
山区雷击配电变压器事故产生原因有很多种，主要成因体现为：传统阀型避雷器功能相对更差，不能起到可靠的防雷作用；配变低压端没有设置避雷设备[3]，导致避雷器时常受到雷电损坏；不合理的接地模式等，针对上述分析情况采取相应措施，把问题和故障都解决了，才能保障配电网安全稳定运行。
参考文献
[1]赵猛，孙睿.配电变压器雷害事故分析与防雷保护措施探讨[J].科技资讯，2016，20（3）：31-32.
[2]周开峰.配电变压器受雷击分析与防雷措施研究[J].中国高新技术企业，2016（12）：116-117.
[3]黄俊凯.雷击配电变压器事故分析及防雷措施研究[J].中国科技博览，2016（2）：26.
