爲了(le)防止雷電波對(duì)配電變壓器的(de)侵害，保證配電變壓器安全運行，本文介紹了(le)配電變壓器防雷保護措施的(de)應用(yòng)，可(kě)以提高(gāo)配電變壓器防雷水(shuǐ)平的(de)效果。

1 前言

我國共有2400個(gè)縣級農村(cūn)電網及280個(gè)城(chéng)市電網，配電變壓器數量達數百萬台，加之我國土地遼闊，且雷暴日偏多(duō)，如南(nán)方某些地區(qū)年雷暴日高(gāo)達100～130日，配電變壓器受雷電波侵害較爲嚴重，這(zhè)不僅給供電企業帶來(lái)極大(dà)的(de)經濟損失，而且嚴重影(yǐng)響供電可(kě)靠性。爲此，爲了(le)防止雷電波對(duì)配電變壓器的(de)侵害，保證配電變壓器安全運行，有必要對(duì)配電變壓器防雷保護措施逐一分(fēn)析，從而有選擇性的(de)采取适當的(de)防雷保護措施。

2 配電變壓器防雷保護措施

(1)在配電變壓器高(gāo)壓側裝設避雷器。根據SDJ7－79《電力設備過電壓保護設計技術規程》規定："配電變壓器的(de)高(gāo)壓側一般應采用(yòng)避雷器保護，避雷器的(de)接地線和(hé)變壓器低壓側的(de)中性點以及變壓器的(de)金屬外殼三點應連接在一起接地。"這(zhè)也(yě)是部頒DL/T620－1997《交流電氣裝置的(de)過電壓保護和(hé)絕緣配合》推薦的(de)防雷措施。

然而，大(dà)量研究和(hé)運行經驗均表明(míng)，僅在高(gāo)壓側采用(yòng)避雷器保護時(shí)，在雷電波作用(yòng)下(xià)仍有損壞現象。一般地區(qū)年損壞率爲1%，在多(duō)雷區(qū)可(kě)達5%左右，個(gè)别100雷暴日的(de)雷電活動特殊強烈地區(qū)，年損壞率高(gāo)達50%左右。究其主要原因，乃是雷電波侵入配電變壓器高(gāo)壓側繞組所引起的(de)正、逆變換過電壓造成的(de)。正、逆變換過電壓産生的(de)機理(lǐ)如下(xià)：

①逆變換過電壓。即當3～10kV側侵入雷電波，引起避雷器動作時(shí)，在接地電阻上流過大(dà)量的(de)沖擊電流，産生壓降，這(zhè)個(gè)壓降作用(yòng)在低壓繞組的(de)中性點上，使中性點電位升高(gāo)，當低壓線路比較長(cháng)時(shí)，低壓線路相當于波阻抗接地。因此，在中性點電位作用(yòng)下(xià)，低壓繞組流過較大(dà)的(de)沖擊電流，三相繞組中流過的(de)沖擊電流方向相同、大(dà)小相等，它們産生的(de)磁通(tōng)在高(gāo)壓繞組中按變壓器匝數比感應出數值極高(gāo)的(de)脈沖電勢。三相脈沖電勢方向相同、大(dà)小相等。由于高(gāo)壓繞組接成星形，且中性點不接地，因此在高(gāo)壓繞組中，雖有脈沖電勢，但無沖擊電流。沖擊電流隻在低壓繞組中流通(tōng)，高(gāo)壓繞組中沒有對(duì)應的(de)沖擊電流來(lái)平衡。因此，低壓繞組中的(de)沖擊電流全部成爲激磁電流，産生很大(dà)的(de)零序磁通(tōng)，使高(gāo)壓側感應很高(gāo)的(de)電勢。由于高(gāo)壓繞組出線端電位受避雷器殘壓固定，這(zhè)個(gè)感應電勢就沿著(zhe)繞組分(fēn)布，在中性點幅值最大(dà)。因此，中性點絕緣容易擊穿。同時(shí)，層間和(hé)匝間的(de)電位梯度也(yě)相應增大(dà)，可(kě)能在其他(tā)部位發生層間和(hé)匝間絕緣擊穿。這(zhè)種過電壓首先是由高(gāo)壓進波引起的(de)，再由低壓電磁感應至高(gāo)壓繞組，通(tōng)常稱之爲逆變換。

②正變換過電壓。所謂正變換過電壓，即當雷電波由低壓線路侵入時(shí)，配電變壓器低壓繞組就有沖擊電流通(tōng)過，這(zhè)個(gè)沖擊電流同樣按匝數比在高(gāo)壓繞組上産生感應電動勢，使高(gāo)壓側中性點電位大(dà)大(dà)提高(gāo)，它們層間和(hé)匝間的(de)梯度電壓也(yě)相應增加。這(zhè)種由于低壓進波在高(gāo)壓側産生感應過電壓的(de)過程，稱爲正變換。試驗表明(míng)，當低壓進波爲10kV，接地電阻爲5Ω時(shí)，高(gāo)壓繞組上的(de)層間梯度電壓有的(de)超過配電變壓器的(de)層間絕緣全波沖擊強度一倍以上，這(zhè)種情況，變壓器層間絕緣肯定要擊穿。

(2)在配電變壓器低壓側加裝普通(tōng)閥型避雷器或金屬氧化(huà)物(wù)避雷器。這(zhè)種保護方式的(de)接線爲：變壓器高(gāo)、低避雷器的(de)接地線、低壓側中性點及變壓器金屬外殼四點連接在一起接地(或稱三點共一體)。

運行經驗和(hé)試驗研究表明(míng)，對(duì)絕緣良好的(de)配電變壓器，僅在高(gāo)壓側裝設避雷器時(shí)，仍有發生由于正、逆變換過電壓造成的(de)雷害事故。這(zhè)是因爲高(gāo)壓側裝設的(de)避雷器對(duì)于正變換或逆變換過電壓都是無能爲力的(de)。正、逆變換過電壓作用(yòng)下(xià)的(de)層間梯度，與變壓器的(de)匝數成正比，與繞組的(de)分(fēn)布有關，繞組的(de)首端、中部和(hé)末端均有可(kě)能破壞，但以末端較危險。低壓側加裝避雷器可(kě)以将正、逆變換過電壓限制在一定範圍之内。

(3)高(gāo)、低壓側接地分(fēn)開的(de)保護方式。這(zhè)種保護方式的(de)接線爲高(gāo)壓側避雷器單獨接地，低壓側不裝避雷器，低壓側中性點及變壓器金屬外殼連接在一起，并與高(gāo)壓側接地分(fēn)開接地。

研究表明(míng)，這(zhè)種保護方式利用(yòng)大(dà)地對(duì)雷電波的(de)衰減作用(yòng)可(kě)基本上消除逆變換過電壓，而對(duì)正變換過電壓，計算(suàn)表明(míng)，低壓側接地電阻從10Ω降至2.5Ω時(shí)，高(gāo)壓側的(de)正變換過電壓可(kě)降低約40%。若對(duì)低壓側接地體進行适當的(de)處理(lǐ)，就可(kě)以消除正變換過電壓。

該保護方式簡單、經濟，但對(duì)低壓側接地電阻要求較高(gāo)，有一定的(de)推廣價值。

配電變壓器防雷保護措施多(duō)種多(duō)樣，除以上列舉的(de)以外，還(hái)有在配電變壓器鐵心上加裝平衡繞組抑制正逆變換過電壓；在配電變壓器内部安裝金屬氧化(huà)物(wù)避雷器等等。

3 配電變壓器防雷保護措施應用(yòng)

通(tōng)過以上分(fēn)析，可(kě)以看出，各種防雷保護措施各有其特點，各地應根據雷暴日雷電活動強度來(lái)合理(lǐ)選擇适當的(de)防雷保護措施。

(1)在平原等少雷區(qū)，配電變壓器年損壞率較低，可(kě)隻采用(yòng)配電變壓器高(gāo)壓側裝設避雷器的(de)方式。

(2)在一般雷電日地區(qū)，推薦采用(yòng)配電變壓器高(gāo)、低壓側均裝設避雷器的(de)方式。

(3)在多(duō)雷區(qū)，單獨采用(yòng)某一種防雷保護措施往往不能奏效，宜采用(yòng)綜合防雷保護措施，即高(gāo)壓側裝設避雷器單獨接地，低壓側避雷器、低壓側中性點及變壓器金屬外殼連接在一起的(de)分(fēn)開接地。

(4)在重雷區(qū)，特别是配電變壓器年損壞率較高(gāo)的(de)地區(qū)，采用(yòng)綜合防雷保護措施仍未收到較好的(de)防雷效果後，應根據技術經濟比較，在配電變壓器鐵心上加裝平衡繞組(即采用(yòng)新型防雷避雷器)，或在配電變壓器内部安裝金屬氧化(huà)物(wù)避雷器。

4 結論

配電變壓器的(de)防雷措施多(duō)種多(duō)樣，各地配電變壓器安裝地點實際情況又不盡相同。因地制宜，合理(lǐ)地選擇防雷保護措施，并重視和(hé)加強配電變壓器的(de)運行管理(lǐ)，定能收到提高(gāo)配電變壓器防雷保護的(de)效果。