摘要：本文简述了当前农网10kV配变电线路中变压器防雷技术的应用现状，分别从引线、接地阻值、避雷器安装三方面阐述防雷技术应用过程的主要问题，结合问题提出规范引线设置、控制雷电流、降低接地阻值、合理安装避雷器、使用新型材料等改进建议。
关键词：农网配电；10kV变压器；防雷措施
引言
在农村地区，农网10kV线路为主要电力供应网络。由于线路经过地带较为空旷，结构复杂，可能遭受雷击。变压器作为配电网络核心组成部分，当雷击电流超出变压器承受极限时，就会导致配变受损。当前在配变防雷技术应用过程还存在不同程度的问题，因此有必要就重点问题提出具体改进措施，促使农网10kV线路正常运行。
1 农网10kV配电变压器的防雷技术应用现状
当前农网配电10kV线路杆塔位置未设置接地装置，在变压器以及桩上开关位置设置了防雷装置。10kV变压的外壳和低压中性点为连接避雷器与接地端的连接点，将三者共同连接到接地线上，实现同时接地。在接地阻值方面需要按照10kV变压器实际容量合理选取。例如：当变压器容量＜40kVA时，可选择＜10Ω的接地阻值；当变压器容量＞40kVA时，可选择＜4Ω的接地阻值。当前农网10kV变压器的防雷现状为高压侧避雷器的参数型号为4YH5WS-17/50，低压侧的避雷器参数型号为HY1.5W-0.28/1.3，熔断器熔断电流为50~500A，由于农网长期运行过程遭受雷击，导致变压器发生损坏。
2 农网10kV配电变压器的防雷常见问题
2.1引线问题
在变压器台区，常由于地下引线的焊接点周围产生锈蚀问题，导致接地电阻值增加。某农网10kV配电区域中土壤内中含盐率过高，因此电阻率较低，在建设过程设置了接地装置，但是变压器运行过程还是受到了雷击，导致配变受损，经勘查之后获知配变架设结构使用角钢材料，其和地下引线的焊接位置产生了锈蚀问题。经测量之后，了解到该地区土壤内含有2Ω接地电阻，经计算当雷击发生时，10kV电压就会上升，使配变绝缘受损，因此落实引线的防锈工作十分重要。
2.1阻值问题
变压器的安全运行和其接地阻值息息相关，在实际防雷保护过程，由于对地形和土壤等测量方式不同，导致接地阻值不合理的问题频发。经勘查某农网在10kV配变台区，有1/5的接地阻值不达标，比标准阻值大，最高大于70Ω。当雷击发生时，电压过高时，避雷器即可产生相应，变压器的高压侧电压的变化可按照公式
计算，其中
为高压绕组电压，
为避雷器响应之后剩余电压，a为雷波坡度，L为引线感应，i为避雷器电流，v为雷波速度，R为台区接地阻值。按照现场勘测工频阻值计算雷电冲击。当接地电压发生变化时，高压侧电压即发生改变。因此需要将接地阻值合理控制，防止雷击损坏绕组绝缘[1]。
2.3避雷器安装问题
对于10kV变压器来说，在高压侧的绝缘裕度值较小，当避雷器没有安装在低压侧时，受到雷击之后电压会发生正反向变换，导致高压线圈的绝缘体受损。因此，在避雷器的安装问题方面主要是低压侧的安全问题。当线路处于雷雨高发区域时，应将避雷器设置在低压侧，这样低压线路就可及时感应到过电压，通过避雷器保护配电变压器，同时还能约束线圈两侧电压输入值，进而对低压线圈和高压线圈内的绝缘体进行保护，起到良好的防雷效果。
3 优化农网10kV配电变压器的防雷性能措施
3.1合理设置引线
在接地引线的设计上，应合理缩短避雷器和变压器间的引线长度。当接地引线较长时，即使雷电波较小的情况下也可导致引线上方的电压处于较高的数值，这时避雷器中的残余电压和引线电压会对变压器绝缘造成损坏，因此需要合理设置引线长度。同时为解决引线焊点锈蚀问题，还应落实防腐工作。例如：使用防腐材料在焊点以及螺丝等连接位置进行涂刷；使用镀锌材料作为引线，定期对农网10kV接地引线进行巡检，当产生锈蚀问题时，立即进行处理，保障其具有良好的防雷性能。
3.2限制雷电流
在农网10kV线路运行过程，使用合理的避雷装置可有效预防变压器和线路遭受雷击。因此在设计过程，可限制避雷装置的电流幅值。例如：在10kV变压器杆塔中间设置避雷装置，使其和变压器之间相互配合，将雷电流的幅值降低到75kV以下，降低雷击对变压器绝缘造成的损坏。在避雷器数量方面应合理选择，保障线路避雷效果的前提下，降低整体建设成本。
3.3降低接地阻值
使用有效的方式减小接地阻值可有效改善农网10kV的抗雷水平，通常使用更改接地方式，增加接触面积、改善土壤特性三种方法。在农网10kV变压器接地过程，可将接地方式进行更改，如：使用放射状接地形式，在顶端位置使用垂向接地极。利用厚土层、岩石缝等将接地极打入，保障固定良好。还可将接地极与土壤之间接触面积增大的方式，改善接地阻值情况，分散垂向接地极和水平放射线结合位置产生的雷击电流，减小避雷器遭受雷击时的电流。在土壤条件的改善方面，主要适用于含有较高电阻率的土壤中，可在土壤中加适量的电阻剂，降低实际接地电阻。如：使用GPF-94电阻剂可将土壤条件进行改善，该电阻剂实际电阻率＜0.35Ωm，同时本身结构紧密，可对钢质材料的接地体产生钝化作用，电阻剂pH值处于9~10范围内，呈现出弱碱性，因此具有较强的耐腐蚀性。应用这种电阻剂对钢接地体年腐蚀量仅为
mm。电阻剂的粘度高，不易受雨水影响，使用年限较长。在该电阻及的应用下，可有效降低农网10kV变压器的防雷接地阻值[2]。
3.4安装避雷器
在农网10kV变压器的防雷改善过程中，应结合国家规定，在低压一侧设置避雷器。但是多数农村地区对该项要求的执行落实不到位，导致变压器受到雷击发生损坏。因此应改善以上问题，在低压侧设置避雷器。在安装过程，可利用电磁态计算程序展开仿真模拟，在低压侧的雷电波幅设置为120kA雷电流，时间为8/20μs，测试安装避雷设备和不安装避雷设备的实际情况，仿真试验结果显示，在不安装避雷装置的高压端电压值可达80kV。国家规定农网10kV变压器抗雷电冲击的电压最高值为75kV，所以不安装避雷器会损坏变压器。在低压一侧安装了避雷器装置，高压侧的雷击过电压值＜15kV。通过以上试验可以看出低压侧设置避雷器可起到良好的避雷效果。因此，各农网管理部门应按照国家规定，定期对线路进行检查，重点对低压侧避雷器的设置情况进行检查，避免雷击发生时，低压电路未对高压线路形成保护，导致过电压超出限定，损坏变压器[3]。
3.5使用新型材料
传统配变压器防雷装置中使用钢材材质，这种材料容易在恶劣的气候条件下被腐蚀。同时，施工流程复杂，不但消耗较高的成本，材料的防雷性能较差。在农网10kV变压器防雷性能改善过程，可使用新型材料，如：镀铜钢棒，这样的材料化学性质不活泼，不容易在使用过程被氧化，深埋地下具有稳定的电阻，同时散流能力较强，和传统的防雷装置材料相比，性能优势明显。施工成本投入小，可保障变压器具有良好的抗雷性能的前提下，减少材料成本投入。
4 结束语
总而言之，针对当前农网10kV配变防雷技术的应用问题，相关人员应加大研究力度。合理选取引线长度，并落实防锈处理工作，降低接地阻值，控制雷击电流，在低压端设置避雷器，高效利用各种新型材料，改善装置性能，全面提升配变线路的抗雷效果。
参考文献：
[1]陆艳红.优化配电网络以提高配网10kV线路的供电可靠性[J].通信电源技术，2018，35（07）：148-149.
[2]李登宇.浅谈农网10kv配电线路常见故障分析及防治方法[J].现代国企研究，2017（22）：148.
[3]张凯.梅州供电局10kV农网配电变压器防雷措施探讨[J].科技展望，2016，26（33）：55.
论文作者:林品
论文发表刊物:《电力设备》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/14
标签：变压器论文; 避雷器论文; 阻值论文; 防雷论文; 引线论文; 农网论文; 低压论文; 《电力设备》2019年第11期论文;