摘要：随着社会经济的快速发展，人们对电能的需求也在日益增加。在这样的背景下，针对电网的要求也就越来越高。目前，我国城市还有乡镇普遍铺设10kV配电网，这时如果线路上发生雷电过电压，就会从线路直接进入到杆塔上的10kV配电变压器中，导致变压器出现过电损坏，从而直接影响到人们的日常用电。本文主要对雷电给10kV配电变压器造成的危害进行分析，同时提出防护雷电的有效措施。
关键词：10kV配电变压器；雷电；危害；措施
随着社会的快速发展，现在人们和企业在开展日常活动时，都不开电力的支持，这是因为很多设备在运行过程中都需要电能作为主要动力。现阶段，在我国电网建设过程中，10kV配电网的应用较为普遍，然而其绝缘保护配置偏低，这样雷电就很容易造成其变压器出现损坏。因此，对10kV配电变压器的雷电防护进行分析就很有必要。
1、雷电给10kV配电变压器带来的危害
雷击主要存在3个形式，第一种是带电云层和地面上某个特殊点发生了放电现象，这也也叫直击雷。第二种是带点云层因为静电作用，让地面上某个范围内都附带了异种电荷，在直击雷出现后，云层带电就会快速消失，而地面范围就会因为散流电阻变大出现高压电，或者因为直击雷放电以后，脉冲电流就会和附近导线或金属物体生成一种电磁感应，进而发生高压电造成闪击现象发生，这也被称为二次雷或感应雷。第三种就是球形雷。在雷电发生放电的过程中会产生电磁、热和机械三种效应。首先，电磁效应所带来的危害。带电云层在对面放电时，雷击点的放电过程，将时雷击点周围的导线产生一种感应过电压。这种过电压的幅值通常都能达到几十万伏，其会造成电器设备的结缘层出现闪络或击穿，严重可以造成火灾或爆炸，导致配电变压器出现烧毁，威胁人们生命安全。其次，热效应所带来的危害。当雷电流在通过导体或导线时，就会产生比较大的热量，目前可以断定在实际运行过程中，所观察得到的避雷线出现断股现象，就和雷电流产生的热效应密切相关。最后，机械效应所带来的危害。当带电云层在对地面放电时，雷电流产生的机械效应，可以摧毁杆塔和配电变压器等相关设施，其是造成严重危害的一种效应。
2、10kV配电变压器因为雷电危害出现损毁的主要原因
2.1 避雷装置还不够完善
现阶段，配电变压器受到雷电危害的根本原因就是其避雷装置还不够完善，主要表现在配电变压器上的低压侧面还有没有配置低压避雷装置。低压线路的分布较广，而且没有任何保护，这就导致其很容易受到雷击危害。在雷电对低压测面线路放电时，雷电感应电流经过计量箱就会直接通到10kV配电变压器上面的低压绕组上面，而且会对高压绕组产生25倍的变化，高压侧面产生高电压可以达到200kV。这种感应电压已经比10kV配电变压器具备的高压绕组标准表压高出许多，就会就穿高压侧面的绕组，使变压器出现烧毁现象。
2.2 接地电阻的数值偏高
导致10kV配电变压器中接地电阻数值偏高的基本原因就是，接地装置自身的材料不能完全符合要求、接地埋设深度不够、安装工艺落后、接地体和线连接不严、地面过于干燥和土壤电阻值较大等问题，都是导致接地电阻数值过大的根本原因。另外，在设计者在安装变压器的过程中，对接地线的重要性没有足够认识，导致选择的中性线路截面偏小。在安装避雷装置时，接点连接不够稳固，容易受到外力破坏和接电线被盗取等原因，都会造成接地线路出现断线问题，致使接电地阻数值偏高。同时，由于使用时间较长，电力企业没有对线路进行良好的检修与维护，也在很大程度上使接地电阻的数值偏高。
3、10kv配电变压器的雷电防护措施
目前，我国现在拥有雷电防护措施，并不能很好解决10kV配电变压器受到雷电的危害。因此，为了更好解决这一问题，我们就要对电压器自身的装置进行完善，最大程度上降低雷电对其造成的危害。
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3.1 增加避雷配置的安装数量
在避雷配置安装没有问题的情况下，就可以利用包钳制电位来保护安装位置的绝缘体。在解决配电变压器两侧这种绝缘较薄的问题，主要有低压侧增加避雷配置安装数量、增加高压绕组中性点避雷配置安装数量、增加低压侧和高压绕组避雷装置安装数量三种方案。
3.1.1 低压侧增加避雷配置安装数量
当在低压侧增加避雷配置安装数量时，不管线路上是发生雷电感应过电压还是直接落电，低压绕组的前端对变压器外壳电压就一直处在绝缘水平的标准范围之内，但是高压绕组所具备的中性点绝缘还是有被雷电击穿的可能。
3.1.2 增加高压绕组中性点避雷配置安装数量
增加电压绕组中性点避雷配置安装数量，能够有效保护高压绕组中性点绝缘较差的问题，但是这种方法对于低压绕组却不能起到较好的保护作用。不管线路是被直击雷过压，还是发生雷电感应过压，在使用这种保护措施时，低压绕组前端都会把配电变压器的绝缘层击穿。
3.1.3增加低压侧和高压绕组避雷装置安装数量
增加低压侧和高压绕组避雷装置安装数量，可以更好的控制这两点的过电压。不论雷电压沿着线路中的高压还是低压层面进入，直击雷产生的过电压或者雷电感应过电压时，低压绕组前端对高压绕组中性点和外壳造成的电压，一直处于冲击耐受电压的标准范围之内，配电变压器就不会因为雷击出现绝缘体击穿的现象，所以在目前10kV配电变压器的雷电防护措施中首选此种。但充分考虑到目前配电变压器高压器内部绕组的中性点抽头并没有完全引出，这样就没有达到安装的前提，因此在设计新的配电变压器时，就要把高压绕组中性点引出考虑到其中。
3.2增加电感线圈的安装数量
其实在配电变压器高压侧面避雷配置前增加电感线圈的安装数量，能够利用减少通过避雷装置上的电流大小与陡度，来发挥保护的基本作用。经过计算以后得知增加的安装数量，可以有效保护雷电感应经过的电压，让其变压器不会受到雷电感应受到过电压的侵入。在雷电电流超过40kA时，配电变压器内部低压绕组前端对高压绕组中性点和外壳造成的电压仍会比绝缘冲击耐受电压高。
3.3对接地电阻进行降低
通过相关资料可知，在接地电阻分别为1Ω与10Ω的情况下时，过电压的数值差异将近10倍，所以能够利用降低接地电阻数值来制约变压器上存在的过压电。但是由于接地电阻降低需要投入较大的经济成本，在某些土壤含有较高电阻率的地区就很难实现。
结束语：
随着我国工业化进程的逐渐加快，人们对电力的需求和要求也呈现出明显的上升趋势。而10kV配电变压器在运行过程中，经常会出现各种各样的问题。因此，为了保证人们用电的安全和稳定，在设计10kV配电变压器时就要充分考虑雷击因素，并制定切实有效的防护措施，以期我国电力事业可以更好地为人们提供服务。
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论文作者:王岩,乔中华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/11
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