摘要：随着国网公司建设坚强智能电网理念的提出，如何有效提高配电变压器的防雷性能显得越来越重要。文章分析了雷击的形成过程以及雷击损害配电变压器的种类与特点，指出了配电变压器遭受雷害事故的原因，探讨了配电变压器接线方式与受雷害的关系，最后结合实际工作经验提出了几种促使配电变压器有效防雷的措施。
关键词：配电变压器；雷击事故；防雷措施；智能电网；电力系统
引言：
农村配网的供电面积越来越大，所需的配电变压器也日益增多。而这些配电变压器都极易受到雷电的损坏，一旦配电变压器被雷电损坏后，必然会造成大面积的停电现象，直接影响到人们日常的学习、生产与生活。为了有效防止雷击侵害配电变压器，我们就必须弄清楚雷击的种类、特点以及侵害机理。
1、雷击及对配电网的损害
1.1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。
1.2 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6?s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。
2、配电变压器雷害事故的原因
雷击对配电变压器的损害主要是通过“正、逆变换”的过电压来实现的，而在这两种变换中损害最大的是逆变换过电压。造成配电变压器雷害事故的原因主要有六个方面：
（1）安装配电变压器时，没有科学、合理地选择安装位置；
（2）没有对避雷器做交接试验便进行安装，当避雷器出现故障后检出的不及时；
（3）没有按照相关规程来设计避雷器的接地引下线截面。当出现雷击现象后极易造成烧断接地引下线，导致雷电流无法顺利向大地泄入；
（4）配电变压器避雷设备装设的不足，如在部分农村避雷器仅装置在变压器的高压侧，低压侧则不装设；
（5）缺乏完善的防雷接地装置，如部分避雷器存在过长的引下线；
（6）接地级存在过大的接地电阻值。
3、配电变压器接线方式与受雷害的关系
3.1 避雷器只装设在高压侧的接地方式
避雷器只装设在配电变压器高压侧的防雷保护可分为两种：
（1）对避雷器进行单独接地，这种接地方式可能损坏配电变压器的绝缘，存在很大的缺陷；
（2）3点同时接地，这种方式具有既简单又经济的特点，适合应用在一些雷少的地区，如平原地区等
3.2 双侧都有避雷器装设的三点一地方式
人们在长期的生产实践中发现雷击破坏了配电变压器的同时也会对一些电度表、电动机等一些低压设备形成破坏，由此可以推断低压线路上产生的雷击过电压与配电变压器遭受的雷击损坏也有一定关系，所以我们可通过把氧化锌避雷器装设在低压侧的方式来防止过电压在低压侧的出现，进而更完善地对高压侧进行保护。
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3.3 变压器高压侧串联电抗器
通过电抗器的串联，一方面可以使变压器绕组上出现的雷电波陡度降低，对绕组的电位分布进行改善；另一方面还可以产生一种正反射波作用于雷电波上，把雷电压幅度提高，使避雷器动作加快，这样可以把雷电波损害变压器的力度降到最低。
4、提高配电变压器防雷可靠性的措施
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列五个 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，其具体接线如图4所示，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。
（5）要确保避雷器接地线可靠连接
若避雷器接地线不能很好地接触于接地装置，这样在雷击现象出现后，避雷器的保护作用也就无从谈起，我们在实际工作中发现，很多配电变压的雷击损坏都是由于这一现象引起的。对于这种现象我们不但要经常测量避雷器的接地电阻，而且要定期拆开各个接点，测试接地情况，要确保各个接点的接地电阻值都要符合规程要求，这样避雷器才能对配电变压器起到相关保护 作用。
5、结语
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。
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论文作者:段宝龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：避雷器论文; 变压器论文; 雷电论文; 防雷论文; 过电压论文; 雷害论文; 方式论文; 《电力设备》2018年第27期论文;