摘要：由于配电线路的绝缘水平较低,遭受直接击雷或感应雷时都容易引起绝缘子的闪络,造成线路跳闸。为了保证对用户不间断供电,应深入分析配电变压器等设备遭受雷击损坏的各种原因,并采取相应的防护措施。
关键词：配电网；防雷保护；保护措施
一、引言
研究配电网防雷的保护对电网的安全运行有着很大的作用。一直以来雷击引起的输电线路中短路、跳闸等事故都极大的威胁着电网安全而正常的运行。改进并完善对雷害的防患措施是十分有必要的。
二、配电网的防雷现状
据调查发现，有些10kV的配电网没有避雷的防护设备，线路绝缘水平较低，容易受到直击雷和感应雷的危害，数据表明在贵州、四川等地中配电网因为雷击而发生跳闸的几率在70%以上，而容易发生雷击的地区多在土壤电阻率较高、地形较偏远、多雨季等。
三、发展线路防雷技术的重要性
雷击是影响电网安全稳定运行的重要因素之一。长期以来雷击引起的配电线路跳闸事件频繁发生，对供电网安全稳定运行构成了极大的威胁。据电网故障分类统计表明，在我国跳闸率较高的地区，高压线路运行的总跳闸次数中，由雷击引起的次数占40%～70%，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击配电线路引起的事故率更高；每一次雷击闪络，不仅使系统出现一次强的扰动，还可能造成设备损坏、线路停运，甚至出现电网大面积停电事故，对社会造成巨大的经济损失。近年来我国雷电活动加剧，电网新增速度加快，由于雷击造成的电网事故及损失也逐年呈上升趋势。加强配电线路的雷电防护，对于维护电网的安全稳定运行有着重要的意义。
雷电活动频繁地区的配电线路在一年中往往要遭到数十次雷击，因而线路的雷击事故在电力系统总的雷电事故中占有很大的比重。据统计，因雷击线路造成的跳闸事故占电网总事故的60%以上。配电线路防雷保护的目的就是尽可能减少线路雷害事故的次数和损失。
四、配电网雷害事故的主要原因
由于配电网中配电线路的绝缘能力较低，在遭遇到雷电天气中的直击雷和感应雷时容易造成线路断闸。所以分析并了解配电网中变压器遭受雷击损坏的原因，并采取一定的预防措施是十分有必要的。
1、配电变压器的过电压
据研究调查发现正逆变换过电压是引起配电网雷害事故的主要原因。
1）影响逆变换过电压幅值大小的因素
逆变换过电压是当避雷器上流过大量的冲击电流时，生产较大的压降，当低压路线较长的时候，在中性点电位作用下，低压绕组流过较高的电流，将绝缘击穿。
影响因素如下：
（1）进波方式。高压三相波进的方式所引起的逆变换电压要高于单相或两相波进引起的电压。
（2）雷电流的大小。逆变换过电压与流经避雷器高压侧的雷电流的强度有一定的关系，也就是说逆变换过电压的大小与高压进线的绝缘水平成正比。
（3）接地电阻的大小。接地电阻越小，流过低压绕组的雷电流越小，逆变换过电压幅值就越低。
2）影响正变换过电压幅值大小的因素
正变换过电压是雷电流从低压端流入时，变压器低压绕组中产生冲击电流，这个冲击电流会在高压绕组上产生电动势，提高中性点的电位。
（1）进波方式。低压三相进波的方式所引起的正变换电压要高于单相或两相进波引起的电压，但是低压线路的绝缘水平较低。
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（2）低压进波幅值。与低压线路的绝缘水平有关，绝缘水平越高，高压一侧的感应电动势也就越大。
（3）进波波长。过电压的大小与冲击波的波长是成正比的关系，即波长越长，振荡的就越充分，过电压也就越高，当波长太短使，使振荡过程经行的不充分，过电压也就相应的偏低。
2、其他关于配电网变压器雷击损坏的原因
（1）雷电流的突然变大使变压器损坏。避雷器的残压是雷电流幅度的函数，它的陡度对阀片上的电压影响很大。
（2）避雷装置接地电阻偏高。当雷电流经过避雷器流进接地电阻的时候，会在变压器外壳上产生一定的电位差，如果避雷器接地电阻较高，则就会产生较大的电位差，从而造成变压器绝缘体的损坏。
（3）没有及时检测出损坏的避雷器。避雷器损坏后没有及时检出，当遇上雷雨天气就相当于配电网的变压器没有保护措施，暴露在雷电之下，雷电流非常容易侵入而烧损变压器。
五、配电网防雷保护措施
5.1 在配电变压器低压侧加装避雷器
对绝缘良好的配电变压器仅在高压侧装设避雷器时,仍会发生由于正逆变换过电压造成的雷害事故。正逆变换过电压作用下的层间梯度与变压器的匝比成正比,与绕组匝的分布有关,绕组首端、中部和末端均有可能损坏,但以末端较危险。低压侧加装避雷器可以将正逆变换过电压限制在一定范围之内。
需要指出的是有的配电变压器加装低压阀式避雷器后,仍有少量雷击损坏事故发生,其主要原因是:(1)低压避雷器残压偏高,通过正逆变换使变压器绝缘损坏;(2)配电变压器本身存在缺陷;(3)配电变压器接地电阻偏高。
5.2 对于常年运行的配电变压器可将高压侧避雷器移装在跌落保险下面
这样做的好处是:(1)减少避雷器引线长度,相应地减小了电感,从而降低了反击电压,使避雷器离变压器更近,保护效果更好;(2)当避雷器质量不良,放电后不能熄弧时,工频流使保险丝熔断,保险管自行跌落与系统分离,从而缩小了事故停电范围;(3)便于避雷器的更换试验,特别对于无专业力量的大用户来说十分方便;(4)便于准确测量接地电阻。
5.3 采用Y,zn接线的配电变压器
不管是正变换过电压还是逆变换过电压,均是由于低压绕组中有冲击电流,并在高压绕组中感应出高电压而损坏变压器的,所以如果能减小或消除低压绕组中的冲击电流,就能降低或消除正逆变换过电压。故采用Y,zn11组别的连接方式可以实现这一目的。
5.4 提高线路雷击防护技术
传统配电网线路中大多采用瓷质绝缘子来进行线路防雷保护，此类绝缘子串的耐压水平在发生雷击时会出现明显的降低，容易出现闪络现象，且即使绝缘子被破坏后也不容易被检测和剔除，因此在绝缘子中总是会存在少量的已损坏绝缘子。为了消除此类隐患，可以将绝缘子替换成玻璃材质，利用玻璃绝缘子零值自破的特点，提高了线路的绝缘水平和绝缘子失效检出率，使得绝缘子对雷击的抵抗性能得到了提高，被损坏的绝缘子也容易被巡查人员剔除和更换，从而保证线路上运行的绝缘子全部为正常状态，极大地降低了雷击闪络现象。
六、结语
笔者所在防雷设施检测所通过对各级供电局走访调查，发现一般的配电网具有较复杂的网络结构，绝缘防患措施低下，容易受到雷击，对设备的线路形成一定程度的损害，并且雷电事故的突然发生还容易造成长时间的停电和巨大的经济损失。本文分析配电网的雷害事故发生的原因，总结了可能的影响因素，提出一些有效的防护措施，并且根据实际情况对配电网雷电防护的措施进行分析改造，从思想上、管理上、行动上重视配电网的防雷保护，提高配电网的安全水平。
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[2]马福，汤李佳，彭厉.配电变压器防雷问题分析[J].电瓷避雷器，2008，（05）
论文作者:袁有文,李思成,孟庆海
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/16
标签：过电压论文; 避雷器论文; 变压器论文; 雷电论文; 线路论文; 绝缘子论文; 低压论文; 《电力设备》2017年第31期论文;