摘要：笔者结合多年的工作经验，首先对雷电的危害进行了简单的分析，其次以福建某县城为例对变电站变压器的事故原因进行深入的分析，最后针对这些问题提出了雷电的预防措施和解决办法，以期能够降低雷害事故对变电站变压器造成的影响，维持电网的平稳运行，同时为相关工作人员提供一定的资料作为参考。
关键词：变电站；变压器；雷害事故；防雷措施
引言
夏季强对流天气较多，云层的瞬间放电会形成雷电且破坏力较大。变电站变压器极易受到雷电的攻击。据统计，超过一半的变压器事故都是由于雷击导致的，尤其是雷击发生频率高的地区，变压器故障的比例更高。变压器受到雷击后，损坏问题较大，需要一段时间的断电维修，因此对人们的正常工作生活会有一定的影响。我国配电网在不断拓展，供电线路越来越长，变压器的数量不断增加，在这种情况下，更需要做好配电变压器的防雷措施，确保变压器安全运行。
1雷电变压器的危害
雷雨云中所携带的电荷数往往高达数十亿伏，带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象被称作直击雷，在直击雷作用下，变压器将直接被损毁。静电感应以及电磁感应所产生的雷被称作感应雷，静电感应产生的雷会击穿配电变压器的绝缘设备，使供电中断，同样电磁感应也会让附近的金属物体产生强大的感应电流，作用于配电变压器，也会造成变压器的损坏。
2雷害事故分析
该县年雷电日在70d左右，属于强雷电活动区，全县共有各型号变压器1600余台，每年平均被雷电击坏的变压器约20～30台。大部分被雷击坏的变压器一半都位于农村地势较高的区域。特别典型的是2016年7月仅不到一个月的时间就有8台变压器被雷电击坏。为此，我们到现场对电网的布局、防雷保护措施、雷电活动情况、雷害事故情况进行了调查，对变压器雷害事故的台区、地形、地势和变压器的损坏部位以及电网和配电变压器的防雷保护设施，、接地状况进行了认真的研究和分析。
3雷害事故原因分析
3.1变压器低压侧未安装避雷器
当变电站中输电线路遭受雷击时，由于雷电流的幅值较高，因此在配电线路上会产生较大的电压降，位于配电变压器高压侧的避雷器会在第一时间导通，将雷电流引入大地。但此过程不是在瞬间完成的，因此，会在配电变压器高压侧产生较大的电压降，其计算公式为：
上面的式子中Ug为变压器高压侧的电压降；Ur为变压器高压侧避雷器的残压；L为高压侧避雷器引下线的电感；i为通过高压侧避雷器的电流；R为通过高压侧避雷器的接地电阻。假设变压器的变比为K，则在配电变压器低压侧的电压
，由于Ug的值较大，Ud也会相应增大。如果在没有安装避雷器的前提下变压器的低压侧受到雷击，那么雷击产生的电流无法引入大地而是顺着线路进入设备，导致设备烧毁。此外，变压器的正逆变换也会导致雷电过电压进入高压侧，烧毁线路中的设备。
3.2变压器位置较高
对于雷电来讲，高地势是易受雷击或感应放电的地带，雷云可与线路或配变平行，甚至在其下方，雷电能量易向线路附近积累，高空高幅值的雷电先导极易被招致。另外变压器多分布在农田和山间，又无防雷保护，有的配变被大山包围，受到气流等多种因素的影响，在某些地段云层容易形成，而且云层较低，往往出现重复性雷击。
3.3接地电阻问题
该线路中均未采用人工接地，只在变电站或者进线段埋设人工接地体。配变采用“3点共地”，防雷接地与工作接地共用一套接地引下线，对于电阻值高的地区，基本上未采用特殊的降阻措施进行处理，个别进行降阻处理的水平接地延长线也是长度不符合规定。
4配电变压器雷害预防措施
第一，电力企业应该定期对配电变压器进行试验，试验结果不合格的配电变压器不允许继续使用，必须进行维修或更换；第二，电力企业应该定期对配电变压器进行巡视，具体包括：检查配电变压器的避雷器固定螺栓是否存在松脱问题，高低压侧引线是否可靠，3点共地的固定点是否发生了松动，接地引下线是否存在破坏、腐蚀等问题；第三，电力企业应该定期对配电变压器的接地系统电阻进行侧量，并且做好相应的记录与存档工作，以便于电力工作人员做好比对工作；第四，大范围地普及智能巡检系统，以此消除传统巡检无法对监督巡查人员工作状态进行监督的现状，同时，做好巡检管理软件的应用，从而实现对配电变压器的规范化集中管理；第五，电力企业要定期对变压器的接地装置进行导通试验，从而确保引下线的连接更加可靠；第六，在对配电变压器进行选址时，应该事先考察好地理情况，尽可能的避开雷击区域。尤其是山区的配变电压器，除了要做好负荷中心的考量，还要避免将配电变压器安装在制高处。
5配电变压器防雷措施的改进建议
第一，对于安装有低压电流型漏电保护器的变压器，低压避雷器必须安装在零线出现首端，因为保护器不允许其以后的零线重复接地，低压避雷器安装在保护器后面，保护器停用，避雷器就没有接地，起不到避雷的作用；第二，在配电变压器的高、低压侧同时安装合适的避雷器进行保护，防止正变换过电压和逆变换过电压造成变压器的损坏。高压避雷器必须使其残压小于配变残压；第三，在避雷器的选型上应选用保护性能好的氧化锌避雷器，逐步淘汰碳化硅避雷器，为了保证避雷器适应中压电网的内过电压状况，不在内过电压下动作损坏，应淘汰额定电压和荷电率偏低的氧化锌避雷器。在雷电活动频繁地区，或者容易遭受雷击的线路杆塔加装线路避雷针进行保护，根据一些单位的经验，可在线路杆塔的塔顶用钢管焊接钢绞线制作简易的杆顶避雷针，既简单，防雷效果又很好；第四，对于重要用户，在低压线进户前50m处安装一组低压避雷器，进户后还要在安装一组低压避雷器，防止低压用户发生雷击事故以后越级，造成配电变压器的雷击事故。
结语
综上所述，变压器防雷保护从一定意义上讲是非常重要的，在技术越来越发达的今天，变压器的功能与种类也得到了不断的创新与完善。人们对于配电器的要求越来越高，如何确保变压器安稳的运行已经成为社会关注的热点话题，这就需要部分地区做好变压器防雷措施，进而使得变压器可以可靠地运行，社会的经济也会得到一定提高。
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论文作者:许泓
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/23
标签：变压器论文; 避雷器论文; 雷电论文; 防雷论文; 雷害论文; 低压论文; 过电压论文; 《电力设备》2017年第25期论文;