配电变压器受雷击损害分析及防雷措施研究张俊峰

配电变压器受雷击损害分析及防雷措施研究张俊峰

(国网河南省电力公司汝南县供电公司河南驻马店463300)

摘要:随着社会经济的发展,人们对电能的依赖性越来越强,可以满足人们生活、工作、娱乐等方面的需求,因此,必须要保证供电的安全与稳定。对配电变压器设备做好防雷保护措施,可将低雷击故障的发生几率,保证供电系统高效、稳定地运行,实现电力企业的经济效益和社会效益。因此,需要对雷击事故发生的原因进行分析,并制定有效的防雷措施,以保证配电变压器安全、稳定的运行。鉴于此,本文主要分析配电变压器受雷击损害分析及防雷措施。

关键词:配电变压器;雷击;防雷

1、雷电对配电变压器的主要危害

在日常生活中,我们常见的雷击现象主要有二种:①直击雷,此现象主要为带电云层与大地上某点间出现迅猛放电的现象。②感应雷,因受静电感应影响,使得带电云层让地面某区域携带异种电荷,在发生直击雷后,很快云层带电便会消失,而地面一些范围会因散流电阻大而形成局部高电压现象。

在自然界中,随着雷电的放电,也会伴随着一些相应的效应如电磁效应、热效应、机械效应等。①雷电的电磁效应。当雷云发生对地放电现象后,在雷击点四周的导线上也会出现相应的感应过电压。该感应过电压通常较大,可高达几十万伏会直接击穿电器设备,可能会引发火灾与发生爆炸现象,把配电变压器烧毁。②雷电的热效应。出现雷电现象后,产生的雷电流流过导体后,会使导体严重发热,我们在实际生产中,常见的雷电断股现象很多都是由于雷电的热效应引起的。③雷电的机械效应。当雷云对地发生放电现象时,会伴随着产生强大的雷电流机械效应,该效应可能会把杆塔及变压器等设备击毁。

2、配电变压器因雷击烧毁的原因

2.1、缺乏完善的避雷装置

对于配电变压器避雷装置的不完善,其主要表现为没有给配电变压器低压侧安装避雷器,而低压线路较多,且分布较广,在没有任何保护的情况下,极易遭受雷击损坏。当供电系统低压侧线路遭雷电袭击时,雷电所携带的感应过电压会经计量箱对变压器低压绕组造成损害,若按25倍变比来算,高压侧所产生的高电压可高达200kV左右,而很多变压器高压侧最大允许电压通常为75kV左右,该感应电压严重超标,这样会瞬间把高压侧绕组击穿,最终烧毁变压器,造成巨大损失。

2.2、配电变压器接地电阻值过大

在实际生产中,有很多原因都有可能导致配电变压器实际接地电阻值过大,如所用接地材料不当,没有按相关规范来埋设接地体(埋深不足)、安装不当、接地体未充分连接接地线头、大地太干燥、接地头所在的土壤电阻值过大等。在布设变压器时,未充分认识清楚接地线的作用,所选的中性线截面不足。在装设避雷器时没有接牢固接点、外力把接地线路破坏、部分分子盗取接地线等,这些原因影响到变压器的正常接地,使其接地电阻值偏高。此外,长期未检修避雷器的接地,也易引发其接地电阻值超标。

3、配电变压器主要防雷措施

3.1、合理安装避雷器

目前,我国市场上避雷器的种类比较多,其性能、效果等存在明显的差异性,合理选用避雷器能起到较好的保护效果。因此,要考虑以下几点问题,一是,避雷器的选用要以熟悉的类型为主,种类不同避雷器的安装方法存在较大的差异性,当存在安装质量问题时,会严重影响避雷器的保护效果,同时,也给安装人员带来了工作难度。而选择熟悉的类型可以保证安装质量和效率,有利于提高设备的性能。二是,要考虑实际防雷需要,不同地区发生雷电的频率不同,发生雷击故障的几率也不同。

避雷器的质量对防雷效果也会产生严重的影响,因此,需要在安装前进行检测、调试等工作,以保证其正常运行。例如,安装人员应根据当地环境情况建立一个仿真的试验场所,分析避雷器的防雷效果,及时更换不合格设备,提高防雷效果。

3.2、配电柜防雷保护

当配电变压器受到雷击影响时,会产生正、逆变换过电压,对设备的安全性会造成严重的影响,因此,需要加强防护工作。在配电柜中安装避雷器,可与配电变压器建立高压瞬态等电位连接,将避雷器、金属外壳、电子设备等共同接地安装,使各个部分的电压可以达到同升同降的目的,可有效防止电流差或电压差的产生,防止配电变压器出现雷击故障。

3.3、加强电网线路防雷保护

随着市场经济的发展,人们对电能的需求量越来越高,促使电网线路的规模逐渐扩大。由于电网线路呈网状结构,分布范围比较广,容易发生雷击故障,而单一安装避雷器并不能满足防雷效果。导致线路中产生过电流、过电压等情况,会对配电变压器等电子设备造成冲击,从而出现雷击事件。因此,需要加强电网线路的防雷保护工作。例如,一是,对电网线路的路径进行调查,尽量避免在雷电活动比较频繁的地区敷设线路,降低发生雷击故障的几率;二是,对雷击事件高发地段全程架设避雷线,可有效提高防雷水平,降低损失程度;三是,根据实际防雷需要,适当增加避雷器的数量,有助于保证防雷效果,从而保证电网线路安全、稳定的运行,避免对配电变压器造成损害。

3.4、降低接地电阻

若遇到过电压对高压侧线路进行入侵时,接地电阻会严重影响变压器内部的电压。依据相关计算,我们得出当接地电阻为11Ω与10Ω时,有时可相差出近十倍的过电压数值,对此,我们可再次降低接地电阻取值,来对变压器上的过电压进行限制。但基于把接地电阻从4Ω~10Ω降到1Ω,需投入很高的经济成本,且对于一些高土壤电阻率处较难做到,对此,我们一方面应尽量降低接地电阻值,另一方面积极配合使用一些其它防护措施,这样才能更好保护配电变压器。

3.5、做好防雷接地工作

接地装置是防雷系统中最为关键的设备,可将线路中的电流引入大地中,从而起到防护效果。但接地装置并不是防雷设备,只能降低线路中的过量电流,降低对变压器的冲击程度。对此,在设计时要考虑以下几方面的因素:一是,要将接地体进行适当延伸,有利于扩大接地面积,可有效提高接地效果;二是,在接地位置处要添加化学降阻剂,有利于降低接地电阻,避免对接地装置造成损坏;三是,接地线的位置应尽量远离人群,防止引发安全事故;四是,接地线应保证完整,使用整根的导线,避免出现接点、断裂等问题,同时,接地线应垂直敷设,可提高防护效果;五是,接地引线需要深埋地下,易与土壤中的物质发生反应,从而出现腐蚀生锈等问题,因此,要对接地线喷涂防腐剂,并做好定期检查工作,有利于保证接地线的质量。

总之,配电变压器作为供电系统必不可少的设备,其在供电系统中占有重要地位,为保障电能供应的连续性,可靠性,更好的满足人们的日常生产、生活需要,我们必须做好配电变压器的防雷工作。通过本文分析我们可知,可采用加装避雷器、加装电感线圈、降低接地电阻三种防护措施保护配电变压器。在实际防护作业中具体应采用哪种防护措施,还应从实际情况出发,科学合理的进行选择。

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