变压器防雷保护措施
雷击配电变压器事故分析及防雷措施

雷击配电变压器事故分析及防雷措施变压器是电力系统中很重要的一部分,但是受到一些天气影响变压器也会遭到不同程度的损坏,如何预防变压器雷击问题成了一个难题,本文主要论述了雷击配电变压器事故分析及防雷措施研究。
《变压器》杂志创刊于1964年,是中国电工技术类核心期刊之一,是中国变压器专业唯一国内外公开发行的期刊,是中国机械行业优秀科技期刊和中国科技文章统计源期刊。
1996年起本刊还以光盘版形式出版,2000年起本刊加入国家科技部的Chinainfo数字化期刊群网。
2001年,《变压器》杂志荣获中华人民共和国新闻出版总署颁发的国家级荣誉——“中国期刊方阵双效期刊”标识。
变压器在电力设备中发挥着重要的作用,变压器的安全性关系着电力设备正常运行以及用户的可靠用电。
在实际工作中,变压器极易受到雷击,这就给变压器的正常运行带来较大的影响,只有保证变压器在工作中不受到雷击,或者较少的收到雷击,才能保证变压器的安全运行,以及客户的正常用电。
这是本文关注的重点,同时结合变压器中实际情况,为进一步防止变压器防雷进行阐述。
在夏季,容易出现强对流天气,同时雷电就会常常发生,这就容易导致变压器容易被雷击现象的发生。
一旦受到雷击事故,变压器就容易出现各种问题,这就会对变压器带来很大程度的损坏,严重情况就会导致变压器完全瘫痪,只有重新更换变压器,才能恢复正常工作,这种状况会导致严重的经济损失,影响用户的正常用电。
只有保证配电器变压器的防雷和接地保护,才能确保变压器的安全性,才能进行正常供电。
1 配电变压器防雷保护能力提高的必然性在我国的各个地区都分布着许多的配电变压器,而且配电变压器的种类众多、分布广泛,在管理方面十分不便,因此,在配电器的防雷保护能力方面会存在缺陷,不利于配电器的安全。
另外,有些配电器安置在雷暴发生高频区,极易受到雷电的攻击,不仅使配电器受到安全损坏,而且给配电企业带来了一定的经济损失,对用户的用电安全产生了威胁,对电业发展十分不利。
变压器防雷安全措施

变压器防雷安全措施变压器是电力系统中重要的电气设备,用于变换电能的电压,为各类设备提供稳定的电能。
然而,在雷电活动频繁的地区或季节,变压器容易受到雷电的攻击,造成设备损坏和人员伤害。
因此,为了确保变压器的安全运转,必须采取一系列的防雷措施。
本文将就变压器防雷安全措施展开讨论,以期为用户提供参考。
一、变压器防雷安全现状众所周知,雷电对建筑物和设备造成的破坏是不可低估的。
在变压器防雷危害方面,主要表现为以下几方面:1. 直击破坏:当雷电直接击中变压器,电荷通过设备内部电线电缆等媒介导致设备内部元器件损坏,从而影响设备的使用寿命和性能。
2. 感应破坏:当雷电附近放电时,会在电路中产生一定的感应电流和感应电压,从而影响变压器的性能。
3. 绝缘破坏:在雷电活动过程中,电荷会产生静电场,电场强度高于设备的绝缘强度,从而形成绝缘损坏,影响设备的使用寿命和性能。
二、变压器防雷安全措施1. 绝缘防护绝缘防护是变压器防雷的重要措施。
变压器应选用具有良好绝缘性能的材料,如由石英砂和树脂等材料制作的绝缘支撑。
另外,变压器的绝缘导体应严格符合规范标准,且必须与大地电位隔离。
2. 接地保护接地保护是遏制雷击干扰和低频干扰的有效技术措施。
变压器的导体必须接地保护,以保证设备处于电场均衡状态。
接地保护可以使用“屏蔽接地”或“直接接地”方法。
屏蔽接地是将变压器导体接入屏蔽装置,从而防止电磁波的干扰;而直接接地是将变压器导体直接接入大地,从而达到放电保护的目的。
3. 避雷针保护避雷针是一种用于防止雷击损害的重要设备。
避雷针通常安装在变压器上方,当雷电击中避雷针时,会在避雷针与大地间形成针间电位差,进而将雷电引至大地。
这样就可以防止雷电直接攻击变压器,减少设备的损坏率。
4. 闪络器保护闪络器也是变压器保护的一种重要技术措施。
当雷电产生时,闪络器能够迅速放电,将问题区域的电荷导向大地,从而遏制雷击干扰。
闪络器的选择应符合设备要求,并定期进行检查和维护。
变压器防雷安全措施

02
03
04
定期检查:定 期对变压器进 行防雷检测, 确保防雷设施 完好有效
实时监测:建 立实时监测系 统,及时发现 并处理防雷隐 患
维护保养:定 期对变压器进 行维护保养, 确保防雷设施 正常运行
培训教育:加 强防雷知识培 训,提高员工 防雷意识和技 能
变压器防雷的效果和评估科学化
A
B
C
D
防雷效果:通过安装防 雷装置,降低变压器遭
受雷击的风险
评估科学化:采用科学 的评估方法,如雷电监 测系统、防雷性能测试 等,确保防雷措施的有
效性
建议:定期检查和维护 防雷装置,确保其性能
稳定
提高防雷意识:加强防 雷知识的宣传和培训, 提高相关人员的防雷意
识和应对能力
性能
优化防雷线路布 局,减少雷击风
险
增加防雷接地装 置,提高接地电
阻
定期进行防雷检 测,确保防雷设
施的有效性
变压器防雷的综合效益评估
防雷效果:降低变压器遭受雷击 的风险,提高供电可靠性
社会效益:保障电力供应,提高 居民生活品质和企业生产效率
A
B
C
D
经济效益:减少因雷击导致的设 备损坏和停电损失,降低维修和
04
避雷器维护:定期清洁避雷器表面, 检查避雷器内部结构,更换损坏或老 化的部件
接地电阻的监测
01
接地电阻是变压器防雷安全的 重要指标
02
监测方法:采用接地电阻测试 仪进行测量
03
监测频率:定期进行,如每年 一次或两次
监测结果分析:根据测试结果
04 判断接地电阻是否满足要求,
如不满足,需采取措施改善
的损害。
绝缘保护:提 高变压器的绝 缘性能,防止 雷电对变压器
变压器防雷措施和接地要求

变压器防雷措施和接地要求变压器据不完全统计,年平均雷暴日数在35~45的地区,10kv级配电变压器被雷击损坏率大约占配变总数4%~10%。
损坏的主要原因是变压器装设的避雷器和接地引下线不妥而造成的。
如;①变压器高压侧避雷器利用支架作接地引下线;②变压器中性点、高、低压侧避雷器分别接地;③避雷器未作预防性试验;④接地引下线截面过小及引线过长等。
1.杆上变压器防火维护⑴容量在100kva以上的变压器,高压侧一般采用三个阀型避雷器作保护;50~100kva的变压器,一般采用两个阀型避雷器和一个保护间隙(又称火花或角形间隙),也有采用三个阀型避雷器作保护;50kva以下的变压器,一般采用角形间隙,或两个阀型避雷器和一个角形间隙作保护。
高压两端装设避雷器,能够有效率避免高压两端线路示现时雷电波袭入而损毁变压器。
工程中常在配变10kv高压两端装设fs―10型阀型避雷器高压侧装设避雷器后,避雷器接地线应与变压器外壳及低压侧中性点连接后共同接地,以充分发挥避雷器限压作用和防止逆闪络。
(中性点不接地运行时,在中性点对地加装击穿保护间隙)。
⑵多雷地区的10kv,或y,连结的配电变压器,为避免扰动两端雷电入侵波转换至高压两端损毁变压器的绝缘,以及避免反转换波(指变压器高压侧受雷电,避雷器振动,其接地装置上的电压将通过变压器扰动绕组转换至高压两端的冲击波)损毁变压器的绝缘,在扰动两端宜装设一组扰动阀型避雷器(如fs―0.25型、fs―0.5型)或压敏电阻(如my―400型、my―440型)通在流量10~20ka或打穿保险器。
防火接线如下图;1变压器u10kvvw低、扰动两端避雷器的接线fs-10my―400或fs―0.25变压器外壳380/220vuvw⑶35/0.4kv直配变压器,高压两端和扰动两端均应当装设阀型避雷器。
⑷也可以使用阀型避雷器和火花间隙双重维护。
以避雷器居多,火花间隙为后备维护。
⑸实际施工中,常在配变高压套管的引线与避雷器引线之间绕8~10匝直径为8~10cm的空心线圈。
变压器防雷措施和接地要求

变压器防雷措施和接地要求变压器是电力系统中常见的电气设备,用于将高压输电线路上的电能转换为低压用电电能。
由于变压器经常处于室外环境,特别是在雷电多发的地区,为了保护变压器免受雷击的破坏,需要采取一系列的防雷措施和接地要求。
防雷措施:1.安装避雷针:在变压器周围安装避雷针,将避雷针与变压器的金属外壳等导体相连,形成一个完整的保护系统,将雷击电流导入地下,保护变压器。
2.安装避雷器:在变压器的高压侧和低压侧分别安装避雷器。
避雷器是一种具有特定动作特性的电器元件,当遭受雷击时,能够引导大部分雷电流通过流经避雷器,保护变压器不受雷击损坏。
3.建造避雷亭:在变压器附近设置避雷亭,避雷亭顶部应有良好的避雷装置,接地引流电流,避免雷电直接击中变压器。
4.导线绝缘处理:将高压线路与低压线路之间的导线进行良好的绝缘处理,避免雷电通过导线直接传导到变压器。
接地要求:1.接地装置的种类:变压器的金属外壳和金属部件应与地面接地,接地方式可以采用单点接地或多点接地。
单点接地是将变压器的金属外壳和金属部件通过导线连接到接地极上,而多点接地是将多个接地点均匀分布在变压器周围。
2.地网的设置:变压器接地装置通常需要与地下的大面积金属结构相连接,形成一个地网。
地网需要有足够的面积和导电能力,能够有效地分散雷电流,降低接地电阻。
3.地网的材料选择:地网通常使用铜排或镀锌钢带等优良导电材料制成。
对于要求较高的场所,可以使用无氧铜材料,以提高接地的导电性能。
4.接地系统的检测和维护:定期对变压器的接地系统进行检测和维护,确保接地系统的导电性能良好和可靠,以及及时处理故障。
同时,还应对接地系统进行标识,以便在需要时进行维修和排查故障。
总之,为了保护变压器免受雷击的破坏,需要采取一系列的防雷措施和接地要求。
通过建立良好的防雷装置和接地系统,可以有效地减少雷电对变压器造成的潜在威胁,确保电力系统的安全运行。
浅析配电变压器受雷击分析与防雷措施

浅析配电变压器受雷击分析与防雷措施随着我国城乡规模的不断扩大,配电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6µs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。
具体接地电阻阻值可按表1选取: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,其具体分别如图1与图2所示: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。
2024年配电变压器雷击及预防(3篇)

2024年配电变压器雷击及预防引言:配电变压器作为电力系统中的重要设备,承担着将输送到变电站的高压电能降低到用户所需的低压电能的功能。
然而,由于其在运行过程中处于露天环境中,容易受到雷击的影响,从而导致压变故障和停电事故的发生。
因此,对于配电变压器雷击和预防问题的研究具有重要的理论和实际意义。
一、配电变压器雷击原因分析1.1 气象因素雷电是一种自然现象,其产生与大气的电荷分布、电势差和空间结构有关。
当大气电荷分布不均匀时,会形成局部电荷积聚区,从而产生雷击。
而各地的气象条件不同,对雷电的发生也会有影响。
1.2 变压器结构和位置配电变压器通常是处于露天环境中的,其结构和位置会对雷电的影响造成一定的影响。
例如,在长杆式变压器中,杆塔及其附近的构筑物是雷击的容易目标。
而在箱式变压器中,箱体本身还具有一定的防雷功能。
二、配电变压器雷击后果分析2.1 压变损坏雷电的高电流通过配电变压器,会引起其内部设备的损坏,如绕组短路、线圈烧毁等,造成压变的无法工作。
2.2 系统停电配电变压器的故障会导致电力系统的局部或整体停电。
一旦发生停电,用户的日常生活和工业生产都会受到影响,给社会带来很大的损失。
三、配电变压器雷击预防措施3.1 防雷装置在配电变压器周围设置合适的避雷设施,例如接闪器、耐雷线等,能够引导雷电流从地面引流,减小雷击对变压器的影响。
3.2 地理位置选择选择合适的地理位置来安装配电变压器也是预防雷击的重要因素。
避免安装在雷电活跃区域或者高度地带,尽量选择平坦地区。
3.3 变压器外壳设计设计并制造适合的变压器外壳,使其能够防止雷电直接打击变压器设备。
例如,一些箱式变压器在外壳上设有防雷针,能够吸收和分散雷击带来的电荷。
3.4 维护保养定期对配电变压器进行检查和维护保养,及时更换老化和损坏的部件,确保其正常运行状态。
特别是对于外壳和避雷装置的检查,要保证其完好无损。
四、配电变压器雷击事故处理4.1 维修处理一旦发生雷击事故,及时采取维修措施,更换受损的部件,并进行系统的检修,确保变压器能够正常运行。
35kV电力变压器的防雷保护

其试验之中所能承受的冲击耐受电压大约是 4 0 — 4 5 k v ;在这个过程 中间 隙位 置应 尽 可 能朝 下 进行 安 装 , 这 样 能够 有 效 避 免 鸟类 站 立 于
上 所 引起 的短 路 现象 ; 间 隙接 地 端所 形 成 的 接地 电阻 应 尽 量控 制 在 1 0 Q范 围内 。 从某 种 意义 上讲 这 是 内部结 构 相对 简 单实 用 的 一种 避 雷器。 而且 在 使 用过 程 中所 产 生 的放 电 电压 往往 会 低 于传 统 意 义上 能。 P 一 2 0型绝 缘 子 所 产生 的冲 击放 电电 压 ,并 能 将 入 侵 变 压 器之 后 所 发生在 3 5 k v 架空 线 路 上 的有 关 雷 电过 电压 有 两种 ,一 种 属 于 形 成 的雷 电过 电 压有 效 的控 制 到 在 没 进行 辅 助 火 花 间 隙安 装 时 的 感应雷 , 另一 种 则 为直 击雷 。 作 为 缺 乏避 雷线 的一 条架 空 线路 , 雷 电 4倍 之下 , 这 样 就会 使 得其 对 变压 器 绝缘 所 造成 的威 胁小 了许 多 。 对3 5 k v 架 空 线路 导 线 的 直接 击 中 ,其 电流 往往 沿 导 线一 分 为 二 的 如 图所 示 进行流动 , 因为 导 线 自身 具 有 的 波组 容 易 产 生 抗作 用 , 所 以就 会 在 导线 之 上形 成 一种 雷 点过 电压 。 雷 云不 断积 聚 中产 生 放 电静 电效 应 并在 铺设 的线 路之 上 产 生 一种 雷 电感 应 过 电 压 ; 此外 雷 云 放 电过 程 中会 释 放 出较 强 的 脉 冲磁 场 ,其 中磁 力线 同 3 5千伏 架 空 路线 形 成 种 路 交链 , 而在 线 路 运行 中能 感应 到 一 定 电压 值 。虽然 雷 电 流值 的 大小 变 化具 有 很 强 随机 性 ,但相 对 3 5千伏 架 空 线 路所 具 备 的绝 缘 耐受 电压 能力 相 对有 限 。 比如 , 日常生 活 中使 用 到 的 P 一 1 0 绝 缘子 在 受 到 雷 点 冲击 力 影 响 下 产 生相 应 放 电 电压 ,而 且 电 压 值要 高 于 1 0 0 k v 。我们 常见 的 S - 1 8 5型 专用 瓷 横 担 在受 。 因此 3 5 k v 架 空线 路之 上 所形 成 的 雷点 过 电压 大 多会 高 于绝 缘 子 自身所 产 生 的冲击 放 电 电压 , 从 而形 成 绝缘 子 闪络 放 电。 规定 :一 般 来说 , 3 5 k v系统 中所 使用 的避 雷 器在 受 到 标称 为 8 / 1 一绝缘 子; 2 一 辅 助 间隙; 3 一 接 地 线 2 0 t x s 且5 K A雷 电 冲击 之下 , 会 形 成 残压 值 为 u c = 4 2 . 0 k v 。依据 我 国 图 1辅 助 间 隙安 装 示 意 当前 过 电压 相 应保 护 规 程 我们 得 知 , 当雷 电波 沿 着 相应 线 路 入侵 时 3 . 2 降低 接地 电 阻 会 诱 使 避 雷 器 发 生 相 应 动作 , 此 时 应取 雷 电流 值 为 5 K A, 且 波 头 值 当3 5 k v 架 空路 线 遭受 雷 电波 入 侵时 所 致 使避 雷 器 发 生 发 电 动 为 2 . 7 1  ̄ s 。 作时 , 所 产 生 的冲击 电压 主 要 是 相 应 接 地极 上 的相 应 电压 降 , 并 会 P 一 2 0型绝 缘 子所 产 生 的冲击 发 电值 大 约为 1 5 0 k v , 而 当线 路运 造 成 变压 器 外壳 处 的 电位增 高 许 多 。 此 外 在这 个 环 节 中还 能 等效 作 行 时 遭 受雷 电过 电压 入 侵 时 所 产 生 的最 大 幅 值 也可 以达 到 1 5 0 k v ; 用 于 系统 变 压器 内部 的低 压 侧处 , 进而 从 一 定 程上 加 重 了避 雷 器 负 而此时又已知 Y 2 W一 1 2 . 9 / 4 2型避 雷 器 所 产 生 的 放 电动 作 其 电 压值 担 。因此 为 了有 效解 决 和 环 节这 种 情 况 , 就 需 要 我们 采 取 相应 措 施 大约为 5 0 k v ,由此 可见 在 很 多情 况 之 下 , 3 5 k v架空 线 路 之 上如 果 出 来 降 低 接地 电阻 。在 线 路 运行 中 , 可 以挖 3 个直径不小于 1 m、 且 深 现 相 应 雷 电波 都 会 致使 3 5 k v 变 压 器在 其 高 压侧 端 所 使用 的避 雷 器 度不小于 2 m, 且其间距为 6 m的深坑。在每个坑 中埋设 1 根长度不 发 生 放 电现 象 。当避 雷 器发 生 相应 动作 时 , 所产生的 5 K A雷 电流 就 小于 2 . 3 m 的角 钢 ,同时 用相 应 的 扁钢 带 将 这 3 根 埋 设 的 地 角钢 连 会 引 入 大地 , 若 将 整个 接 地 电阻 值设 置 为 3 1 . 5 Q, 那 么相 应 接 地体 之 接起 来 , 并 用 细泥 土 进 行 相 应 的 回填 作 业 , 并 对 接 地 极 坑 进 行 夯 实 上 所 形成 的 电压 为下 降 到 : A u z = 5 x 3 1 . 5 = 1 5 7 . 5 ( k v ) 。 作业 。这样 , 接 地 电 阻就会 下 降 到 9 . 2 n, 满 足 了相 应标 准 。 依 据 相 关 标 准 ,我 们 不难 发 现 3 5 k v变压 器 在 运 行 中受 到 雷 电 4 结束 语 冲击 影 响之 下 所 能承 受 的耐 受 电压 值 大 约为 1 2 0 k v 。 由此 可 见 , 变压 总之, 3 5 k v 系 统 中 电力变 压 器 在遭 受 雷 电入 侵 时 ,通 常 会 发 生 器 自身 的 冲击 绝缘 水 平 同所 入 侵 雷 电所 产 生 的过 电 电压相 比 , 要 低 诸 多 状况 , 本 文通 过 对 其 进 行详 细介 绍 和 分 析 , 为 做好 变 压 器 相 应 很 多 。 因此 当 3 5 k v 线 路 在 运行 时 ,一旦 发 生 雷 电过 电 压 入侵 情 况 的防雷 保 护工 作 提供 了有 效 的建
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
变压器防雷保护措施
摘要防止雷电波对配电变压器的侵害,保证配电变压器安全运行,有必要对配电变压器防雷保护措施逐一分析,从而有选择性的采取适当的防雷保护措施。
本文介绍了配电变压器防雷保护措施的应用,可以提高配电变压器防雷水平的效果。
关键词变压器;防雷措施;分析
1 变压器的防雷保护出现的问题
1)避雷器接地电阻偏高。
由于避雷器接地电阻偏高,所以当雷电流流经接地电阻时,导致变压器外壳电压增高,当其超过一定数量时就会引起变压器绝缘击穿损坏。
2)避雷器损坏后未能及时检修。
造成配电变压器实际没有防雷保护。
因而当雷电波再次侵入时易导致配电变压器损坏。
3)避雷器引下线截面不符合规定。
若采用截面小于规定的铝绞线,雷击时接地引下线被烧断,使雷电流不能泄入大地。
有的接地接不牢固,避雷器动作时将连接处烧坏,也不能起泄放雷电流的作用。
4)避雷器引下线过长。
对单杆配电变压器台来说,其避雷器接地端离变压器外壳和接地点一般有7m左右长的引下线,电感可达11.7uH~16.7uH,在某一陡度雷电流通过时,接地引下线的压降与避雷器的残压迭加在一起作用在变压器的绝缘上,有可能破坏变压器的
绝缘。
2 配电变压器防雷保护措施
1)在变压器高压侧装设避雷器。
根据SDJ7-79《电力设备过电压保护设计技术规程》规定:“变压器的高压侧一般应采用避雷器保护,避雷器的接地线和变压器低压侧的中性点以及变压器的金属外壳三点应连接在一起接地。
”这也是部颁DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》推荐的防雷措施。
然而,大量研究和运行经验均表明,仅在高压侧采用避雷器保护时,在雷电波作用下仍有损坏现象。
一般地区年损坏率为1% ,在多雷区可达5%左右,个别100雷暴日的雷电活动特殊强烈地区,年损坏率高达50%左右。
究其主要原因,乃是雷电波侵入变压器高压侧绕组所引起的正、逆变换过电压造成的。
正、逆变换过电压产生的机理如下:①逆变换过电压。
即当3kV~10kV侧侵入雷电波,引起避雷器动作时,在接地电阻上流过大量的冲击电流,产生压降,这个压降作用在低压绕组的中性点上,使中性点电位升高,当低压线路比较长时,低压线路
相当于波阻抗接地。
因此,在中性点电位作用下,低压绕组流过较大的冲击电流,三相绕组中流过的冲击电流方向相同、大小相等,它们产生的磁通在高压绕组中按变压器匝数比感应出数值极高的脉冲电势。
三相脉冲电势方向相同、大小相等。
由于高压绕组接成星形,且中性点不接地,因此在高压绕组中,虽有脉冲电势,但无冲击电流。
冲击电流只在低压绕组中流通,高压绕组中没有对应的冲击电流来平衡。
因此,低压绕组中的冲击电流全部成为激磁电流,产生很大的零序磁通,使高压侧感应很高的电势。
由于高压绕组出线端电位受避雷器残压固定,这个感应电势就沿着绕组分布,在中性点幅值最大。
因此,中性点绝缘容易击穿。
同时,层间和匝间的电位梯度也相应增大,可能在其他部位发生层间和匝间绝缘击穿。
这种过电压首先是由高压进波引起的,再由低压电磁感应至高压绕组,通常称之为逆变换。
②正变换过电压。
所谓正变换过电压,即当雷电波由低压线路侵入时,变压器低压绕组就有冲击电流通过,这个冲击电流同样按匝数比在高压绕组上产生感应电动势,使高压侧中性点电位大大提高,它们层间和匝间的梯度电压也相应增加。
这种由于低压进波在高压侧产生感应过电压的过程,称为正变换。
试验表明,当低压进波为10kV,接地电阻为5Ω时,高压绕组上的层间梯度电压有的超过配电变压器的层间绝缘全波冲击强度一倍以上,这种情况,变压器层间绝缘肯定要击穿。
2)在配电变压器低压侧加装普通阀型避雷器或金属氧化物避雷器。
这种保护方式的接线为:变压器高、低避雷器的接地线、低压侧中性点及变压器金属外壳四点连接在一起接地(或称三点共一体)。
3)高、低压侧接地分开的保护方式。
这种保护方式的接线为高压侧避雷器单独接地,低压侧不装避雷器,低压侧中性点及变压器金属外壳连接在一起,并与高压侧接地分开接地。
研究表明,这种保护方式利用大地对雷电波的衰减作用可基本上消除逆变换过电压,而对正变换过电压,计算表明,低压侧接地电阻从10Ω降至2.5Ω时,高压侧的正变换过电压可降低约40%。
若对低压侧接地体进行适当的处理,就可以消除正变换过电压。
该保护方式简单、经济,但对低压侧接地电阻要求较高,有一定的推广价值。
配电变压器防雷保护措施多种多样,除以上列举的以外,还有在配电变压器铁心上加装平衡绕组抑制正逆变换过电压; 在配电变压器内部安装金属氧化物避雷器等。
4)消除配电变压器本身的绝缘薄弱点。
例如:对配电变压器引出线、套管以及端部绕组的层间绝缘等,可以结合大修,分别对容量较大而且没有油枕的变压器加装油枕,对层间绝缘较为薄弱的变压器,则应对端部绕组匝间的绝缘(为全部绕组的5%左右)适当地予以加强,因为这一部分绕组最容易击穿。
在运行中还应加强对变压器绝缘油的试验和分析,因绝缘油劣化会直接导致绕组绝缘的降低,所以发现问题后必须及时进行处理或更换。
对配电变压器进行广泛的冲击试验和匝间试验,能有效地发现变压器上存在的绝缘弱点,及时安排检修,能减少雷击损坏事故。
运行经验证明:即使有了完善的防雷保护装置,而变压器本身
存在问题#也是难以保证运行安全的。
5)装在木杆线路上的配电变压器,可在变压器进线段内装设保护间隙,或将导线为三角排列的顶相绝缘子的铁脚接地,以降低雷电侵入波的陡度和减少流过阀型避雷器的电流。
6)也可考虑在配电变压器与阀型避雷器之间,加装一组电感线圈(30匝左右,长24cm,直径20cm,电感值约为100uH),以限制雷电侵入波的陡度,从而降低变压器绕组层间绝缘上的过电压。
3 变压器防雷保护措施应用
通过以上分析,可以看出,各种防雷保护措施各有其特点,各地应根据雷暴日雷电活动强度来合理选择适当的防雷保护措施。
1)在平原等少雷区,配电变压器年损坏率较低,可只采用配电变压器高压侧装设避雷器的方式。
2)在一般雷电日地区,推荐采用配电变压器高、低压侧均装设避雷器的方式。
3)在多雷区,单独采用某一种防雷保护措施往往不能奏效,宜采用综合防雷保护措施,即高压侧装设避雷器单独接地,低压侧避雷器、低压侧中性点及变压器金属外壳连接在一起的分开接地。
4)在重雷区,特别是配电变压器年损坏率较高的地区,采用综合防雷保护措施仍未收到较好的防雷效果后,应根据技术经济比较,在配电变压器铁心上加装平衡绕组(即采用新型防雷避雷器),或在配电变压器内部安装金属氧化物避雷器。
4 结论
配电变压器的防雷措施多种多样,各地配电变压器安装地点实际情况又不尽相同。
因地制宜,合理地选择防雷保护措施,并重视和加强配电变压器的运行管理,定能收到提高配电变压器防雷保护的效果。
参考文献
[1]田维富.配电变压器的防雷保护措施[J].农村电工,2005,05.
[2]张焕凯,郭法连.配电变压器的防雷保护[J].内江科技,2005,02.
[3]卢凤英.10千伏配电变压器的防雷保护措施[J].中国科技信息,2005,17.。