摘 要：雷電是造成10kV配電線路出現(xiàn)故障的一個極其重要的原因。對于一個線路防雷性能的好壞標準有兩個：一是線路遭受雷擊后的跳閘率；二是線路耐雷的水平。結合某10kV配電線路在實際運行中配電變壓器雷害情況和典型事例，在雷電頻發(fā)的地區(qū)采集典型事件進行分析，同時對配電變壓器進行調(diào)查以及對接地電阻進行測量用得到的數(shù)據(jù)經(jīng)計算分析可得出該地區(qū)配電變壓器在防雷工作方面所存在的配變安裝位置問題、接地電阻問題和接地引下線問題，與此同時，充分了解導致問題出現(xiàn)的原因，針對問題制定出一系列預防電擊和進行整改的完善措施，以達到降低雷擊出現(xiàn)機率的目的，從而進一步提高配電線路的供電可靠性，確保電網(wǎng)能夠更加穩(wěn)定地運行。

關鍵詞：配電變壓器；避雷器；接地電阻；土壤電阻率；防雷措施

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）15-0080-02

引 言

在各種電壓等級的電網(wǎng)中，10kV電力變壓器的數(shù)量是最多的，也是最常見的，可直接對用戶供電。但是因為10kV線路是以架空線為主，所以不存在避雷線，因此遭受雷擊的概率就會大大增加。如果防雷措施不到位，就會造成雷雨季節(jié)電力變壓器遭到破壞，從而影響供電的可靠性，影響人們正常的生活。本文根據(jù)一些實例的分析和數(shù)據(jù)的計算來提出了一些相應的防雷對策。

1 10kV配電變壓器典型雷害案例分析

首先此臺變壓器位于半山坡，這個地理位置使得制高點和長距離放射架空線，高空高幅值的雷電先導極易受配電變壓器的影響。此外，在電流極引線為90m，電壓極引線為50m的情況下測得接地電阻的阻值為18？贅。測得土壤電阻率為？籽=3045.8？贅·m（山體實測），在山下測得土壤電阻率為？籽=339.12？贅·m，由此可見土壤在垂直方向存在嚴重的分布不均勻。由于土壤電阻率高并且分布極不均勻，使得當有雷電電流通過避雷器釋放電量時，由于接地電阻的阻值較高，使得雷擊時產(chǎn)生的電流得不到很好的釋放，直接導致其中一部分電流不得不經(jīng)由變壓器或者是線路進行釋放，同時由于連接避雷器和變壓器的線路與大地之間存在著電感和電容，這時就會出現(xiàn)雷電電擊振蕩現(xiàn)象，進而使得配電變壓器發(fā)生擊穿或者是燒壞。

2 10kV配電變壓器雷擊預防措施存在的問題

2.1 配變安裝位置問題

將配電變壓器置于制高點處，當雷電發(fā)生時，地勢較高的地方更容易遭受到雷擊或更易感覺到放電現(xiàn)象。雷云所處位置很有可能和線路或者配電變壓器平行，甚至處于它們的下方，故雷電的能量往往會聚集在線路的附近，所以具有高空高幅值特征的雷電先導很容易就會被損壞。另外配電變壓器大多數(shù)分布在農(nóng)田和山間，這些地方通常都沒有防雷保護，甚至有些配電變壓器被大山包圍，較易受到氣流等多種因素的影響，在一些特殊的位置會形成云層且云層會很低，通常情況下會多次遭到雷擊。

通過調(diào)查易遭受雷擊的變壓器，不難發(fā)現(xiàn)大多數(shù)位于線路終端的變壓器更容易被擊壞。當線路遭受雷擊后，電流會沿著線路一直傳播到線路末端，當遇到線圈電感時，根據(jù)電感的特性：電感電流都是緩慢變化的，這與電路中的開路現(xiàn)象類似，電壓與電流發(fā)生的全發(fā)射分別是正、負的，這就會導致線路末端的電壓增加為原來的二倍。

配電變壓器與配電變壓器之間存在較大跨度。由于線路過長，在沖擊雷電下電感較大，當線路遭受到雷擊時，另一基本的配電變壓器的桿塔分流作用就會減小，使得大量的電流流經(jīng)避雷器，導致避雷器的擊穿現(xiàn)象。

2.2 接地電阻問題

在10kV線路中不是采用人工接地，而是將人工接地體埋在變電站或者進線段。配變采用“3點共地”原則（靠近配電變壓器高壓的地方安一組金屬氧化物避雷器，將它的接地線與配電變壓器低壓側中性點以及金屬外殼連接在一起后接地），防雷接地的引線與工作接地引線是一套接地引線，在電阻值高的地區(qū)，大部分不會采用方法進行降阻，當發(fā)現(xiàn)個別地方進行了降阻處理，它的水平接地延長線的長度一定是不符合規(guī)定的。

通過一系列的測量結果表明，由于山區(qū)有較多的巖石，所以它的土壤電阻率相比正常情況下也會較大，又因為接地體的日漸腐蝕和土壤的不斷疏松，接觸電阻也慢慢變大，從而導致了接地電阻的阻值偏大；在一些沿海地區(qū)防雷接地裝置腐蝕現(xiàn)象則更加嚴重，由于接地體的接觸面積在減小，導致了接地電阻的不斷增大。于此同時由于接地裝置長時間沒人維護修理，使得接地電阻的阻值超過了規(guī)定的正常值。

2.3 接地引下線問題

如果接地引下線過短，達不到設計的要求，那么它的泄電效果就不會很明顯，這將導致每根引下線都將承載較大的電流，這會導致“二次反擊”的事故發(fā)生。并且因為水平接地體的長度較長，再加上電感對其造成的影響，就無法達到降低沖擊電阻的目的。

配電變壓器的引下線沒有固定，而是將其直接插入地下，當發(fā)生雷擊時，在架空線路上就會產(chǎn)生強大的雷電沖擊電壓，架空線會被沿導線迅速傳播的雷電襲擊，導致那些沒有固定的接地下引線揚起，產(chǎn)生事故。

另外一種情況是不對接地引下線進行防腐處理在研究發(fā)生的事故時發(fā)現(xiàn)，如果沒有對防雷裝置進行防腐操作，就會使得引下線嚴重腐蝕，不僅會影響接地引下線的壽命，還會大大降低其吸入導流以及疏散電流的水平。

2.4 避雷器的安裝問題

第一個重要問題是未對配電變壓器低壓側進行保護。在研究發(fā)生事故時發(fā)現(xiàn)，如果只對變壓器的高壓側用避雷器保護，對低壓一側不采取任何的防雷保護措施，就很有可能使得配電變壓器產(chǎn)生正、逆變換過電壓。

第二個重要問題是對計量箱沒有采取任何的低壓避雷器保護。研究發(fā)現(xiàn)當計量箱安裝在配電變壓器的旁邊時，由于安裝在線路之間的計量箱體積小并且絕緣水平較低，相間距離也很小，導致了計量箱成為大多數(shù)雷擊事件的犧牲品，同時也發(fā)現(xiàn)計量箱遭受雷擊有“反擊”配變的可能性。

2.5 設備的質(zhì)量問題

由于某些改造一味地追求低價，從而只能購買到質(zhì)量不好甚至不過關的變壓器和避雷器，質(zhì)量差的避雷器在運行中由于受潮或間隙動作后將會導致爆炸的發(fā)生，一旦發(fā)生爆炸將不再對變壓器起到保護的作用，因此劣質(zhì)的配電變壓器設備也是造成雷電事故增多的一個重要原因。

3 措 施

3.1 預防措施

（1）對配電變壓器進行定期的安全測試，更換掉不合格的配電變壓器。

（2）定期對配電變壓器進行檢查，檢查內(nèi)容主要包括避雷器的固定螺栓、兩側的引線、“3點共地”的固定點是否出現(xiàn)了松動和不可靠的現(xiàn)象，以及接地引下線是否被破壞或者存在腐蝕現(xiàn)象。

（3）對配電變壓器的接地電阻按照一定的時間規(guī)律進行測量，并將測量的結果記錄存檔，方便與以后的數(shù)據(jù)進行對比。

對于變壓器的巡查，采取定期對其進行接地裝置的導通試驗。根據(jù)導通試驗反映出來的結果得到接地引下線的連接問題，從而確保引下線的可靠連接。

3.2 防雷改進措施

（1）對于配電變壓器的安裝地址要盡可能的避開雷擊區(qū)，通常情況下安裝在山區(qū)的配電變壓器除了要考慮負荷中心外，還要注意不要將配電變壓器安置在制高處同時處理好低壓出線。

（2）避雷器主要用在中壓配電網(wǎng)的防雷中，通常情況下可以根據(jù)配電網(wǎng)的狀況采取以下四點措施對避雷器進行保護：

①將避雷器分別安裝在配電變壓器的高電壓一側和低電壓一側來進行保護，從而防止正變換和逆變換過電壓對配電變壓器造成的破壞。通過高壓避雷器使得殘壓小于配變殘壓。

②在中性點出現(xiàn)的端口處接上低壓避雷器。如果將低壓電流型漏電保護器安裝在配電變壓器上，就要求避雷器必須位于零線的端口處，原因是保護器以后的零線是不能接地的，如果將避雷器安裝在保護器的后面，就會造成保護器停止運行，這是避雷器也就不會接地，從而達不到避雷的作用。

③還有一種情況是將計量箱安裝在配電變壓器的旁邊，這時就需要加強計量箱的防雷保護措施。通常會利用在變壓器的一側增加避雷器。將配電變壓器和避雷器的接地裝置和計量箱連接到一起，然后再接地。

（3）改善防雷裝置的接地系統(tǒng)。當變壓器大于100kVA時，接地電阻必須小于等于4？贅，當變壓器小于100kVA時，其接地電阻小于等于10？贅。對避雷器和配電變壓器進行接地裝置的改造通常采用以下3個措施：

①在射線長度不大于100m時采用四邊形放射形接地裝置，根據(jù)地形和土質(zhì)的差異來做放射分支線，水平接地體埋深不超過0.8m。

②將接地線垂直接入巖石縫隙或者土層很厚的地方。

③將接地模塊運用在水平放射線和垂直接地體的結合點處，用這種辦法提高和土壤的接觸面積，這樣做有利于雷電流的散流。

（4）可以在配電變壓器的桿塔塔頂裝一個避雷針，防止配電變壓器遭受雷擊。

4 結 語

配電變壓器的雷害事故大多數(shù)是由于防護措施沒有做到位，特別是在接地和低壓側的防雷保護方面問題較多。如果想要提高配電變壓器的防雷保護水平，就要做到平時多留心細心，在每次檢查時都要全面，不放過任何一個細小的地方，與此同時對出現(xiàn)問題的配電變壓器要及時處理，從源頭杜絕危險情況的發(fā)生，根據(jù)綜合防雷的措施方法正確合理的對配電變壓器進行維護和維修。通過此次論文的寫作，對于配電變壓器的事故發(fā)生原因有了更深刻的了解，在面對突發(fā)事故時也能夠采取一定的措施來進行第一時間的維護，對于個人或者他人的安全來說都有一定的價值和意義。

參考文獻

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收稿日期：2018-4-24

作者簡介：廖玉銀（1968-），男，漢族，四川雷波人，助理工程師，配電線路技師，本科，主要從事配電線路工作。