谢杨永　李国兴

摘要：配电变压器是使用比较广泛并且非常重要的电力设备，很容易遭受雷击而出现故障，一旦损坏就会造成停电，严重影响企业的正常生产和人民的生活。因此要实现安全供电，就必须加强配电变压器的防雷接地保护。

关键词：配电变压器；防雷；接地

雷电是一种自然现象，随意性很大，对电力系统中的配网危害，有时感觉防不胜防。其实根据雷电活动规律，配网防雷还是有一定方式，一般根据电压等级、负荷性质、系统运行方式、原有运行经验、雷电活动强弱、地形地貌的特点和土壤电阻率的高低等条件，通过经济技术比较确定。

1 雷击损坏配电变压器原因概述

雷击损坏配电变压器主要原因集中在正、逆变换过电压，因此一般是通过在高、低压侧均装设避雷器来消除这两种过电压实现对配电变压器的保护，但在运行中发现绝缘良好的配电变压器仍会发生雷击损坏，可能是避雷器接地电阻偏高或者避雷器损坏了但是未能及时发现，都会引起配电变压器遭受雷击的损坏。

1.1正变换过电压

所谓正变换过电压， 就是当雷电波由低压线路侵入时， 配电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SQ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。

1.2逆变换过电压

即当3-10 kV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，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、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，可能在其它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。

1.3其他原因引起的损坏

在实际运行过程中，配电变压器原的绝缘很好，但是还会出现雷击损坏现象，那就是防雷装置的本身问题引起的。一些配电变压器由于长期工作或接地体钢材埋深不够，保护接地装置受空气和周围环境污染严重，从而出现损伤、折断、脱落等现象，使接地体电阻增大；另外，雷电后受强大电流或其它原因影响导致接地线损伤、短路等。以上现象都会增加保护接地装置电阻，当雷电流流过接地电阻时使变压器外壳电位增高，增高到一定值时会引起变压器绝缘击穿损坏，影响设备的正常工作。

2 配电变压器的防雷接地保护措施

目前，配电变压器防雷保护工作除了应确保避雷器的连接线应尽可能短，接地装置符合要求等基本措施外，主要有以下几方面的研究与应用：

2.1配电变压器低压侧加装避雷器

高压侧避雷器应装设在跌落保险下方。理由是：①可以减少避雷器引下线长度，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，工频续流使保险丝熔断，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，只要将变压器高压侧跌落保险拉开即可自行换装。

如果低压侧装有避雷器，当高压侧避雷器放电，接地装置上电位升高到一定值时，则低压侧避雷器就会放电，使低压侧绕组出线端电位与其中性点及外壳的电位差减小，就能消除或减小“反变换”电势。对于Y，Yn接线的配电变压器，特别是低压出线较长，易受雷击或线路绝缘水平较高(例如采用木杆、石杆、木担、瓷担或高压瓷瓶的低压线路)的配电变压器，低压侧更有必要采取保护措施，且将低压绝缘子铁脚接地以提高保护的可靠性。

2.2架空线路绝缘子铁脚接地问题

低压架空线路的绝缘子铁脚宜接地，其接地电阻不已超过3OΩ。土壤电阻率在2001Ω．M

以下的铁横担钢筋混泥土杆线路，由于连续多杆自然接地的作用，可不另设接地装置。屋内有电力设备接地装置的建筑物，可在人口处将绝缘子铁脚与该接地装置相连，就不必另设接地装置。人员密集的公共场所，如剧院和娱乐场、教室等的接户线，以及由木杆或木横担引下的接户线，其绝缘子铁脚应装设专用的接地装置。而钢筋混泥土电杆的自然接地电阻不超过3OΩ的除外。年平均雷暴日不超过3O天的地区、低压线被建筑物等屏蔽的地区以及接户线距低压线路地点不超过50m的地方，接户线绝缘子铁脚可不接地。

2.3“三位一体”的接地方式

即避雷器的接地线和低压绕组的中性点及变压器金属外壳连结在一起。其目的是避免雷电流流过接地装置时产生的压降与避雷器残压叠加起来作用在变压器绕组绝缘上导致绝缘损坏。若避雷器独立接地，则绕组上的对地电压为（UC+UR）,其中，为冲击电流。由于变压器冲击绝缘水平是和避雷器的残压UC配合的，也即只允许UC作用于绕组上。所以这种接线方式可能使变压器绝缘损坏若变压器低压绕组的中性点不与避雷器接地端和变压器外壳相连结。这时绕组上的对地电压即圭绝缘的电压就是避雷器残压，但是，接地电阻上压降将使外壳(对地)电位抬高到IRch 可能造成对低压绕组绝缘的损坏。

在选择接地电阻RE时按标准规定：配变容量≥100kV·A，RE≤4n；配变容量<100kV·A，R ≤l0Ω。若配变三点共地， 应取三者中最小值，一般防雷接地的接地电阻<10Ω，工作接地的接地电阻<4Ω，保护接地的接地电阻<50／I(I为高压系统单相接地电流)主要取决于保护接地的接地电阻值。10kV系统中电容电流差别很大，有的不足10A，有的高达上百A，配变三点共地时，要根据高压系统确定RE，不能简单规定4Ω或10Ω，一般大容量高压系统中RE应取1Ω。低压工作接地单独另设时，100kV·A以下配变的低压侧工作风，可放宽至10Ω。

2.4在配电变压器高压侧加装电抗线圈

在配电变压器高压侧加装电抗线圈有两个作用：其一是抬高它前面的阀式避雷器冲击电压，使避雷器容易放电，从而保护变压器。其二是降低波前陡度，减小作用于变压器匝间和层间的冲击电压梯度，保护配电变压器的纵绝缘。实践中，往往采取综合防雷保护措施，为配电变压器的保护设置多道防线，即是将上述的有关保护措施加以组合，从多方面来限制侵入配电变压器的雷电波，使配电变压器免遭雷害，达到安全运行的目的。

3 结语

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，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。配变防雷接地是一项复杂的电气工程，严格执行有关规定，认真设计施工，及时试验，验收合格后方可投入使用。使用过程中还要经常检查，测试参数，确保防雷和接地装置长期安全、稳定运行，保护人身和设备安全。

参考文献

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[2] GB 50169-92. 电气设备安装工程接地装置施工验收规范[S].

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