彭海雯

摘要：配电变压器安全稳定运行是保证电力系统安全、稳定运行的重要因素，但是配电变压器在运行时容易受到雷击，尤其是农村地区，因此要做好农村配电变压器防雷接地工作。文章针对农村配电变压器传统的防雷接地方式进行分析，提出适用于普通落雷区的OP与NP接地方式相结合的新型防雷接地方式，以提升农村配电变压器的安全稳定运行几率。

关键词：农村地区；配电变压器；防雷接地方式；OP接地方式；NP接地方式；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM421 文章编号：1009-2374（2015）35-0034-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.017

农村地区的地域范围较大，居民居住地相对较远，因此农村地区的电网建设区域辽阔，线路经过的地区地形、地势较为复杂，农村电网线路在雷电发生时容易受到雷击而发生故障，要想使配电变压器能够安全稳定地运行，有效地减少电力企业不必要的经济损失，就需要采取有效的防患方式来防止农村地区配电变压器因雷击出现故障。在农村配电变压器的防雷接地方式中较为常见的是OP接地方式和NP接地方式。但是在实际的运行过程中，这两种方式都有一定的缺陷。本文将从杆架式Y、yn0接线的配电变压器防雷接地方式的角度出发，对目前较为常见的配电变压器防雷接地方式进行分析讨论，并提出了改进措施。

1 OP接地方式

依据以往的配电变压器防雷接地的设计要求，“三点共一体”的接线方法就是当前最为完善的接地方式，“三点”就是高压避雷器的接地引下线、配电变压器的金属外壳以及低压侧中性点，这种接地方式就是将这三点连接起来，后与接地装置进行连接。在这种接地方式中，配电变压器的容量小于100kVA时，接地装置工频的接地电阻就需要大于10Ω；当配电变压器的容量大于等于100kVA时，接地装置工频接地电阻就不能大于4Ω。运用传统的理论对于这种接地方式进行分析认为，雷电从高低压线路侵入时，高低压侧的避雷器将电压释放，而因为变压器的金属外壳、低压侧中性点和避雷器的引下线是连成一体的，这样就使变压器绕组与油箱之间的电压只是避雷器上残留的电压，同时低压侧的电位提高，这样就缓解了高压绕组主绝缘的负担，对变压器的损害也就不存在了。但是，这种OP接地方式有一个致命的弱点，就是这种OP接地方式无法避免配电变压器的正、逆变换过电压的出现，并且传送到低压侧线路上的雷电压会对低压侧用户的人身和设备的安全带来了威胁。

运用这种接地方式，如果电波从低压侧的线路进入到配电变压器的低压侧，因为低压绕组的中性点是直接接地的，低压绕组上就会注入极大的雷电，电磁感应就会感应到高压绕组上的高过电压（即正变过电压），这样就会将配变绝缘直接击穿。另外，如果雷电波从高压线路进入到配电变压器的高压侧，避雷器一开始会限制雷电压的峰值，而在避雷器开始工作后，雷电流会通过避雷器到达接地电阻上，从而产生压降，这个电压利用低压绕组的中性点传达至低压绕组和低压线路上，低压绕组会感应到这个电压，同时由于低压绕组与高压绕组之间存在电磁感应，这样就会在高压绕组上按照变比出现高过电压（即逆变换过电压），最终会对变压器绝缘带来危害。

2 改进的接地方式

为了不受到正、逆变换过电压的影响，电力企业在配电变压器的低压侧也安装了避雷器，如图1所示，对低压绕组会出现的过电压进行一定的限制，对高压绕组形成保护，获得了不错的效果。

但是，值得注意的是，高压线路遇到雷击的情况要比低压侧高，在这种形式下，高压线路在遭受雷击时，低压绕组以及低压避雷器的接地端和中性点会接受全部的接地装置上产生的压降。这样，在低压电网上出现过电压时，就会因为抬高了低压避雷器接地部分的电位，低压避雷器没有发挥作用，这样对于逆变换过电压的限制就失效了，对变压器造成了巨大的损耗。并且低压电网上的过电压就会对连在低压电网上的用户低压电器设备产生影响，甚至还会对用户的人身安全带来消极的影响。

3 新型的NP接地方式

为了减轻雷击对电力设备的损害，电力部门正采取这种新型的NP接地方式，这种接地方式在四川省电力公司出版的《10kV及以下农网典型设计》艺术中进行了详细的描述。该接地方式能有效区分高低压接地网，使高压侧的避雷器直接接地，而上面提到的“三点”就会联系在一起共同接地，如图2所示：

在这样的方式下，因为高压侧在遇到雷击时无法将压降转至低压侧，大量的高压雷电波在入地时会有所消耗，只有少部分的雷电波会通过大地传至低压绕组和变压器的中性点上，这样就会使得低压侧的电位的提升度不大，所以逆变换过电压也较低，在一定程度上会限制到正变换过电压和低压避雷器，如果能合理处置低压侧接地体的阻率，那么正变换过电压就有可能消除了。但是，我们也应该看出，这种经过改进的接地方式，高压线圈与外壳间不仅要承担避雷器上残留的电压，还要负荷起接地引线上的电感和电阻上出现的压降，其在雷电流的冲击下，带来的损害也是不容小觑的，使这种接地方式的保护效果有所降低。在农村电网中，高压线路遇到的雷电袭击要比低线路多，这种接地方式还需要经过一定的改进。

4 接地方式的改进建议

为了大大减少雷击给配电变压器造成的损耗，可以在传统接地方式的基础上运用新型的接地方式，即OP接地方式和NP接地方式相结合的接地方式。这种接地方式就是将高压避雷器接地引下线、配电变压器的金属外壳、低压侧的中性点以及低压避雷器的接地引下线四点联系起来，后在高压侧和低压侧均装设接地引下线，共同使用接地网，具体可见图3：

经过改进后的接地方式，首先，配电变压器单独承受避雷器残压，不会对变压器产生直接的伤害；其次，因为雷电时配电变压器高低压侧对地的阻抗大体上是并联的，这样接地电阻就减少了大约50%左右，雷电袭击时压降就会大幅度下降，有效地保障了低压电网以及客户的人身、设备的安全；最后，因为绝大多数的雷电流会从本侧的接地引下线入地，这样就极大地减少了逆变换、正变换电压的出现。此外，对于配电变压器防雷接地还可以从以下三个方面进行：首先，电力企业内部的相关工作人员在平时的日常工作中要严格地按照相关的规章制度的要求，定期对避雷器进行预防性试验和相关维护，与此同时要建立科学、合理的试验档案，对于出现问题的配电变压器及时进行更换；其次，对于电力企业来说在配电变压器的选址上要尽量地选择雷击灾害较少的地区，在农村地区配电线路的设计上，在处理好低压出线的基础上，勿将配电变压器装设在制高处，可极大地减少造成农村配电变压器遭受雷击的外部因素；最后，对于接地引下线的地表部分可以用沥青进行保护或者PVC管的管套进行相应的保护，并且还可以使用四边形放射状的接地装置，射线的长度不要超过100米，在放射线中间将地形和图纸情况结合起来考虑，水平接地体埋深不能超过0.8米，同时可以在岩缝或者土层较厚的地方打入垂直接地极，而在水平放射线与垂直接地体的结合点使用接地模块，增加与土地的接触面积，促进雷电电压的释放，在水平放射线和垂直接地体的附近灌注膨润土浆，间隔一定的距离用石块堆砌防止水土流失，细土回埋并夯实。

5 结语

除了本文所列举的配电变压器防雷接地方式外，还有其他的防雷接地方式，在雷电灾害多发的地区，还可以在配电变压器的铁心上安装平衡绕组来对正、逆变换过电压进行抑制以及在配电变压配的内部装设避雷器等的防雷保护方式。各个防雷保护方式都有各自的优势和劣势，电力企业应根据不同的地区自然环境的不同和雷击灾害的发生率等情况，综合选择相应的防雷接地方式，并对电力网络进行全面仔细并及时有效的检查，采取综合防雷接地方式，以保障电力网络的稳定运行，从而对人们的日常生产与生活提供充分的保证。

参考文献

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[3] 封崇益，陈铸华.农村配电网线路和设备的防雷接地保护研究[J].湖南电力，2010，（2）.

（责任编辑：周 琼）