10kV配电变压器防雷保护措施技术分析

10kV配电变压器防雷保护措施技术分析摘要：文章首先介绍了雷击对10kV配电网变压器的危害，并分析了当前10kV配电变压器防雷保护存在的问题，最后针对防雷保护存在的问题提出了相应的解决办法。关键词：防止10kV配电变压器雷的避雷器接地电阻中图分类编号： TM862； 文献识别码： a； 文章编号： 1009-2374(2014)18-0134-021雷击对10kV配电变压器的危害与110kV以上的电压电平的主网相比，10kV配电网承受雷击的能力远弱，受雷击时，10kV配电网更容易受到冲击，容易发生故障和事故。 一般来说，雷击损伤10kV配电变压器有以下两种作用机制1.1雷冲击波直接作用于10kV配电变压器雷击波侵入10kV配电变压器时，避雷器工作，雷电流通过接地电阻泄漏到大地，变压器绕组中性点的电压急剧上升。 当雷电流从10kV变压低压侧侵入时，由于变压绕组的中性点的电压高，因此在低压绕组中产生冲击电流，该电流在变压高压侧感应高感应电动势，中性点的绝缘被破坏，且绕组匝间和层间的绝缘也被破坏，雷电流从10kV的配电高压侧侵入时，同样地， 在非常短的时间内，高压侧绕组的中性点电压急剧上升，低压侧绕组的中性点电压也急剧上升，低压绕组产生过电压，对低压绕组匝间和层间绝缘造成威胁。1.2雷电流侵入10kV配电变压器线圈运行实践表明，雷电流沿10kV配电线路传播到10kV配电变压器线圈时，雷电流作用于线圈的瞬时线圈电流不会急剧变化。 此时，可以将电路视为短路，因此此时流过10kV配电的电流相当于侵入雷电流和反射电流的相加值，其振幅接近初始值的2倍，因此会给10kV配电带来破坏。210kV配电变压器防雷存在的问题2.110kV配电高压侧配电线的绝缘等级过高在许多地区，为了提高10kV配电线路的绝缘水平，降低配电线路的雷击跳闸率，采用更高绝缘水平的绝缘子，或者增加配电线路的绝缘子数量。 例如，某10kV配电线路的绝缘子型号为X-70型，其单板闪络电压为100kV，为了提高绝缘电平，该线路串联连接2片绝缘子，使绝缘耐压电平上升到200kV。 但配电线路上10kV配电的主绝缘耐压水平为75kV，远低于配电线路的绝缘耐压水平。 这是因为配电线有雷击时，其绝缘电平较高，因此不会发生闪络，雷电流沿配电线传播到10kV时，10kV分配的绝缘电平较低，因此受到雷电流的破坏。2.210kV配变低压侧防雷保护不足如果缺乏10kV配电变压器的低压侧防雷保护，雷电流从低压侧侵入10kV的配电，会对配电的低压侧绕组造成威胁。 另外，冲击电流在高压绕组中感应出感应电动势，危及高压绕组匝间和层间绝缘。2.310kV配电变压器接地电阻不符合标准要求以广东省某地区过去1年发生雷击事故的5台10kV配电变压器为例，测量配电的接地电阻，测量结果如表1所示。表110kV配电变压器接地电阻测量结果表序列号10kV配变电容/kVA接地电阻值/是否超过基准#1配变40012是#2配变31513是#3配变250 9是#4变体100yes#5配变80 16是国家相关规范对10kV配电的接地电阻作了明确规定：配电容量- 100kVA，接地电阻应在10以下的配电容量100 k va，接地电阻应在4以下。 发生雷击事故的5台10kV配变接地电阻已超过基准值，其中超过#2配变基准值最严重，接地电阻值为13，超过基准值的2倍。 接地电阻越高，受雷击时接受配电的电压越高，如果超过其绝缘耐压界限值75kV，则配电绝缘被破坏。2.4接地引线问题由于接地引线长度不符合设计要求，长度过短，无法达到要求的泄漏效果，每条引线都受到较大电流，引起“反击”的二次事故。接地引线结构不稳定，部分接地引线未用夹子固定，直接插入土壤中。 一旦受到雷击，就会有非常高的雷击冲击电流，从土壤上卷起没有牢固固定的接地下线，引起事故和人身伤害。由于接地引线没有合理的防腐处理，长期运行后腐蚀状况严重，不仅不能达到设计寿命的要求，而且直接影响了其导流功能。2.5避雷器安装地点不合理在10kV配电低压侧不设置避雷器进行保护，会产生正、反变换过电压，破坏配电的绝缘。在电力用户的入线侧没有设置防雷保护装置，在电力用户内部发生短路故障的情况下，特别是高压电力用户，其故障越是上位的10kV，越会导致配电故障，严重的情况下，扩大到大面积的10kV配电网停电事故。310kV配电变压器防雷保护措施3.1限制雷电电流的振幅发生雷击时，通过限制雷电电流的振幅，可以有效降低雷击损坏10kV配电的概率。 运行实践表明，安装避雷器可有效保护电力设备免受雷击损坏。 在实际工程中，只有在10kV配变前设置避雷器，雷电流振幅的限制，雷电流振幅仍然超过配变绝缘耐压水平。 因此，在10kV配变前的第2、第3基极塔上分别设置一组避雷器，与配变前的避雷器联动，能够将雷电流的振幅降低到75kV以下，认为不会对10kV配变的绝缘造成威胁。 但应注意的是，过度安装避雷器会增加配电网的运行检查和维护工作量和投入成本，同时也会提高10kV配电线路的故障率。 因此，可以考虑利用放电间隙等过电压保护装置代替避雷器，安装在配电前的第2、第3杆塔上，并且与配电前的避雷器协同动作，实现良好的雷电流振幅限制效果。 3.210kV配变低压侧采取防雷保护措施为了防止雷击波从10kV的配电低压侧侵入配电中，给配电低压侧绝缘带来威胁，需要在配电低压侧设置一组避雷器来限制雷波的振幅。降低3.310kv配电变压器的接地电阻值多年的运行实践证明，降低10kV配电变压器接地装置的接地电阻值是极为有效的防雷保护手段。 首先，10kV配变接地装置的接地形式可采用四方辐射型接地，其前端采用垂直接地极，垂直接地极可打入岩间或土层较厚的地方，其次，垂直接地极与水平放射线的结合部位采用接地模块，有效增大与土壤的接触面积，有利于雷电流的发散，第三， 土壤电阻率越高，土壤加入电阻剂可以改善土壤条件，有效降低接地电阻。3.4科学合理设置接地下线避雷器与10kV配电盒之间的接地引线应尽量缩短。 否则，接地引线的感应电压降较大，该电压降与避雷器的残压重叠，作用于配电绕组，对配电的主绝缘造成严重威胁。 此外，既要固定接地引线，保证接地引线结构牢固，又要对接地极和接地引线进行防腐处理，加强接地极和接地引线的防腐能力，确保其使命年限和流出效果。四结10kV配电变压器遭受雷击发生事故，主要是由于自身在防雷保护方面存在问题和危险，尤其是接地电阻和低压侧防雷保护措施不足。 因此，要提高10kV配电变压器的防雷保护水平，必须全面调查，发现问题和危险，采取适当的解决办法，排除问题和潜在危险，减少10kV配电变压器的雷击事故，确保10kV配电网的运行安全。参考文献1； 孟胜鸿、郁青、朱伟.雷波侵害配电变压器的机理和防雷措施J .供电，2004，(3):30-312； 郭捷、刘春生、配电变压器雷害事故分析及防雷保护措施探讨J .长沙电力学院学报，2005； (