配电变压器雷击及预防培训

配电变压器雷击及预防培训CONTENTS目录01配电变压器防雷概述02雷电类型及损害机制03防雷保护措施04防雷装置选择与配置CONTENTS目录05防雷措施应用策略06防雷系统检测与维护07防雷技术发展趋势01配电变压器防雷概述配电变压器的重要性电力系统的核心设备配电变压器是电网输配电过程中的关键设备，负责将高压电能转换为低压电能，供应给低压用户使用，直接关系到电力系统的稳定运行和用户的可靠用电。数量庞大且分布广泛我国共有数百万台配电变压器，分布于2400个县级农村电网及280个城市电网，其安全运行对保障社会生产生活用电至关重要。雷击危害的严重性配电变压器受雷电波侵害较为严重，不仅给供电企业带来极大的经济损失，而且严重影响供电可靠性，在多雷区年损坏率可达5%左右，个别强雷区甚至高达50%。雷击的危害与影响直接经济损失配电变压器遭雷击后可能完全瘫痪，需重新更换，导致供电企业极大经济损失，影响用户正常用电。供电可靠性下降雷击常造成变压器损坏，引发停电事故，如茂名地区农村配电变压器雷击后影响正常供用电，对社会生产生活造成不便。设备绝缘损坏雷电产生的过电压可导致变压器绕组绝缘击穿，如正变换过电压使高压绕组层间梯度电压超绝缘强度，造成层间绝缘击穿。安全风险雷击可能对变压器附近人员造成伤害甚至危及生命安全，同时损坏的设备存在火灾、爆炸等安全隐患。防雷保护的必要性

01配电变压器雷害现状我国配电变压器数量达数百万台，南方多雷区年雷暴日高达100～130日，仅高压侧装避雷器时一般地区年损坏率1%，多雷区达5%，特殊强烈地区甚至高达50%。

02雷害经济损失与社会影响雷击导致配电变压器损坏不仅给供电企业带来极大经济损失，还会造成停电事故，严重影响工农业生产和居民生活用电的可靠性，对社会稳定和经济发展构成威胁。

03正逆变换过电压的危害逆变换过电压可使高压绕组中性点绝缘击穿，层间和匝间绝缘损坏；正变换过电压在低压进波10kV、接地电阻5Ω时，高压绕组层间梯度电压可能超过其全波冲击强度一倍以上，导致绝缘击穿。

04提升供电可靠性的必然要求配电变压器是电力系统末端重要设备，其安全运行直接关系到电力系统向用户供电的连续性和稳定性，采取有效的防雷保护措施是保障电网安全可靠运行的关键环节。02雷电类型及损害机制常见雷电类型

直击雷直击雷是雷云与地面突出物之间直接放电产生的，电压可达几万至几百万伏，破坏性极强。其能量在短时间内释放，会直接击中配电设备，造成绝缘击穿、设备烧毁等严重损坏。

感应雷感应雷包括电磁感应雷和静电感应雷。电磁感应雷是雷电在周围形成电磁场，使金属导体产生雷电压；静电感应雷是雷电击中地面后，突出物感应异性电荷，放电时产生雷电。

雷电波入侵雷电波入侵是指雷电通过架空线路、金属管道等传导，将雷电波引入室内或设备中。这种形式危害较大，会对配电变压器等设备的绝缘系统造成冲击，影响设备安全运行。正变换过电压原理正变换过电压的定义

当雷电波由低压线路侵入时，配电变压器低压绕组通过冲击电流，该电流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升高，层间和匝间梯度电压增加，此现象称为正变换过电压。正变换过电压的产生机理

低压侧遭受雷击后，雷电流经中性点接地装置入地，接地电流在接地电阻上产生压降，导致低压侧中性点电位急剧升高。该电压通过高低压绕组的电磁感应按变比升高至高压侧，与高压绕组相电压叠加，形成危险过电压。正变换过电压的危害案例

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可能超过配电变压器层间绝缘全波冲击强度一倍以上，直接导致层间绝缘击穿。逆变换过电压原理01逆变换过电压产生条件当3～10kV侧侵入雷电波，引起避雷器动作时，在接地电阻上流过大量冲击电流，产生压降，该压降作用于低压绕组中性点，导致中性点电位升高。02低压绕组冲击电流形成低压线路较长时相当于波阻抗接地，在中性点高电位作用下，低压绕组流过方向相同、大小相等的冲击电流，该电流产生零序磁通。03高压绕组感应过电压机制零序磁通在高压绕组按匝数比感应脉冲电势，因高压绕组星形接线且中性点不接地，无冲击电流平衡，感应电势沿绕组分布，中性点幅值最大，易致绝缘击穿。04典型危害案例数据仅高压侧装避雷器时，一般地区配电变压器年损坏率1%，多雷区达5%，100雷暴日地区高达50%，主要由逆变换过电压导致。雷击损坏变压器案例分析

南方多雷区变压器损坏案例南方某地区年雷暴日高达100～130日，配电变压器受雷电波侵害严重，个别雷电活动特殊强烈地区，年损坏率高达50%左右，给供电企业带来极大经济损失，严重影响供电可靠性。

茂名地区农村变压器雷击案例每到雷雨季节，茂名地区农村配电变压器经常遭受雷击，影响正常供用电，经济损失很大。其原因包括避雷器安装前未做交接试验、损坏后未及时发现，以及正、反变换过电压等。

仅高压侧装避雷器损坏案例大量研究和运行经验表明，仅在高压侧采用避雷器保护时，在雷电波作用下配电变压器仍有损坏现象。一般地区年损坏率为1%，在多雷区可达5%左右，主要由正、逆变换过电压导致。03防雷保护措施高压侧装设避雷器

基本防护要求与标准根据SDJ7－79《电力设备过电压保护设计技术规程》及DL/T620－1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定，配电变压器高压侧一般应装设避雷器，且避雷器的接地线需与变压器低压侧中性点及金属外壳三点连接后共同接地。

单独使用的局限性仅在高压侧装设避雷器时，配电变压器仍存在雷害风险。一般地区年损坏率约1%，多雷区可达5%，个别强雷区（100雷暴日）年损坏率甚至高达50%，主要原因为正、逆变换过电压导致绝缘击穿。

逆变换过电压机理高压侧侵入雷电波使避雷器动作时，接地电阻上的冲击电压降作用于低压侧中性点，导致低压绕组流过冲击电流，通过电磁感应在高压绕组感应出高幅值脉冲电势，因高压绕组中性点不接地，易造成中性点绝缘及层间、匝间绝缘击穿。低压侧加装避雷器

低压侧避雷器的作用低压侧加装避雷器可有效限制正、逆变换过电压，将其控制在安全范围内，避免高压绕组层间和匝间绝缘因过电压梯度过大而击穿。

推荐避雷器类型推荐选用普通阀型避雷器或金属氧化物避雷器，金属氧化物避雷器具有残压低、通流容量大、无续流等优点，防护效果更佳。

接线要求变压器高、低压侧避雷器的接地线、低压侧中性点及变压器金属外壳应四点连接在一起共同接地，形成等电位连接，提高防雷可靠性。

适用场景在一般雷电日地区及多雷区，建议与高压侧避雷器配合使用；对于Yyn0接线的配电变压器，低压侧加装避雷器是抑制正反变换过电压的关键措施。高低压侧接地方式高压侧单独接地保护方式该方式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。利用大地对雷电波的衰减作用可基本消除逆变换过电压，对正变换过电压，当低压侧接地电阻从10Ω降至2.5Ω时，高压侧的正变换过电压可降低约40%。高、低压侧共接地保护方式此方式中，变压器高、低压避雷器的接地线、低压侧中性点及变压器金属外壳四点连接在一起共同接地。能有效限制正、逆变换过电压，将其控制在一定范围之内，避免过电压对变压器绕组绝缘造成损坏。接地方式选择原则在多雷区，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。该方式可结合不同接地方式的优势，提升防雷效果。综合防雷保护措施

高、低压侧避雷器协同保护高压侧装设避雷器，接地线与变压器低压侧中性点、金属外壳三点连接共同接地；低压侧加装金属氧化物避雷器，形成四点共地（高、低压避雷器接地线、低压中性点、外壳），有效限制正、逆变换过电压。高低压侧分开接地技术高压侧避雷器单独接地，低压侧中性点与外壳连接后独立接地，利用大地衰减作用消除逆变换过电压。要求低压侧接地电阻≤2.5Ω，可降低正变换过电压约40%。平衡绕组与内置避雷器应用在重雷区（年雷暴日＞100日），采用铁芯加装平衡绕组技术，或在变压器内部集成金属氧化物避雷器，配合进线电抗器抑制雷电流侵入，适用于常规措施失效的高风险场景。接地网优化与降阻措施采用闭合环形接地网，垂直接地极数量≥3根，埋深≥0.6m。100kVA以上变压器接地电阻≤4Ω，100kVA以下≤10Ω；高土壤电阻率地区可使用降阻剂或深井接地，确保雷电流快速泄放。特殊防雷技术应用铁芯平衡绕组技术在配电变压器铁芯上加装平衡绕组，通过电磁感应原理抵消正、逆变换过电压，适用于重雷区或综合防雷措施效果不佳的场景，可有效降低高压绕组层间梯度电压。内置金属氧化物避雷器在配电变压器内部安装金属氧化物避雷器，直接对绕组进行近距离保护，响应速度更快，残压低，能有效限制雷电侵入波和内部过电压，提升设备整体防雷能力。进线电抗器防护在重雷区配电变压器进线处装设电抗器，利用电感线圈特性抑制雷电电流，降低雷电波陡度和幅值，减少过电压对变压器绝缘的冲击，尤其适用于雷电活动强烈区域。智能防雷监测系统结合物联网技术，实时监测避雷器状态、接地电阻及雷电活动，实现防雷系统状态预警和故障定位，提升防雷措施的针对性和维护效率，适应现代电力系统智能化需求。04防雷装置选择与配置避雷器类型及特点

阀型避雷器由火花间隙和阀型非线性电阻串联组成，正常时绝缘，过电压时击穿泄流。FS型适用于10kV以下小容量配电装置，FZ型通流容量大，用于35kV及以下大中型变电所设备保护。

金属氧化物避雷器无放电延时，无工频续流，可经受多重雷击，残压低，通流量大。体积小、重量轻，运行维护简单，适用于0.25～550kV电气系统及设备的防雷和过电压保护。

保护间隙结构简单，价格低廉，但性能较差。通常用于电压不高且不太重要的线路或农村线路，通过击穿放电将雷电流导入大地。

管型避雷器结构复杂，常用于10kV配电线路上，作为变压器、开关等设备的防雷保护。适用于工频电网容量小、线路长、雷电活动频繁的农村和山区。避雷器安装要求

避雷器选型标准根据SDJ7－79《电力设备过电压保护设计技术规程》，配电变压器高压侧应采用避雷器保护，低压侧可选用普通阀型避雷器或金属氧化物避雷器。

接地连接规范避雷器接地线需与变压器低压侧中性点及金属外壳三点连接后共同接地；高、低压侧分开接地时，高压侧避雷器单独接地，低压侧中性点与外壳连接后独立接地。

安装位置要求避雷器应尽可能靠近变压器安装，高压侧避雷器宜装于高压跌落式熔断器下端，以缩短接地引线长度，减少电压降；引线连接应牢固，相间距离符合规程规定。

接地电阻标准容量100kVA及以上变压器接地电阻不应大于4Ω，100kVA以下不应大于10Ω；低压侧重复接地点不少于3处，接地电阻分别不大于10Ω（100kVA及以上）和30Ω（100kVA以下）。接地系统设计规范

接地电阻值标准容量100kVA及以上变压器接地电阻应≤4Ω，每路出线重复接地点不少于三个且接地电阻≤10Ω；100kVA以下变压器接地电阻应≤10Ω，重复接地点不少于三个且接地电阻≤30Ω。

接地体材料与敷设要求水平接地极宜选用50mm×5mm扁钢，垂直接地极采用50mm×5mm角钢，间距5-6m；主接地网应埋设在冻土层以下1m，外缘形成闭合环路，各角做成圆弧形。

高土壤电阻率处理措施可采用深井接地（深度>20m）、添加膨润土基降阻剂等方法，例如某丘陵地区通过降阻剂将接地电阻从280Ω·m降至0.42Ω，满足防雷要求。

接地连接与维护要求接地线应使用整根导线，中间无接头，埋深不低于600mm；引下线采用焊接或螺栓连接，铜线截面积≥16mm²，钢线≥25mm²，定期检测接地电阻，暗装防雷网每5-6年测量一次。接地电阻要求及测量

不同容量变压器接地电阻标准容量100kVA及以上变压器的接地电阻不应大于4Ω，每路出线重复接地点不应少于三个，其接地电阻值不大于10Ω；容量100kVA以下变压器的接地电阻不应大于10Ω，每路出线重复接地点不少于三个，其接地电阻值不大于30Ω。

接地电阻测量方法与工具常用测量工具包括接地电阻测试仪，采用四极法或三极法进行测量。测量时应确保电极布置符合规范，避免在雨后立即测量，以保证数据准确性。

高土壤电阻率地区降阻措施在山区等土壤电阻率较高区域，可采用增加接地极数量、延长接地线、将接地极引入山沟或水塘，或使用富兰克林降阻剂等方法降低接地电阻，确保达到规定要求。

接地电阻定期检测要求接地电阻应定期检测，一般每年雷雨季节前进行一次，发现接地电阻偏高时应及时采取措施处理，确保防雷接地系统持续有效。05防雷措施应用策略少雷区防雷措施

少雷区界定标准少雷区通常指年雷暴日数较少的平原等地区，配电变压器年损坏率相对较低。

核心防护配置在配电变压器高压侧装设避雷器，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共同接地。

技术依据根据SDJ7－79《电力设备过电压保护设计技术规程》及DL/T620－1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》推荐，此为少雷区基本防雷措施。一般雷区防雷措施高压侧避雷器规范配置依据DL/T620-1997标准，在配电变压器高压侧装设避雷器，避雷器接地线需与低压侧中性点及金属外壳三点连接共同接地，可有效拦截高压侧侵入的雷电波。低压侧避雷器协同防护在低压侧加装金属氧化物避雷器，形成高、低压侧避雷器与中性点、外壳四点共地的接线方式，能将正、逆变换过电压限制在设备绝缘耐受范围内，降低层间绝缘击穿风险。接地系统优化设置控制接地电阻值，100kVA及以上变压器接地电阻≤4Ω，100kVA以下≤10Ω，采用闭合环形接地体围绕变压器台敷设，接地线选用≥16mm²铜线或≥25mm²钢线，确保雷电流快速泄放。多雷区防雷措施

综合防雷保护措施组合在多雷区，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。

高压侧避雷器独立接地设计高压侧避雷器单独接地，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，为变压器高压侧提供第一道防线。

低压侧联合接地系统低压侧避雷器、低压侧中性点及变压器金属外壳连接在一起接地，可有效限制正变换过电压，与高压侧独立接地形成协同防护。

接地电阻控制要求对于正变换过电压，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%，需对低压侧接地体进行适当处理以降低接地电阻。重雷区防雷措施综合防雷保护措施应用在重雷区，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。加装平衡绕组技术在配电变压器铁心上加装平衡绕组（即采用新型防雷变压器），可有效抑制正逆变换过电压，适用于采用综合防雷保护措施仍未收到较好防雷效果的重雷区。内部安装金属氧化物避雷器在配电变压器内部安装金属氧化物避雷器，能进一步提高其防雷能力，根据技术经济比较，在重雷区配电变压器年损坏率较高时可考虑采用。严格控制接地电阻重雷区需严格控制接地电阻，如100kVA及以上变压器接地电阻应不大于4Ω，100kVA以下不大于10Ω，可采用深井接地、添加降阻剂等方法降低接地电阻。06防雷系统检测与维护避雷器定期检测检测周期与标准避雷器应在每年雷雨季节前进行预防性试验，新装避雷器安装前需做交接试验，确保性能符合出厂标准。外观检查要点检查瓷套无裂纹、破损及放电痕迹，引线连接牢固，避雷器无内部放电声，放雷计数器记录正常。电气性能测试测试内容包括绝缘电阻、泄漏电流、残压等关键参数，不合格的避雷器需及时调换，确保其限压保护功能有效。接地系统检测测量接地电阻值，100kVA及以上变压器接地电阻应≤4Ω，100kVA以下应≤10Ω，确保雷电流泄放通道畅通。接地系统维护

定期接地电阻检测按照相关规程要求，100kVA及以上配电变压器接地电阻应不大于4Ω，100kVA以下应不大于10Ω。每年雷雨季节前需进行接地电阻测量，确保符合标准。

接地体与引下线检查检查接地体是否存在腐蚀、断裂，引下线连接是否牢固，有无松动、丢失或外力破坏。引下线宜采用焊接或螺栓连接，铜线截面积不应小于16mm²，钢线不应小于25mm²。

接地网完整性维护对接地网进行巡视，查看有无因挖土方、敷设管线或种植树木导致接地装置受损。人工接地网外缘应形成闭合环路，埋深不低于0.6米，避免裸露。

降阻措施有效性评估在高土壤电阻率地区，可采用深井接地、添加降阻剂等措施。定期检查降阻剂是否失效，确保接地电阻持续满足要求，如采用富兰克林降阻剂可有效降低接地电阻。防雷装置巡视检查

避雷器外观检查要点检查避雷器瓷套、法兰有无裂纹、破损及放电现象；内部无放电声，引出线完整，接头牢固；放雷计数器有无动作记录。

避雷针及引下线检查避雷针有无摇晃摆动，接地是否可靠；引下线连接是否牢固，有无锈蚀或机械损伤折断情况，距地2m段绝缘保护处理有无破坏。

放电间隙与接地装置检查放电间隙有无击穿放电痕迹；接地扁钢连接牢固，无损伤和锈蚀；接