配电变压器防雷保护措施分析
[摘要]为了防止雷电波对配电变压器的侵害，保证配电变压器安全运行，有必要对配电变压器防雷保护措施逐一分析，从而有选择性的采取适当的防雷保护措施。
[关键词]配电变压器过电压保护接地防雷措施
中图分类号：tm862 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）10-0244-02
配电变压器防雷接地工程是一项复杂的工程，要考虑防雷接地、保护接地、工作接地的各种要求，以其中最小值为标准来设计和施工。不能认为“接地”可以马虎从事，它也是关系到人身和设备安全的大事，它是配变防雷保护可靠性的关键。所以我们必须严格按标准的有关规定执行，认真施工，以确保防雷和接地的安全稳定运行。
1、雷电的基本形式
雷电是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地之间迅猛放电的自然现象。雷电破坏主要有三种基本形式：直击雷、感应雷和雷电波。每年5至9月都是雷击的高发期，由此导致的变压器损坏事故比例也是较大的。雷击变压器的绕组损坏是通过很高的电压幅值，数十倍甚至数百倍的电压，使绕组发生严重的损坏而变形。从烧坏的故障点可以明显看出，痕迹较新，同时由于温度过高，使油急剧膨胀，甚至喷出，油色呈黑色，有气味。
2、配电变压器防雷保护措施原理
在配电变压器高压侧装设避雷器。但在高压侧采用避雷器保护时，在雷电波作用下仍有损坏现象。究其主要原因，乃是雷电波侵入配电变压器高压侧绕阻所引起的正、逆变换过电压造成的。正、逆变换过电压产生的原理是：
2.1 逆变换过电压
雷电波入侵配变的高压侧，避雷器动作，大绕组导线截面较大，铁心窗口利用率高，制量的冲击电流流过接地电阻，产生压降，低压绕造成本较低，是目前使用最普遍的配变。它存在组中性点电位随之升高。如果低压线路比较长，着高压侧进波逆变换和低压侧进波正变换的过电低压线路相当于波阻抗接地。这时，很大的方向压问题，防雷性能较差。在多雷地区使用，应装相同、大小相等的冲击电流，一齐流过三相低压设低压避雷器或击穿保险。绕组。它产生的磁通，在高压绕组中，按变比感2）连接组标号y，zn11配变应出数值更高的脉冲电势。这三相脉冲电势，也低压绕组z接法与y接法比较，单是低压绕组是方向相同、大小相等的。高压绕组星接，中性点不接地。所以在高压绕组中，只有脉冲电势，的导线要多用15.5%。低压绕组体积增大后高压而无冲击电流，无法平衡低压侧的冲击电流。低绕组和铁心的耗材增加。容量50～500kva制造成压绕组中的冲击电流就全部成为激磁电流，形成本比连接组y，yn0配变增加17%～5%。容量越很大的零序磁通，使高压侧感应很高的电势。高小，增加越多。压绕组出线端电位为避雷器残压所钳
固，感应电低压绕组z连接，每个心柱上绕有匝数相同，势就沿着绕组分布，在中性点附近幅值最大。因反接串联的两半线匝。雷电流通过时，两半的磁此，中性点绝缘容易击穿。这种雷电过电压首先势大小相等方向相反，互相抵消，形成不了冲击是由高压引入，再由低压侧逆感应回高压绕组，磁通。也就消除了正、逆变换过电压。所以，所以通常称之为逆变换。
2.2 正变换过电压
所谓正变换过电压，即当雷电波由低压线路侵入时，配电变压器低压绕阻就有冲击电流通过，这个冲击电流同样按匝数比在高压绕阻上产生感应电动势，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5ω时，高压绕阻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。
在配电变压器低压侧加装普通阀型避雷器或金属氧化物避雷器。这种保护方式的接线为：变压器高、低避雷器的接地线、低压侧中性点及变压器金属外壳四点连接在一起接地（或称三点共一体）。对绝缘良好的配电变压器，仅在高压侧装设避雷器时，仍有发生由于正、逆变换过电压造成的雷害事故。这是因为高压侧装设的避雷器对于正变换或逆变换过电压都是无能为力的。正、逆变换过电压作用下的层间梯度，与变压器的匝数成正比，与绕阻的分布有关，
绕阻的首端、中部和末端均有可能破坏，但以末端较危险。低压侧加装避雷器可以将正、逆变换过电压限制在一定范围之内。高、低压侧接地分开的保护方式。这种保护方式的接线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。
3、现行广泛使用的保护接地方式
3.1 单接地网双侧装设避雷器方式
如图1所示，这种方式为传统的接线方式，特点是将高压侧避雷器接地点、低压侧中性点、低压侧避雷器接地点、配电变压器外壳连接在一起，接入同一地网。优点：接线简单，避雷器击穿后，加在变压器主绝缘上的只是避雷器的残压。
缺点：不能有效的防止变换过电压。当雷电流达到一定强度时，接地电阻上的电压通过低压中性线窜入低压绕组，高压侧绕组容易因逆变换电压而使主绝缘击穿。若低压避雷器失效，接地电阻上的高电压会窜入低压回路，烧毁设备。
3.2 双接地网双侧装设避雷器方式
如图2 所示，这种方式为一种新型的接线方式，这种方式的特点是高压侧避雷器接地点与低压侧避雷器接地点分别接到独立地网，利用大地电场分布对雷电波的衰减作用消除变换过电压。
优点：能有效的防止雷击变换过电压。高压侧的雷电波不能从接地点和低压零线入侵至低压网络。
缺点：需要制作2个独立接地网，接地网之间的分布有特殊要求。
雷击后，加在变压器主绝缘上的电压为避雷器的残压加上接地电阻的压降，由于接地电阻的电压一般大于避雷器的残压，造成雷电时对变压器的冲击加大，加快变压器绝缘的老化、失效。
3.3 单接地网yzn配变方式
根据以上接地方式的优缺点，我们提出一种新的接地方式，这种方式由高、低压避雷器、yzn接线变压器以及一个接地网组成，如图3。
优点：这种接线方式的主要特点是在低压侧通过绕组接线方式的变换，使接地电阻的电压在同一铁心引起两个相反的磁势，并互相抵消，从而不能变换到高压侧，有效地防止了变换过电压。同时，变压器外壳与高、低压避雷器接地端连接在一起，使雷击避雷器击穿后施加在变压器主绝缘的电压只是避雷器的残压，有效地保护了变压器。
缺点：该种变压器低压侧线圈要多用15%的材料。若低压避雷器失效，接地电阻上的高电压会窜入低压回路，烧毁设备。
4、防雷措施
4.1 降低变压器的接地装置接地电阻值
配电变压器高压侧虽有避雷器保护，当遭受雷电波入侵时，避雷器动作后雷电流经过接地装置入地，接地装置接地电阻r上产生的电压是配电变压器承受耐压主要的部分，因此降低接地装置接地电阻r值是重要的防雷措施。接地装置采用四边放射形接地，顶端采用垂直接地极，对该地区土壤电阻率较高的地段，可以采用gpf-94
