论10KV配网变压器雷击分析及防护措施

摘要：对于10kv的变压器来说，其防雷设计是一项系统性极强，同时又极度复杂的工程，其不仅关系着来波相数，同时还与入侵电流的实际大小有关，还与变压器端口的入电压大小有着紧密的联系， 同时还受接地电阻大小的影响。本文主要就针对10kv―2的电变压器受到的雷击全过程进行较为准确的分析，并且就相关防雷措施以及注意事项进行提示阐述。

关键词：10KV变压器；雷击过程；防雷措施

中图分类号： TM4 文献标识码： A 文章编号：

雷击对配电变压器所造成损坏是非常严重的，根据某局2011年的相关检测数据表示，该局共有12台受损的10KV电变压器，这当中：因雷击而受损的高达8 台，占总比例的66．6％；因高低压侧熔丝配备过大而受损的有2台，占总比例的16．7％；而因其他原因受损的有2台，占总比例的16．7％。由此可见，雷击是最容易造成配电变压器损坏的主要因素。

一、1OKV配电变压器的雷击过程分析

当tokyo2 电线路受到雷击后，雷电会顺着输电线路对10kv―2型变压器进行入侵，这使得整个变压器的绕组直接面对高强度的冲击电压。所以，必须就变压器防雷制定出一套正确详细的防措施，但在此之前，必须将雷电冲击波对变压器组的全过程进行较为详细准确的分析，并且找到变压器组就绝缘方面的真正弱电，以保证以合理、科学的保护措施对其进行保护。

我国现有的10kV配电变压器主要应用Y／yn0以及D／ynl1这两种接线组标号形式，因此，要对我国的配电变压器进行防雷保护首先就应对这两种接线组标号形式的配电变压器雷击过程进行分析。

（一）Y／ynO接线组标号配电变压器的雷击过程

接线组标号为Y／yn0的配电变压器，其10KV侧中性点不接地。在单相进波时，其绕组对冲击波具有极大的阻抗，并且这种阻抗远远大于线路对冲击波的阻抗，所以一般情况下可认为在冲击电压相关作用下，BC两相绕组一端的断电都可以进行接地处理，所以我们可以认为，如果BC两相绕组相互并联或者是与另一绕组相互串联，其长度可以增加一倍。但是如果两相或者是三相同一时刻进波，那么我们可以适当的采用叠加的方法对其中性点对应的对地电位进行估算。 三相与两相如果同一时刻进波，其中性点电位最高时甚至可以达到4uo以及2uo。所以我们不难看出，当进行三相雷电波冲击作用下，接线柱的标号为yn0的电变压器配置下的中性点获得最高电位值，并且就该点绝缘性而言，也是最容易被雷电作用击穿的。

（二）接线组标号为D／ynll的配电变压器的雷击过程，其lOkV配电变压器大部分都采用接线组标号为D／ynll初始分布。当两相与三相同时进波，统一可以采用叠加方法来估算其中性点对地电位。通过多种实验表明当两相与三相同时进波，其中性点的最高电位为2U0。 由此可见，在三相冲击雷电波的作用下，D／ ynl 1接线组标号配电变压器的绕组中点附近对地电位最高，并且绝缘最薄弱，同时也最易被雷击穿。

（三）配电变压器高低压绕组问静电耦合击穿

当冲击雷电波正式入侵配电变压器TOKV的绕组时，绕组之间会产生电磁耦合，静电耦合分量所传递的电压大小则有所不同，它的大小主要取决于高低压绕组之间的电容以及低压绕组对地入侵波与电容的陡度。当低压侧开路时，低压绕组的对地电容变为零， 而高压绕组上的电压UO则将直接加在低压绕组上，与此同时，其与在低压侧端IZl所形成的电压反射波会叠加在一起，从而使变压器低压绕组会在出线的端口附近直接被击穿。这就是所谓的配电变压器高低压绕组间的静电耦合击穿。

二、1OkV配电变压器的防雷措施

通过以上分析可以得出，对于Y／ynO以及Y／ynl1这两种接线组标号形式的配电变压器，当其线路遭遇雷击时，冲击雷电波便会直接侵入变压器，三相同时来波是最容易造成变压器损坏的原因。这种情况可能会使变压器的高压侧中性点或者是其高压绕组的中心点因振荡而被击穿。因此，要有效的减少配电变压器的雷击损失最好采用限制雷电波在变压器进线端的入口电压UO的方式。

（一）在lOkV侧安装避雷器的作用

为了有效地限制雷电波在变压器进线端的入口电压，最主要的措施则是在配电变压器的高压侧安装上10KV避雷器，运用避雷器的击穿残压大小来有效限制并控制入口电压U0的高低。考虑到变压器的实际情况以及一定的设计裕度，在实际应用过程中，配电变压器10kV侧大多都采用MHY5WS 17／50、 YH5WZ l7／45金属氧化锌这两种避雷器，通过实践结果表明，这两种避雷器均起到良好的防雷效果。

（二） “正变换”与“反变换”过电压击穿

目前，l0KV电变压器大部分都采用工作、外壳保护以及防雷这三点共同接地接线方式。当只有l0KV侧装设有避雷器时，高压线路受到雷击之后，雷电波则入侵变压器，高压侧避雷器开始工作后，雷电流将在接地电阻产生电压降。若高压侧遭遇雷击，避雷器开始动作，接地电阻会相应的抬高低压侧中性点的电位，而作用于低压绕组的电流便会通过电磁耦合变换至高压侧，而这一系列的动作和变换过程就叫做“反变换”，而由以上动作造成高压侧中性点的绝缘损坏也就称之为“反变换”击穿。 而“正变换”主要是指，当仅有10kV侧装设避雷器保护的时候，若变压器低压侧线路遭受雷击，那么作用在低压侧的冲击电压便会将变比感应传至高压侧，而由于低压侧绝缘的裕度远远大于高压侧，因此有可能首先在高压侧被击穿，这一系列动作和过程所造成的配电变压器绝缘破坏就是“正变换”击穿。

（三）配电变压器防雷改进措施

由上述可见，为了对10kV电变压器进行综合全面且有效的防雷工作， 除了需要在高压侧安装避雷器来预防雷电波入侵10kV线路以外，为了避免“正变换”与“反变换”带来的击穿损坏，必须在配电变压器的高低压侧同时安装高质量、符合规定的避雷器，在实际操作过程中，一般采用0．4kV侧安装 HY1．5WZ一0．5／2．6金属氧化锌避雷器，这种避雷器本身就具有较为突出的防雷效果。

三、对于配电变压器防霍相关的注意事项

（一）为了尽量减少雷电波在避雷器与绕组连接线上的折射以及其反射给电压分布造成的影响，应减少变压器绕组与避雷器之间的电压差距，高低压侧的避雷器的安装都应该接近变压器装设，应采用较短的连接线。

（二）避雷器的接地线应该尽量与变压器的金属外壳和变压器的低压侧中性点相互连接，使雷电波入侵变压器时，控制电波的电流大小。

（三）在安装避雷器的时候，必须综合全面的考虑变压器所在的环境因素。这其中就包括了地形、天气以及土质本身电阻率等因素，并且还应该对避雷器以及变压器相关的接地装置进行一定程度的分析，以达到减小接地电阻的目的，从而降低接地电阻本身的电压降强度。

总结：

综上所述，要有效的做好对配电变压器的防雷工作，首先必须综合全面的对配电变压器系统的雷击过程进行分析，并在此基础上来制定科学、合理的防雷措施，应采用高质量有保证且符合相关规定的高低压避雷器，与此同时必须做好防雷工程施工的质量管理工作。

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