变电站雷害研究和防雷措施探究

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1、变电站雷害研究和防雷措施探究　　摘要：广西属于亚热带季风气候区，全境雷电活动频繁，电网雷害问题一直较为严峻，因此有必要采取有效的措施来防止雷害事故的发生。本文针对防雷存在的漏洞进行分析，提出一些卓有成效的整改措施，仅供参考！关键词：广西；雷害；防雷中图分类号：U665.12文献标识码：A文章编号：0前言广西属典型的亚热带季风气候区，南部沿海，西北多山，全境雷电活动整体频繁而强烈，同时又具有相对其他省份更为复杂的时空分布特性。例如，据广西雷电定位系统监测显示，2012年8月8日8时～9日10时，广西共发生闪电34

2、13次。闪电区域主要集中在：百色、崇左、南宁、钦州、北海、防城港、玉林、贵港、来宾、梧州、桂林等地。根据统计，雷击事故占广西电网输电事故的65％，有的年份甚至更高。广西电网雷害问题一直较为严峻，输电线路雷击跳闸率居高不下，雷击跳闸成为威胁电网安全稳定运行的最主要、最突出的矛盾。8广西雷电探测分析系统自1999年投入运行至今，积累了海量的雷电监测数据。深入分析这些数据资料，对掌握广西全境雷电活动规律、指导广西电网的规划设计和设备的运行维护具有重大意义。1.雷击故障类型及判据1.1雷击故障类型对于110kV及以上电

3、压等级的输电线路，直击雷是线路的主要危害。直击雷有反击和绕击两种形式。雷击造成输电线路事故一般有3种情况：接地电阻超标，造成输电线路耐雷水平降低，此时雷击避雷线或塔顶，杆塔电位升高引起反击使线路跳闸；接地电阻合格，但是由于雷电流太大，超过了线路设计的耐雷水平，此时雷击避雷线或塔顶，反击使线路跳闸；雷绕击到线路，使线路跳闸。运行经验证明，雷击发生在避雷线的档距中间，且与导线发生闪络引起跳闸的情况是极罕见的，可不予考虑。2.2雷击故障类型判据大量的计算和运行情况表明，对于110～220kV线路，绕击与反击均是危险的

4、。若同杆三相或同杆两相同时发生雷击闪络，应分析为是反击闪络，因为绕击不可能造成多相同时闪络。若相邻杆塔非同一相同时雷击闪络，也应认为是反击闪络。水平排列的导线，若中相发生雷击闪络，则一般认为是反击闪络，因为雷电直接击中导线的概率是很小的。反击和绕击的特点见表1。8表1反击和绕击的特点比较比较项目反击绕击雷电流接地电阻闪络基数与相数地形特点接地线夹大一般100kA以上大一基多相或多基多相地形因素影响不大有烧伤痕迹小一般20～30kA与接地电阻关系不大基单相或相邻二基相同山坡及山顶容易发生不一定有痕迹2.防雷措施漏

5、洞分析（1）变压器高压侧安装的避雷器位置较远，且接地引下线较长，没有严格实施“三点共地”的接地方式。当从线路侵入的雷电过电压到达变压器高压侧，即使避雷器动作，作用到变压器上的过电压仍可能高于变压器冲击电压耐压值，使变压器发生击穿事故。8（2）变压器低压侧未装避雷器进行保护，不能有效防范“逆变换过电压”。当雷电波从10kv线路侵入，引起避雷器动作产生压降。该压降作用在低压绕组的中性点上，使中性点电位升高，低压线路相当于波阻抗接地。此时在中性点电位作用下，低压绕组流过较大的冲击电流，三相绕组中流过的冲击电流方向相同

6、、大小相等，它们产生的磁通在高压绕组中按变压器匝数比感应出数值极高的脉冲电势，三相脉冲电势方向相同、大小相等。由于高压绕组接成星形，且中性点不接地，因此在高压绕组中，虽有脉冲电势，但无冲击电流。冲击电流只在低压组中流通，高压绕组中没有对应的冲击电流来平衡。因此，低压绕组中的冲击电流全部成为激磁电流，产生很大的零序磁通，使高压侧感应很高的电势。由于高压绕组出线端电位受避雷器残压固定，这个感应电势就沿着绕组分布，在中性点幅值最大。因此，中性点绝缘容易击穿。还有当线路两相或三相来波时也会在变压器的中性点产生较高的过电

7、压，这就是造成该站变压器中性点击穿的主要原因。（3）接地电阻过高且未采取措施改善冲击电位分布，雷电流不能顺畅的通过接地装置散流，严重影响了防雷设备的动作，或动作后残压高于被保护设备耐受值。8（4）弱电系统的防雷保护配置不达标。主要是防雷保护器件的选型与被保护设备的绝缘配合、保护范围设置上的不规范；以及等电位联接不规范。这是雷达站电气设备发生过电压击穿事故的主要原因。3整改措施及效果2009年8月我们对防雷保护进行全面整改，包括升级配电变压器及其防雷保护措施；加强10kv专用线路绝缘水平；完善接地系统和弱电系统的

8、逐级防雷与屏蔽设施。联合统计附近气象观测预报室雷暴日记录和站点值班日志，通过三年多的运行考验，专线减少再因雷击跳闸或变压器受损，输变电设施耐雷水平得到有效提高。首先，重点针对接地系统进行了两方面的改造：（1）进行了以降低冲击接地电阻改善冲击电位分布为主的改造。有的站点所处位置基本无土，或仅5cm表层土，土壤电阻率高达5000Ω/m。以此条件在半径100m范围，降低工频接地电阻至4Ω是不