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摘 要：雷电是造成10kV配电线路出现故障的一个极其重要的原因。对于一个线路防雷性能的好坏标准有两个：一是线路遭受雷击后的跳闸率；二是线路耐雷的水平。结合某10kV配电线路在实际运行中配电变压器雷害情况和典型事例，在雷电频发的地区采集典型事件进行分析，同时对配电变压器进行调查以及对接地电阻进行测量用得到的数据经计算分析可得出该地区配电变压器在防雷工作方面所存在的配变安装位置问题、接地电阻问题和接地引下线问题，与此同时，充分了解导致问题出现的原因，针对问题制定出一系列预防电击和进行整改的完善措施，以达到降低雷击出现机率的目的，从而进一步提高配电线路的供电可靠性，确保电网能够更加稳定地运行。
关键词：配电变压器；避雷器；接地电阻；土壤电阻率；防雷措施
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）15-0080-02
引 言
在各种电压等级的电网中，10kV电力变压器的数量是最多的，也是最常见的，可直接对用户供电。但是因为10kV线路是以架空线为主，所以不存在避雷线，因此遭受雷击的概率就会大大增加。如果防雷措施不到位，就会造成雷雨季节电力变压器遭到破坏，从而影响供电的可靠性，影响人们正常的生活。本文根据一些实例的分析和数据的计算来提出了一些相应的防雷对策。
1 10kV配电变压器典型雷害案例分析
首先此台变压器位于半山坡，这个地理位置使得制高点和长距离放射架空线，高空高幅值的雷电先导极易受配电变压器的影响。此外，在电流极引线为90m，电压极引线为50m的情况下测得接地电阻的阻值为18？赘。测得土壤电阻率为？籽=3045.8？赘·m（山体实测），在山下测得土壤电阻率为？籽=339.12？赘·m，由此可见土壤在垂直方向存在严重的分布不均匀。由于土壤电阻率高并且分布极不均匀，使得当有雷电电流通过避雷器释放电量时，由于接地电阻的阻值较高，使得雷击时产生的电流得不到很好的释放，直接导致其中一部分电流不得不经由变压器或者是线路进行释放，同时由于连接避雷器和变压器的线路与大地之间存在着电感和电容，这时就会出现雷电电击振荡现象，进而使得配电变压器发生击穿或者是烧坏。
2 10kV配电变压器雷击预防措施存在的问题
2.1 配变安装位置问题
将配电变压器置于制高点处，当雷电发生时，地势较高的地方更容易遭受到雷击或更易感觉到放电现象。雷云所处位置很有可能和线路或者配电变压器平行，甚至处于它们的下方，故雷电的能量往往会聚集在线路的附近，所以具有高空高幅值特征的雷电先导很容易就会被损坏。另外配电变压器大多数分布在农田和山间，这些地方通常都没有防雷保护，甚至有些配电变压器被大山包围，较易受到气流等多种因素的影响，在一些特殊的位置会形成云层且云层会很低，通常情况下会多次遭到雷击。
通过调查易遭受雷击的变压器，不难发现大多数位于线路终端的变压器更容易被击坏。当线路遭受雷击后，电流会沿着线路一直传播到线路末端，当遇到线圈电感时，根据电感的特性：电感电流都是缓慢变化的，这与电路中的开路现象类似，电压与电流发生的全发射分别是正、负的，这就会导致线路末端的电压增加为原来的二倍。
配电变压器与配电变压器之间存在较大跨度。由于线路过长，在冲击雷电下电感较大，当线路遭受到雷击时，另一基本的配电变压器的杆塔分流作用就会减小，使得大量的电流流经避雷器，导致避雷器的击穿现象。
2.2 接地电阻问题
在10kV线路中不是采用人工接地，而是將人工接地体埋在变电站或者进线段。配变采用“3点共地”原则（靠近配电变压器高压的地方安一组金属氧化物避雷器，将它的接地线与配电变压器低压侧中性点以及金属外壳连接在一起后接地），防雷接地的引线与工作接地引线是一套接地引线，在电阻值高的地区，大部分不会采用方法进行降阻，当发现个别地方进行了降阻处理，它的水平接地延长线的长度一定是不符合规定的。
通过一系列的测量结果表明，由于山区有较多的岩石，所以它的土壤电阻率相比正常情况下也会较大，又因为接地体的日渐腐蚀和土壤的不断疏松，接触电阻也慢慢变大，从而导致了接地电阻的阻值偏大；在一些沿海地区防雷接地装置腐蚀现象则更加严重，由于接地体的接触面积在减小，导致了接地电阻的不断增大。于此同时由于接地装置长时间没人维护修理，使得接地电阻的阻值超过了规定的正常值。
2.3 接地引下线问题
如果接地引下线过短，达不到设计的要求，那么它的泄电效果就不会很明显，这将导致每根引下线都将承载较大的电流，这会导致“二次反击”的事故发生。并且因为水平接地体的长度较长，再加上电感对其造成的影响，就无法达到降低冲击电阻的目的。
配电变压器的引下线没有固定，而是将其直接插入地下，当发生雷击时，在架空线路上就会产生强大的雷电冲击电压，架空线会被沿导线迅速传播的雷电袭击，导致那些没有固定的接地下引线扬起，产生事故。
另外一种情况是不对接地引下线进行防腐处理在研究发生的事故时发现，如果没有对防雷装置进行防腐操作，就会使得引下线严重腐蚀，不仅会影响接地引下线的寿命，还会大大降低其吸入导流以及疏散电流的水平。
2.4 避雷器的安装问题
第一个重要问题是未对配电变压器低压侧进行保护。在研究发生事故时发现，如果只对变压器的高压侧用避雷器保护，对低压一侧不采取任何的防雷保护措施，就很有可能使得配电变压器产生正、逆变换过电压。
第二个重要问题是对计量箱没有采取任何的低压避雷器保护。研究发现当计量箱安装在配电变压器的旁边时，由于安装在线路之间的计量箱体积小并且绝缘水平较低，相间距离也很小，导致了计量箱成为大多数雷击事件的牺牲品，同时也发现计量箱遭受雷击有“反击”配变的可能性。 2.5 设备的质量问题
由于某些改造一味地追求低价，从而只能购买到质量不好甚至不过关的变压器和避雷器，质量差的避雷器在运行中由于受潮或间隙动作后将会导致爆炸的发生，一旦发生爆炸将不再对变压器起到保护的作用，因此劣质的配电变压器设备也是造成雷电事故增多的一个重要原因。
3 措 施
3.1 预防措施
（1）对配电变压器进行定期的安全测试，更换掉不合格的配电变压器。
（2）定期对配电变压器进行检查，检查内容主要包括避雷器的固定螺栓、两侧的引线、“3点共地”的固定点是否出现了松动和不可靠的现象，以及接地引下线是否被破坏或者存在腐蚀现象。
（3）对配电变压器的接地电阻按照一定的时间规律进行测量，并将测量的结果记录存档，方便与以后的数据进行对比。
对于变压器的巡查，采取定期对其进行接地装置的导通试验。根据导通试验反映出来的结果得到接地引下线的连接问题，从而确保引下线的可靠连接。
3.2 防雷改进措施
（1）对于配电变压器的安装地址要尽可能的避开雷击区，通常情况下安装在山区的配电变压器除了要考虑负荷中心外，还要注意不要将配电变压器安置在制高处同时处理好低压出线。
（2）避雷器主要用在中压配电网的防雷中，通常情况下可以根据配电网的状况采取以下四点措施对避雷器进行保护：
①将避雷器分别安装在配电变压器的高电压一侧和低电压一侧来进行保护，从而防止正变换和逆变换过电压对配电变压器造成的破坏。通过高压避雷器使得残压小于配变残压。
②在中性点出现的端口处接上低压避雷器。如果将低压电流型漏电保护器安装在配电变压器上，就要求避雷器必须位于零线的端口处，原因是保护器以后的零线是不能接地的，如果将避雷器安装在保护器的后面，就会造成保護器停止运行，这是避雷器也就不会接地，从而达不到避雷的作用。
③还有一种情况是将计量箱安装在配电变压器的旁边，这时就需要加强计量箱的防雷保护措施。通常会利用在变压器的一侧增加避雷器。将配电变压器和避雷器的接地装置和计量箱连接到一起，然后再接地。
（3）改善防雷装置的接地系统。当变压器大于100kVA时，接地电阻必须小于等于4？赘，当变压器小于100kVA时，其接地电阻小于等于10？赘。对避雷器和配电变压器进行接地装置的改造通常采用以下3个措施：
①在射线长度不大于100m时采用四边形放射形接地装置，根据地形和土质的差异来做放射分支线，水平接地体埋深不超过0.8m。
②将接地线垂直接入岩石缝隙或者土层很厚的地方。
③将接地模块运用在水平放射线和垂直接地体的结合点处，用这种办法提高和土壤的接触面积，这样做有利于雷电流的散流。
（4）可以在配电变压器的杆塔塔顶装一个避雷针，防止配电变压器遭受雷击。
4 结 语
配电变压器的雷害事故大多数是由于防护措施没有做到位，特别是在接地和低压侧的防雷保护方面问题较多。如果想要提高配电变压器的防雷保护水平，就要做到平时多留心细心，在每次检查时都要全面，不放过任何一个细小的地方，与此同时对出现问题的配电变压器要及时处理，从源头杜绝危险情况的发生，根据综合防雷的措施方法正确合理的对配电变压器进行维护和维修。通过此次论文的写作，对于配电变压器的事故发生原因有了更深刻的了解，在面对突发事故时也能够采取一定的措施来进行第一时间的维护，对于个人或者他人的安全来说都有一定的价值和意义。
参考文献
[1]李志娟.关于农网35kV线路防雷措施探讨[J].电瓷避雷器，2007（5）：39～42.
[2]李景禄.接地装置的运行与改造[M].北京：中国水利电力出版社，2005.
[3]汤李佳.配电变压器防雷问题分析[J].电瓷避雷器，2008（5）：34～37.
收稿日期：2018-4-24
作者简介：廖玉银（1968-），男，汉族，四川雷波人，助理工程师，配电线路技师，本科，主要从事配电线路工作。
关键词：配电变压器；避雷器；接地电阻；土壤电阻率；防雷措施
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）15-0080-02
引 言
在各种电压等级的电网中，10kV电力变压器的数量是最多的，也是最常见的，可直接对用户供电。但是因为10kV线路是以架空线为主，所以不存在避雷线，因此遭受雷击的概率就会大大增加。如果防雷措施不到位，就会造成雷雨季节电力变压器遭到破坏，从而影响供电的可靠性，影响人们正常的生活。本文根据一些实例的分析和数据的计算来提出了一些相应的防雷对策。
1 10kV配电变压器典型雷害案例分析
首先此台变压器位于半山坡，这个地理位置使得制高点和长距离放射架空线，高空高幅值的雷电先导极易受配电变压器的影响。此外，在电流极引线为90m，电压极引线为50m的情况下测得接地电阻的阻值为18？赘。测得土壤电阻率为？籽=3045.8？赘·m（山体实测），在山下测得土壤电阻率为？籽=339.12？赘·m，由此可见土壤在垂直方向存在严重的分布不均匀。由于土壤电阻率高并且分布极不均匀，使得当有雷电电流通过避雷器释放电量时，由于接地电阻的阻值较高，使得雷击时产生的电流得不到很好的释放，直接导致其中一部分电流不得不经由变压器或者是线路进行释放，同时由于连接避雷器和变压器的线路与大地之间存在着电感和电容，这时就会出现雷电电击振荡现象，进而使得配电变压器发生击穿或者是烧坏。
2 10kV配电变压器雷击预防措施存在的问题
2.1 配变安装位置问题
将配电变压器置于制高点处，当雷电发生时，地势较高的地方更容易遭受到雷击或更易感觉到放电现象。雷云所处位置很有可能和线路或者配电变压器平行，甚至处于它们的下方，故雷电的能量往往会聚集在线路的附近，所以具有高空高幅值特征的雷电先导很容易就会被损坏。另外配电变压器大多数分布在农田和山间，这些地方通常都没有防雷保护，甚至有些配电变压器被大山包围，较易受到气流等多种因素的影响，在一些特殊的位置会形成云层且云层会很低，通常情况下会多次遭到雷击。
通过调查易遭受雷击的变压器，不难发现大多数位于线路终端的变压器更容易被击坏。当线路遭受雷击后，电流会沿着线路一直传播到线路末端，当遇到线圈电感时，根据电感的特性：电感电流都是缓慢变化的，这与电路中的开路现象类似，电压与电流发生的全发射分别是正、负的，这就会导致线路末端的电压增加为原来的二倍。
配电变压器与配电变压器之间存在较大跨度。由于线路过长，在冲击雷电下电感较大，当线路遭受到雷击时，另一基本的配电变压器的杆塔分流作用就会减小，使得大量的电流流经避雷器，导致避雷器的击穿现象。
2.2 接地电阻问题
在10kV线路中不是采用人工接地，而是將人工接地体埋在变电站或者进线段。配变采用“3点共地”原则（靠近配电变压器高压的地方安一组金属氧化物避雷器，将它的接地线与配电变压器低压侧中性点以及金属外壳连接在一起后接地），防雷接地的引线与工作接地引线是一套接地引线，在电阻值高的地区，大部分不会采用方法进行降阻，当发现个别地方进行了降阻处理，它的水平接地延长线的长度一定是不符合规定的。
通过一系列的测量结果表明，由于山区有较多的岩石，所以它的土壤电阻率相比正常情况下也会较大，又因为接地体的日渐腐蚀和土壤的不断疏松，接触电阻也慢慢变大，从而导致了接地电阻的阻值偏大；在一些沿海地区防雷接地装置腐蚀现象则更加严重，由于接地体的接触面积在减小，导致了接地电阻的不断增大。于此同时由于接地装置长时间没人维护修理，使得接地电阻的阻值超过了规定的正常值。
2.3 接地引下线问题
如果接地引下线过短，达不到设计的要求，那么它的泄电效果就不会很明显，这将导致每根引下线都将承载较大的电流，这会导致“二次反击”的事故发生。并且因为水平接地体的长度较长，再加上电感对其造成的影响，就无法达到降低冲击电阻的目的。
配电变压器的引下线没有固定，而是将其直接插入地下，当发生雷击时，在架空线路上就会产生强大的雷电冲击电压，架空线会被沿导线迅速传播的雷电袭击，导致那些没有固定的接地下引线扬起，产生事故。
另外一种情况是不对接地引下线进行防腐处理在研究发生的事故时发现，如果没有对防雷装置进行防腐操作，就会使得引下线严重腐蚀，不仅会影响接地引下线的寿命，还会大大降低其吸入导流以及疏散电流的水平。
2.4 避雷器的安装问题
第一个重要问题是未对配电变压器低压侧进行保护。在研究发生事故时发现，如果只对变压器的高压侧用避雷器保护，对低压一侧不采取任何的防雷保护措施，就很有可能使得配电变压器产生正、逆变换过电压。
第二个重要问题是对计量箱没有采取任何的低压避雷器保护。研究发现当计量箱安装在配电变压器的旁边时，由于安装在线路之间的计量箱体积小并且绝缘水平较低，相间距离也很小，导致了计量箱成为大多数雷击事件的牺牲品，同时也发现计量箱遭受雷击有“反击”配变的可能性。 2.5 设备的质量问题
由于某些改造一味地追求低价，从而只能购买到质量不好甚至不过关的变压器和避雷器，质量差的避雷器在运行中由于受潮或间隙动作后将会导致爆炸的发生，一旦发生爆炸将不再对变压器起到保护的作用，因此劣质的配电变压器设备也是造成雷电事故增多的一个重要原因。
3 措 施
3.1 预防措施
（1）对配电变压器进行定期的安全测试，更换掉不合格的配电变压器。
（2）定期对配电变压器进行检查，检查内容主要包括避雷器的固定螺栓、两侧的引线、“3点共地”的固定点是否出现了松动和不可靠的现象，以及接地引下线是否被破坏或者存在腐蚀现象。
（3）对配电变压器的接地电阻按照一定的时间规律进行测量，并将测量的结果记录存档，方便与以后的数据进行对比。
对于变压器的巡查，采取定期对其进行接地装置的导通试验。根据导通试验反映出来的结果得到接地引下线的连接问题，从而确保引下线的可靠连接。
3.2 防雷改进措施
（1）对于配电变压器的安装地址要尽可能的避开雷击区，通常情况下安装在山区的配电变压器除了要考虑负荷中心外，还要注意不要将配电变压器安置在制高处同时处理好低压出线。
（2）避雷器主要用在中压配电网的防雷中，通常情况下可以根据配电网的状况采取以下四点措施对避雷器进行保护：
①将避雷器分别安装在配电变压器的高电压一侧和低电压一侧来进行保护，从而防止正变换和逆变换过电压对配电变压器造成的破坏。通过高压避雷器使得残压小于配变残压。
②在中性点出现的端口处接上低压避雷器。如果将低压电流型漏电保护器安装在配电变压器上，就要求避雷器必须位于零线的端口处，原因是保护器以后的零线是不能接地的，如果将避雷器安装在保护器的后面，就会造成保護器停止运行，这是避雷器也就不会接地，从而达不到避雷的作用。
③还有一种情况是将计量箱安装在配电变压器的旁边，这时就需要加强计量箱的防雷保护措施。通常会利用在变压器的一侧增加避雷器。将配电变压器和避雷器的接地装置和计量箱连接到一起，然后再接地。
（3）改善防雷装置的接地系统。当变压器大于100kVA时，接地电阻必须小于等于4？赘，当变压器小于100kVA时，其接地电阻小于等于10？赘。对避雷器和配电变压器进行接地装置的改造通常采用以下3个措施：
①在射线长度不大于100m时采用四边形放射形接地装置，根据地形和土质的差异来做放射分支线，水平接地体埋深不超过0.8m。
②将接地线垂直接入岩石缝隙或者土层很厚的地方。
③将接地模块运用在水平放射线和垂直接地体的结合点处，用这种办法提高和土壤的接触面积，这样做有利于雷电流的散流。
（4）可以在配电变压器的杆塔塔顶装一个避雷针，防止配电变压器遭受雷击。
4 结 语
配电变压器的雷害事故大多数是由于防护措施没有做到位，特别是在接地和低压侧的防雷保护方面问题较多。如果想要提高配电变压器的防雷保护水平，就要做到平时多留心细心，在每次检查时都要全面，不放过任何一个细小的地方，与此同时对出现问题的配电变压器要及时处理，从源头杜绝危险情况的发生，根据综合防雷的措施方法正确合理的对配电变压器进行维护和维修。通过此次论文的写作，对于配电变压器的事故发生原因有了更深刻的了解，在面对突发事故时也能够采取一定的措施来进行第一时间的维护，对于个人或者他人的安全来说都有一定的价值和意义。
参考文献
[1]李志娟.关于农网35kV线路防雷措施探讨[J].电瓷避雷器，2007（5）：39～42.
[2]李景禄.接地装置的运行与改造[M].北京：中国水利电力出版社，2005.
[3]汤李佳.配电变压器防雷问题分析[J].电瓷避雷器，2008（5）：34～37.
收稿日期：2018-4-24
作者简介：廖玉银（1968-），男，汉族，四川雷波人，助理工程师，配电线路技师，本科，主要从事配电线路工作。