1 情況介紹 
　　某地地形主要為山區，地形起伏較大，地質(zhì)結構復雜。其年平均雷暴日為90天左右，屬于強雷區。該地配網(wǎng)頻遭雷擊，經(jīng)常發(fā)生配變因雷擊損壞的事故。統計配網(wǎng)故障資料，發(fā)現近年來(lái)雷害事故頻發(fā)，配變頻頻被雷打壞，雷害事故率居高不下，2006年~2010年配變因雷擊損壞數量占配變損壞總數的比例分別為55.6%、63.6%、42.8%、35.5%及 48.6%，這不僅造成了重大經(jīng)濟損失，同時(shí)也嚴重影響到供電的可靠性。 
　　2 遭雷害主要原因分析 
　　2.1 正反過(guò)電壓 
　　該地發(fā)生多起配變高壓側避雷器被雷擊壞、低壓側電表被雷打壞的事故，現場(chǎng)發(fā)現所有配變僅高壓側安裝有防雷器，低壓側均未安裝避雷器。由于缺少低壓浪涌保護器，當遭遇雷擊時(shí)，配變不僅會(huì )產(chǎn)生低壓側的過(guò)電壓，也會(huì )產(chǎn)生高壓側的過(guò)電壓。其損壞機理有以下三點(diǎn)。 
　　1）雷電直擊低壓線(xiàn)或低壓線(xiàn)有感應過(guò)電壓，使低壓側絕緣損壞。 
　　2）高壓線(xiàn)路遭受直擊雷或感應雷，此時(shí)高壓側避雷器動(dòng)作，在接地電阻上產(chǎn)生壓降U=IRch（式中Rch為接地體的沖擊接地電阻，I為雷電流均值。）當Rch取7 Ω時(shí)，I取5 kA時(shí)，U=35 kV。這一電壓作用在低壓側中性點(diǎn)上，而低壓側出線(xiàn)此時(shí)相當于經(jīng)導線(xiàn)波阻接地，因此U就絕大部分就加在低壓繞組上了。經(jīng)過(guò)電磁耦合，在高壓繞組上將按變比出現過(guò)電 
　　壓，對于10 kV/380 V配變，可達，由于高壓繞組出線(xiàn) 
　　端的避雷器動(dòng)作，配變高壓側繞組出線(xiàn)端電位受避雷器殘壓固定，所以這個(gè)921 kV電壓沿高壓繞組分布，在高壓側繞組中性點(diǎn)處達到最大值，很可能將中性點(diǎn)附近的絕緣擊穿，也可能擊穿繞組的縱絕緣，此即反變換過(guò)程。 
　　3）低壓線(xiàn)遭受直擊雷或感應雷，使高壓側絕緣損壞。這是因為通過(guò)電磁耦合，在高壓側繞組上也出現了與變比成正比的過(guò)電壓（正變換過(guò)程）。由于高壓側的絕緣裕度比低壓側小，所以可能造成高壓側損壞。 
　　由上可知，限制低壓繞組兩端的過(guò)電壓值，不僅能保護低壓繞組，而且無(wú)論發(fā)生正變換或反變換，都能保護高壓繞組。顯然，在配變低壓側加裝低壓避雷器是十分必要的，尤其是強雷區更是如此。 
　　2.2 接地線(xiàn)不合格 
　　現場(chǎng)發(fā)現部分配變的接地線(xiàn)表面已經(jīng)出現銹蝕，有些接地線(xiàn)連接不可靠。例如：某配變接地線(xiàn)表面已經(jīng)出現很明顯的鐵銹，因接地線(xiàn)長(cháng)度不夠，采用兩段螺紋鋼焊接的方式，但是焊接不夠牢靠，某配變接地線(xiàn)連接處腐蝕嚴重，造成接地線(xiàn)電阻值偏大。接地線(xiàn)連接不可靠會(huì )造成接觸電阻過(guò)大。隨著(zhù)接地線(xiàn)表面銹蝕程度的增加，接地線(xiàn)自身阻值也就越大。接觸電阻和接地線(xiàn)阻值過(guò)大都會(huì )影響雷電流的順利入地。 
　　2.3 接地電阻普遍偏高 
　　對配變的接地電阻采用三極法進(jìn)行了實(shí)地測量，結果發(fā)現很多配變接地電阻較高，一般為16 Ω左右，最高達到了64.5 Ω。國家標準規定，變壓器容量100 kVA以下的接地電阻小于等于10 Ω，變壓器容量100 kVA以上的接地電阻小于等于4 Ω。該山區配變容量為50 kVA左右，則其 
　　16 Ω左右的接地電阻超過(guò)了國家標準的規定。 
　　2.4 配變安裝的位置不正確，線(xiàn)路較長(cháng)，落雷概率大 
　　許多配變安裝于山腳的空曠地帶或是半山腰位置，配變距地面高約2.5 m容易遭受直擊雷的襲擊一般線(xiàn)路較長(cháng)達15 km左右，雷電直擊線(xiàn)路和線(xiàn)路遭受感應雷的幾率就很大，雷電流通過(guò)線(xiàn)路流向配變從而使配變損壞。 
　　3 防雷技術(shù)措施 
　　3.1 加裝低壓浪涌保護器 
　　配變遭受雷擊時(shí)，雖然高壓側的避雷器正確動(dòng)作，但配變仍常常損壞。如何限制產(chǎn)生的正反變換過(guò)電壓是配變防雷的關(guān)鍵。在配變的低壓側加裝低壓避雷器以限制出現在低壓繞組兩端的過(guò)電壓，一般能在正反變換中保護高壓繞組。特別是在強雷區，配變低壓側加裝避雷器是十分必要的。國家標準DL/T620-1997《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護和絕緣配合》中規定“35 kV～0.4 kV配電變壓器，其高低壓側均應裝設閥式避雷器保護”，“3 kV～10 kV Yyn和Yy（低壓側中性點(diǎn)接地和不接地）接線(xiàn)的配變壓器，宜在低壓側裝設一組閥式避雷器或擊穿保險器，以防止反變換波和低壓側雷電侵入波擊穿高壓側絕緣?！贝颂幮枰f(shuō)明的是，隨著(zhù)電力系統的發(fā)展，閥式避雷器已經(jīng)基本被性能更好的氧化鋅避雷器所替代。 
　　筆者所調研的山區，以前配變曾安裝有浪涌保護器，但是保護效果不好，經(jīng)常發(fā)生低壓避雷器被打壞的現象，后來(lái)便不再采用。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現，這是由于低壓避雷器選型不當造成的。低壓避雷器的殘壓不能過(guò)高，否則由于正反變換過(guò)電壓仍然會(huì )使配變高壓側繞組損壞。 在避雷器的選型上應選用保護性能好的氧化鋅避雷器，為了保證避雷器適應中壓電網(wǎng)的內部過(guò)電壓狀況，應淘汰額定電壓和荷電率偏低的避雷器。對于10 kV配變的低壓側避雷器，應選縱、橫向均有防護措施的氧化鋅避雷器，其雷電通流量取大于等于40 kA（8 s/20 s），漏電流小于等于5 μA，限制電壓小于等于1?500 V，啟動(dòng)電壓取560 V～620 V。 
　　可以在配變高壓側選擇性安裝串聯(lián)電抗器，這是由于串聯(lián)電抗器不僅可以降低入侵變壓器繞組雷電波的陡度，改善繞組電位分布，而且對線(xiàn)路雷電波形成正反射波，抬高電抗器前的雷電波，加速避雷器動(dòng)作，降低其響應時(shí)間，減少雷電波對配變的直接危害。 
　　3.2 降低接地電阻 
　　配變接地裝置的阻值要嚴格遵循國家標準的規定，凡是超標的均需進(jìn)行改造。山區由于土質(zhì)原因，土壤電阻率普遍較高，實(shí)際測量某山區土壤電阻率平均值為700 Ω?m左右，最高達到了3?045.8 Ω?m，山區較高的土壤電阻率使得配變容易出現接地電阻偏高的情況，相對于平原地區，更應該做好降阻工作。對接地進(jìn)行改造時(shí)要弄清楚接地電阻偏高的原因，周邊土壤電阻率的分布情況、地下土壤的分布情況以及附近有無(wú)可以利用的自然接地體。改造應根據現場(chǎng)實(shí)際情況，認真地做好技術(shù)經(jīng)濟分析，決定是采用擴網(wǎng)、外延接地體、深埋接地體，還是采取復合降阻措施。一般情況下，應首先考慮是否可以擴網(wǎng)，其次是有沒(méi)有外延降阻的可能、地下有沒(méi)有可以利用的低電阻率的地層。 
　　山區土壤條件較差，接地電阻難以達到要求時(shí)，可以適當采用降阻劑。降阻劑要先加水攪拌均勻成泥糊狀，然后將降阻劑均勻包敷在接地體表層，待糊狀物凝結后加細土夯實(shí)。不能將降阻劑直接撒在接地溝內就澆水填土，這易造成降阻劑流失而達不到使用效果。 
　　3.3 改造接地線(xiàn) 
　　對不合格的接地線(xiàn)要進(jìn)行改造。對銹蝕的接地線(xiàn)要進(jìn)行更換或處理，比如：打磨、加導電膏等。宜采用表面鍍鋅的接地線(xiàn)，防止銹蝕。接地線(xiàn)只可采用一根鋼材，不可采用兩段鋼材焊接的做法。三點(diǎn)共地連接處要確保連接可靠。 
　　3.4 其他注意事項 
　　在配網(wǎng)的線(xiàn)路設計時(shí)，要盡量避開(kāi)容易發(fā)生雷擊的位置，配變的安裝位置也應盡量避開(kāi)易遭雷擊區。對使用年限超過(guò)20年的配變要及時(shí)進(jìn)行更換，對于出現安全隱患的配變要及時(shí)予以維修或更換。為了進(jìn)一步消除配變雷擊損壞事故，還應做好配變的維護工作。 
　　1）定期對配變進(jìn)行檢修試驗和接地電阻測量，及時(shí)維修有缺陷的配變和對接地電阻超標的接地裝置進(jìn)行改造。 
　　2）雷雨季節前定期試驗配變高、低壓側避雷器，對損壞或試驗不合格的光伏浪涌要及時(shí)更換。 
　　3）對過(guò)載運行的配變要及時(shí)轉移負荷，保證配變處于最佳運行狀態(tài)。