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配電變壓器雷害事故和防雷性能分析
來源：http://www.tistaertdental.com/ 作者：變壓器廠家 日期：2019/08/31 22:53
考慮到有的濕熱帶地區(qū)雷電頻繁和接地電阻偏高等特點(diǎn)，在決定試驗(yàn)方案時(shí)，除了采用高壓側(cè)單相和三相進(jìn)波等常規(guī)試驗(yàn)方案外，還增加了低壓側(cè)受雷的正變換過電壓試驗(yàn)方案，和高壓側(cè)受雷時(shí)高壓側(cè)避雷器動作后，雷電流在接地電阻上的壓降所產(chǎn)生的逆變換過電壓試驗(yàn)方案。
通過大量的試驗(yàn)分析，找到了Y/Y-12配電變壓器雷電損壞的重要原因。
此外，還分析了配電變壓器線圈連接組別.對防雷性能的影響。對Y/Y,-12、Y/Zo-11△/Y-1l連接配電變壓器的防雷性能，作了全面的試驗(yàn)。結(jié)果表明Y/Z-11連接配電變壓器在防止正、逆變換過電壓方面有極好的性能。為配電變壓器的防雷保護(hù)提供了一個(gè)新的途徑。
一、試驗(yàn)方法
試驗(yàn)方法是用幾十伏以下的沖擊波加在模型變壓器的高壓或低壓端子上，在各種進(jìn)波方式和接線情況下，測量高壓線圈各點(diǎn)對地電位和層間、匝間的梯度電壓。
高壓側(cè)截波試驗(yàn)電壓幅值U.，根據(jù)防雷間隙采用雙間院，主間隙15毫米，輔助間隙8毫米，取25毫米標(biāo)準(zhǔn)棒間隙的2微秒放電電壓35千伏。波首1.5微秒，預(yù)放電時(shí)間2微秒，截?cái)鄷r(shí)間小于0,1微秒，過零系數(shù)小于0.6。低壓進(jìn)液電壓U,取10千伏。
逆變換進(jìn)波電壓幅值U。，根據(jù)6千伏配電線路采用混凝土桿，當(dāng)用10千伏針式絕緣子時(shí)，全波沖擊試驗(yàn)電壓為80千伏;當(dāng)用10千伏瓷橫擔(dān)時(shí)，全波沖擊試驗(yàn)電壓為230千伏，取U.= 120千優(yōu)。這個(gè)電壓數(shù)值，對采用瓷橫擔(dān)的線路是合適的，對采用針式絕緣子的線路有些偏高。波形為0.7/40微秒。
線路波阻抗,相取400歐，二相取300歐，三相取220歐。
電阻R,為配電變壓器外殼的接地電阻。運(yùn)行中用FS- -6避雷器保護(hù)，避雷器接地線和低壓線圈中性點(diǎn)以及變壓器的金屬外殼連在一起共同接地。實(shí)驗(yàn)接線模擬現(xiàn)場情況，也采用三點(diǎn)共同接地。接地電阻數(shù)值在5 ~300歐范國內(nèi)選取。
電阻R0為低壓側(cè)線路或設(shè)備發(fā)生對地閃絡(luò)時(shí)，雷電流流入地中所經(jīng)過的接地電阻。從下面的試驗(yàn)分析中將會知道，逆變換的過電壓數(shù)值與R。有很大關(guān)系，Rg愈小，過電壓幅值愈高。因此，不計(jì)及R。的影響，試驗(yàn)結(jié)果將過于嚴(yán)重，與實(shí)際情況不符。為此，在試驗(yàn)中考慮R,的影響，并假定R.=R, ，即認(rèn)為配變的接地電阻和低壓線路的接地電阻，大致是相等的。
根據(jù)截波電壓幅值35千伏和層間絕緣的最小沖擊強(qiáng)度，可以計(jì)算出配電變壓器層間絕緣的安全格度。
數(shù)據(jù)說明，高壓側(cè)單相截波試驗(yàn)時(shí)，層間絕緣的安全裕度還是比較大的。最小為2.05，最大10.8。沈陽變壓器研究所提供的層間絕緣沖擊強(qiáng)度的數(shù)據(jù)(附錄1),是在全波電壓作用下得到的。按標(biāo)準(zhǔn)，全波為1.5/40微秒。如果考慮到實(shí)際情況，單相截波試驗(yàn)時(shí)，作用在層間絕緣上的梯度電壓的作用時(shí)間比較短，梯度電壓的波形寬度只有1微秒左右，如圖7所示。那么，層間絕緣的安全裕度將比表2的數(shù)值更大些。由此可見，當(dāng)高壓側(cè)進(jìn)行上述四種沖擊試驗(yàn)時(shí)，層間絕緣的安全裕度是足夠的。
從匝間梯度電壓看，匝絕緣的裕度也是足夠的。裘3列出了無屏圓筒式在各種進(jìn)波方式下，最大匝間梯度出現(xiàn)的位置，分別在端子B/1--1之間和2-1/(2.3)之間。用匝數(shù)減1除梯度電壓就得到平均的匝間梯度電壓。
在上述四種試驗(yàn)中，單相截波試驗(yàn)的匝聞梯度電壓最大，占進(jìn)波電壓的3.4%，1.19千伏。第一層線圖的導(dǎo)線系用加強(qiáng)紙包圓線，(中1.0/中1.8) ，二邊紙包0.8毫米。根據(jù)匝絕緣擊穿電壓數(shù)據(jù)(見附錄2),0.8紙包圓紙中1.62的匝間絕緣沖擊擊穿電壓平均值為32千伏，可求得匝間絕緣的安全裕度為32/1.19= 27?？梢娫呀^緣的裕度相當(dāng)大。
退一步說，假使第一層線圈的導(dǎo)線也用QZ$0.93/中1.02漆包線，不用加強(qiáng)紙包圓線Z中1.0/中1.8，而且匝間梯度電壓仍舊保持1.19千伏。根據(jù)匝絕緣擊穿電壓數(shù)據(jù)(附錄2)，聚酯漆包線中1.0的最小沖擊擊穿電壓為11kV,可求得匝間絕緣的安全裕度為I1/1.19=9.2,裕度也很大。
以上分析表明，對常規(guī)的高壓側(cè)進(jìn)波試驗(yàn),SJ.-30/10TH型Y/Y-12配變的層間和匝間絕緣是承受得住的，不會損壞。
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