配变高压避雷器两种安装方式

电力18讯：    陈传生 广东省南澳县供电局 (515900)

    高压避雷器是配电变压器防雷保护的主要措施之一。在实际安装配电变压器高压避雷器时，避雷器有两种不同的安装方式：一种是避雷器安装于跌落式熔断器前端；另一种是安装于跌落式熔断器后端。

    1　对防雷保护效果的影响

    (1)接地引下线长度的影响。当高压侧进线遭受雷击，雷电波使避雷器动作后，雷电流通过引下线进入接地装置，假设引下线的电感值为L，雷电流的陡度为di/dt，在引下线上将产生Ldi/dt(kV)的电压降。取不很大的电感L=1μH和电流陡度di/dt=10kA/μs，引下线上会产生10kV的电压降，它和避雷器的残压叠加于变压器高压绕组上，加剧了绕组的绝缘损坏，可见引下线电感值的大小影响了避雷器的防雷效果，而电感值与引下线的长度有关，引下线越长电感值越大，引下线上的压降也增大，反之亦然。对两种不同的安装方式，以常用的引下线材料考虑，电感值相差在1μH以上(前者大于后者)，同时以10kA/us的电流陡度计算，则引下线上的压降比后者也大10kV以上。因此，为提高避雷器的防雷效果，应尽量缩短引下线长度。

    (2)避雷器与变压器距离的影响。一般来说，采用避雷器保护变压器，只要避雷器的冲击放电电压及残压低于变压器的冲击耐压就行，但由于避雷器与变压器之间存在一段距离，设此距离为L，L的存在将影响避雷器的防雷效果。假设侵入波为斜角度波at，由于变压器T点相当于开路式，根据波的全反射过程，利用网络分析法，可以得出变压器所受冲击电压的最大值为：

    Umax=Us+2aL/v

    式中Us-避雷器放电以后的残压，kV

　　    L-避雷器至变压器的距离，m

　　    v-行波速度，m/s

    以上忽略了工频电压的影响，当存在与来电波极性相反的工频电压幅值时，将使来电波幅值增加，使变压器首端所受的电压有所增加。

    根据以上分析，避雷器与变压器之间的距离对防雷效果有影响，减小此距离亦可提高防雷效果。

    2　对操作过电压的防护

    当拉开低压负荷开关，配电变压器处于空载时，操作跌落式熔断器切断空载配电变压器，这种操作过程可能出现幅值较高的过电压，如果避雷器安装于跌落式熔断器的下端，则可以防护过电压对配电变压器的损坏。


图1　切空载变压器的等值电路

    图1为切空载变压器的等值电路，其中K为跌落式熔断器，L为空载变压器的激磁电感，C为变压器等值对地电容与变压器侧全部联线及电气设备对地电容的并联值。

    在开断空载变压器以前，回路受工频电压作用，流过C的电流远小于流过L的电流值，可以忽略C的存在，流过开关K的电流便是电感电流，通常为变压器额定电流的0.5%～4%。

    当操作跌落式熔断器切空载变压器时，设切断时激磁电流为I0，电容C上的电压为U0，此时绕组的磁场能1/2LI2与电容电场能1/2CU2，在L－C回路中形成振荡，由于C值较小，在全部储能转化为电场能瞬间将在C上出现很高的过电压。

    为限制切断空载变压器引起过电压，避雷器安装于熔断器的下端，可以利用避雷器保护变压器。

    3　结束语

    通过以上分析，可以看出，高压避雷器应安装在跌落式熔断器与配电变压器之间，而且引接线越短越好，这样能可靠地全面实施对配电变压器的保护。因此，将高压避雷器安装于跌落式熔断器与配电变压器之间是最佳的位置。