[实用新型]一种变压器及供电线路的防雷装置

说明书

技术领域

本实用新型属于变压器及供电线路的防雷技术领域，特别涉及变压器及供电线路的防雷装置。

背景技术

电力供电系统的防护是供电质量的保证。由于供电网络中发电设备、用电设备越来越复杂和庞大，输电线路越来越长，各种干扰成分也越来越多，地球气候也越来越多变；同时，大量的计算设备、存储设备、通信设备的使用对电力质量要求也越来越高。传统的防护已经不能满足这些发展的需要。

电力供电质量不高有两个比较显著的表现：一是雷电浪涌电压通过高、低压传输线路进入电力电子设备，造成用电设备损坏；二是击穿变压器。

目前，变压器防雷主要的传统方式就是在输电线路上安装避雷线，以及采用在变压器的高、低端加装高、低压浪涌保护器(避雷器)的方法防止直接雷击和减少强电磁感应、通过浪涌保护器泄流入地的方法降低线路上浪涌电压强度。通过大量调查发现，传统的方式在低压输电线路上并不能实现很好的雷电浪涌电压防护，雷击成为了用电设备、网络损坏故障的主要原因。

造成低压输电线路浪涌电压进入用电设备的原因：

1、低压线路由于强电磁感应而产生感应电势，同时低压输电线路中浪涌保护器等保护装置不足以吸收其能量或者、抑制其传播；

2、高压线路由于强电磁感应而产生感应电势，该感应电势一方面会击穿变压器进入低压线路；另一方面，在高压端的浪涌保护器保护过程中通过接地线泄流时提高接地网的电位同时通过中性线(在Y/Y₀和Y₀/Y₀变压器供电方式中，中性线接地线和高压端浪涌保护器的接地线接同一接地网)同进入低压线路。

具体的雷击浪涌电压进入低压输电线路的原因需要根据强电磁感应的地点以及线路的传输距离来确定，通常来说，由于变压器的服务半径有限，大多数情况应该是第二种原因所致。

造成配电变压器损坏的原因，一是雷电流击穿损坏变压器高压端防雷器或者保险丝。此故障原因为避雷器通流量过小，雷电过强。可以通过更换通流量更大的防雷器、通流量规格更大的保险丝来解决；二是雷电流击穿损坏变压器高压端线圈(绕组)。即我们常见的变压器损坏，其原因主要是雷电波侵入变压器绕组所引起的对应绕组过电压造成的。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺点，本实用新型的目的是提供一种变压器及供电线路的防雷装置。该装置可切断或者抑制雷电流通过变压器中性线入地或者进入输电线路，使变压器低压端绕组不产生电流而消除高压端的高感应电压，完全消除雷击击穿变压器故障。同时，也切断了雷电流通过高压侧避雷器进入大地，再由大地通过中性线进入低压侧的传播通道，完全消除了低压侧用电设备因高压侧线路感应雷击的故障。

为了实现上述目的，本实用新型提供的变压器及供电线路的防雷装置是：包括变压器的中性线、电感滤波器，在变压器的中性线和地线之间串联电感滤波器。该装置适应于Y/Y₀和Y₀/Y₀输电系统。

工作原理：

在无雷击浪涌电流的正常工作状态下，电感滤波器的阻抗值很低，呈短路状态，以保证交流工频电流同大地间形成零阻抗的通道，为交流提供畅通的短路保护回路(即良好的保护接地通道)和为交流供电系统提供零电位的工作参考点(即良好的工作接地通道)。

当接地网的电位因雷击导致高压端浪涌保护器击穿而急剧上升时，电感滤波器以同步响应波形形成雷电流频带的高阻抗，切断浪涌电压向低压侧传播通路，阻止其通过交流中性点向低压传输线路传播；当接地网的电位下降后，电感滤波器以同步响应波形，恢复常态下的短路状态。

同样，当低压端线路感应雷击浪涌电压时，电感滤波器也以同步响应波形形成雷电流频带的高阻抗，对雷电流形成高阻抗，对浪涌电压断路，阻止其通过交流中性点向变压器处接地网泄流，防止了在低压绕组产生励磁电流而在高压绕组感应高压。

整个保护过程中，“中性线接地电感滤波器”阻断了高频电流在变压器中性线的传播，抑制了高压端产生高电压，从而有效的、安全的、可靠的防止了变压器的击穿。

本实用新型与传统的技术解决手段相比，具有如下优点：

1、切断了来自高压端的雷击浪涌电压向低压输电线路的传输，提高了电力供电质量，消除了绝大部分雷击造成的用电设备的损坏；

2、切断了因高压端雷击和低压端雷击造成的变压器绕组过电压的浪涌电流传播通道，完全消除了变压器损坏的根源；