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電網(wǎng)中產(chǎn)生的幾種過電壓,真正對變壓器絕緣和保護(hù)裝置產(chǎn)生影響的,主要取決于過電壓的波形。幅值和持續(xù)時間??己嗽O(shè)備絕緣水平的電壓波形有三種:短波前的雷電波、長波前的操作波和低頻電壓波。設(shè)備絕緣對雷電、操作或工頻電壓的耐受能力應(yīng)由相應(yīng)的波形電壓來檢驗(yàn)。
在過電壓對變壓器造成損壞的事故中,雷電過電壓導(dǎo)致絕緣擊穿損壞的機(jī)率最多。當(dāng)電網(wǎng)遭受雷擊時,在線路導(dǎo)線上會產(chǎn)生一種振幅很大,作用時間很短的非周期性脈沖電壓波,它以光速沿線傳輸,先在線路避雷器放電,余波經(jīng)變壓器入地,當(dāng)余波經(jīng)變壓器保護(hù)的避雷器時,將產(chǎn)生電壓降(殘壓)而作用在變壓器上。假如變壓器與避雷器之間存在一定電氣距離,殘壓在進(jìn)入前會在這段距離的導(dǎo)線振蕩而導(dǎo)致電壓的升高,造成加在變壓器上電壓高于殘壓,從而對變壓器絕緣安全造成威脅。所以在安裝變壓器的保護(hù)避雷器時,應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)避雷器和變壓器保持零距離。
電網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)的諧振過電壓或操作過電壓,其過電壓幅值也高,持續(xù)時間也較長。同樣也會威脅到變壓器運(yùn)行的安全,甚至還會導(dǎo)致絕緣擊穿而毀壞變壓器。
此外,逆變換過電壓對變壓器的危害也不容忽視。當(dāng)變壓器采用避雷器進(jìn)行防雷保護(hù)時,其避雷器接地線、變壓器中性線和變壓器外殼采用“三位一體”的方式接地。變壓器運(yùn)行中若高壓側(cè)遭受雷擊時,會引起避雷器放電,產(chǎn)生的殘壓作用在高壓繞組上。由于高壓繞組阻抗很大,容抗很小,雷電流只在高壓繞組和對地電容上流過,其電路經(jīng)接地點(diǎn)放電時,會在接地電阻上產(chǎn)生一個很大的沖擊電壓降,此電壓經(jīng)過中性線也會施加低壓繞組上,而低壓繞組流過雷電流也會產(chǎn)生磁通。根據(jù)電磁感應(yīng)原理,此磁通會在高壓繞組上按變壓器變化產(chǎn)生很高感應(yīng)電壓,此電壓稱之為“逆變換過電壓”。該電壓幅值要比殘壓大幾倍到幾十倍,同樣也會造成變壓器絕緣的擊穿而損壞。