電源変圧器を落雷から保護する方法は?

私たちが普段使用している変圧器は、配電系統が落雷被害を受けた場合の正逆変圧の過電圧や、逆変電による雷雨時の変圧器の雷害事故などにより、雷雨時に落雷被害事故が発生することがあります。電源変圧器が落雷からどのように保護されているかをご覧ください。

正の変態過電圧 低電圧側線が落雷に当たると、雷電流が低電圧巻線に侵入して中性点接地装置を通って接地に入り、接地電流が接地抵抗に電圧降下を生じます。この電圧降下は、低電圧側の中性点電位の急激な上昇を引き起こす。低電圧巻線に過電圧を重畳させ、低電圧巻線を危険にさらします。同時に、この電圧は、高電圧巻線と低圧巻線の電磁誘導によって変態比に応じて高電圧側に上昇し、高電圧巻線の相電圧と重畳し、高電圧巻線に危険な過電圧をもたらす。低電圧巻線が落雷過電圧を受け、電磁誘導によって高電圧側に変態し、高電圧巻線の過電圧を引き起こす現象を正変態過電圧と呼びます。

逆変換過電圧 高電圧側線が落雷に当たると、高電圧側避雷器を介して接地電流がグランドに放電され、接地電流によって接地抵抗に電圧降下が生じます。この電圧降下は低電圧側の中性点に作用し、低電圧側の発信線はこの時点で抵抗を介した接地と同等であるため、電圧の大部分は低電圧巻線に印加されます。電磁誘導後、この電圧降下は変態比で高電圧側に増加し、高電圧巻線の電源変圧器の相電圧に重畳され、高電圧巻線に過電圧と絶縁破壊事故をもたらす。高電圧側が落雷を受けて低電圧側に作用し、電磁誘導によって高電圧側に変態する現象は、逆変換過電圧と呼ばれる高電圧巻線の過電圧を引き起こします。

電源変圧器の使用は、順方向および逆方向変換だけでなく、分配変圧器の雷保護にも注意を払う必要があります。