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风电技术 | 风力发电机组内部防雷重点

颁布功夫：2025-03-04 11:11:34人气：
       随着风电机组单机容量微风电场规模的增大，风电场的安全运行问题日益受到器沉。在影响风电场安全运行的诸多成分中，遭逢雷击是一个沉要方面。本文结合风电机组防雷的钻研成就，对风电机组的雷击过程、雷击败坏机理以及防雷措施进行了其内部防雷设计的重点论述。　
　
　　由于现代科学技术的迅猛发展，风力发电机组的单机容量越来越大，为了吸收更多能量，轮毂高度和叶轮直径随着增高，风机的高度和装置地位决定了它是雷击的首选通路，并且风机内部集中了大量敏感的电气、电子设备，一次雷击带来的败坏将是极度大的。因而，必须为风机内的电气、电子设备装置齐全的防雷�；は低�。　

      1、雷电对风电机组的风险　　

　　雷电对风电机组的风险风力发电机通常位于坦荡的区域，并且很高，所以整个风机是露出在直接雷击的威胁之下，被雷电直接击中的概率是与该物体的高度的平方值成正比。兆瓦级风力发电机的叶片高度达到150m以上，因而风机的叶片部门出格容易被雷电击中。风机内部集成了大量的电气、电子设备，能够说，我们泛泛用到的险些每一种电子元件和电气设备，都能够在一台风电机组中找到其利用，例如开关柜、马达、驱动装置、变频器、传感器、执行机构，以及相应的总线系统等。这些设备都集中在一个很幼的区域内。毫无疑难，电涌能够给风电机组带来相当严沉的败坏。　　

　　以下的风力发电机数据由欧洲几个国度提供，其中蕴含了超过4000台风力发电机的数据。由雷击导致的风力发电机败坏数量，每100台均匀每年3.9次到8次。从统计数据上显示，在北欧的风力发电机组中，每100台每年有4-8台遭逢雷击而败坏。值妥贴心的是：固然侵害部件是不一样的，但是节造系统部件雷击败坏占40-50%。　　

　　2、雷电的粉碎大局　　

　　设备遭雷击受损通常有以下4种情况：
　�。�1）、设备直接遭逢雷击而败坏；
　�。�2）、雷电脉冲沿着与设备相连的信号线、电源线或其他金属管线侵入设备使其受损；
　�。�3）、设备接地体在雷击时产生瞬间高电位形成地电位“回击”而败坏；
　�。�4）、设备因装置的步骤或装置地位不当，受雷电在空间散布的电场、磁场影响而败坏。　　

　　3、内部防雷�；ご胧　�

　　防雷�；で畔胧枪婊缌Ψ⒌缁酆戏览妆；さ幕�。它是一种对结构空间的设计步骤，以便在构筑物内创建一个不变的电磁兼容性环境。构筑物内分歧电气设备的抗电磁滋扰能力的大幼决定了对这一空间电磁环境的要求。　　

　　作为一种�；ご胧�，防雷�；で畔氲比痪驮毯擞υ诜览妆；で奶烨荡�，将电磁滋扰(传导性滋扰和辐射性滋扰)降低到可接受的领域内，因而，被�；さ墓怪锏姆制绮棵疟幌阜治制绲姆览妆；で�。防雷�；で木咛寤至司钟敕绲缁榈慕峁褂泄�，并且也要思考这一结构构筑大局和资料。通过设置屏蔽装置和装置电涌�；て�，雷电在防雷�；で�0A区的影响在进入1区时被大大缩减，风电机组内的电气和电子设备就能够正常工作，不受滋扰。　　

　　内部防雷�；は低呈怯伤械脑诟们蚰谒跫趵椎绲绱判вΦ纳枋┳槌�。重要蕴含防雷击等电位衔接、屏蔽措施和电涌�；�。　　

　　4、防雷击等电位衔接　　

　　防雷击等电位衔接是内部防雷�；は低车某烈槌刹棵�。等电位衔接能够有效抑造雷电引起的电位差。在防雷击等电位衔接系统内，所有导电的部件都被相互衔接，以减幼电位差。在设计等电位衔接时，应依照尺度思考其最幼衔接横截面积。一个齐全的等电位衔接网络也蕴含金属管线和电源、信号线路的等电位衔接，这些线路应通过雷电流�；て饔胫鹘拥鼗懔髋畔嗔�。　　

　　5、屏蔽措施　　

　　屏蔽装置能够削减电磁滋扰。由于风力发电机结构的特殊性，若是能在设计阶段就思考到屏蔽措施，那么屏蔽装置就能够以较低成本实现�；沼Ω迷斐梢桓龇夤氐慕鹗艨翘�，有关的电气和电子器件都装在开关柜，开关柜和节造柜的柜体应具备优良的屏蔽成效。在塔基和机舱的分歧设备之间的线缆应带有表部金属屏蔽层。对于滋扰的抑造，只有当线缆屏蔽的两端都衔接到等电位衔接带时，屏蔽层对电磁滋扰的抑造才是有效的。　　

　　6、电涌�；ぁ　�

　　除了使用屏蔽措施来抑造辐射滋扰源以表，对于防雷�；で烨荡Φ拇夹宰倘乓脖匾邢嘤Φ谋；ご胧�，这样能力让电气和电子设备靠得住的工作。在防雷�；で�0A→1的天堑处必须使用防雷器，它能够导走大量的分雷电流而不会败坏设备。这种防雷器也称之为雷电流�；て�(I级防雷器)，它们能够限度接地的金属设施和电源、信号线路之间由雷电引起的高电位差，将其限度在安全的领域之内。雷电流�；て鞯淖畛烈母鲂允牵阂勒�10/350μs脉冲波形测试，能够接受雷击电流。对风电机组来说，电源线路0A→1天堑处的防雷�；な窃�400/690V电源侧实现的。　　

　　在防雷�；で约昂笮览浊�，仅有能量较幼的脉冲电流存在，这类脉冲电流是由表部的感应过电压产生，或者是从系统内部产生的电涌。对于这一类脉冲电流的�；ど璞附凶鞯缬勘；て�(II级防雷器)。用8/20μs脉冲电流波形进行测试。从能量协调的角度来说，电涌�；て鞅匾爸迷诶椎缌鞅；て鞯南掠�。　　

　　从通流量上思考，例如一条电话线，在导线上的分雷电流应依照5%来预估，对于Ⅲ/Ⅳ级防雷�；は低�，就是5kA(10/350μs)。　　

　　7、结语　　

　　雷电能量极度巨大，雷击方式是复杂的，选取合理适当的防雷措施只能削减损失，只有更多新技术的突破和利用能力对雷电进行齐全防护并加以利用。风电系统防雷规划分析与探求，重要应试虑风电的接地系统设计，由于我国风电在各类地质地貌下都有涉及，针对分歧地质的风电接地系统能够分类设计，选取分歧的步骤达到接地电阻要求。

 

 

kf
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