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淺談風(fēng)力發(fā)電機組的雷電防護措施(圖)

2014-08-29 來源:中國風(fēng)電材料設(shè)備網(wǎng) 瀏覽數(shù):1375

摘要:隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展,兆瓦級大功率風(fēng)力發(fā)電機組已經(jīng)被越來越多的風(fēng)電場開發(fā)商使用。風(fēng)力發(fā)電機組的塔架高度、葉片長度隨著發(fā)電功率的不斷增加而增加,風(fēng)力發(fā)電機組通常安裝在比較空曠的地區(qū)或是沿海、海上環(huán)境,機組又屬于凸起的物體。根據(jù)雷電選擇特性,即“尖端放電”效應(yīng),機組在此類地區(qū)遭受雷擊的概率較高。

本文在參考了大量國內(nèi)外防雷標準、文獻的基礎(chǔ)上,并結(jié)合大量機組的實際防雷經(jīng)驗,整理并歸納了風(fēng)力發(fā)電機組有效的防雷措施。
  1. 建立風(fēng)力發(fā)電機組防雷系統(tǒng)的必要性
  目前,中國國內(nèi)的大部分風(fēng)電場分布于東北、華北和西北地區(qū)。近些年,隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的成熟和市場需求的增加,越來越多的南方風(fēng)電場已陸續(xù)建設(shè)起來。而且,南方地區(qū)的雷暴天氣明顯要多于北方地區(qū),給風(fēng)機制造商和風(fēng)電場建設(shè)方帶來極大的考驗。
  下圖為某機組遭雷擊損壞的實例。

  風(fēng)力發(fā)電機組相對城市普通建(構(gòu))筑物有不同的防雷特征,具體如下:
  ——風(fēng)力發(fā)電機組是比周圍物體要高大構(gòu)筑物。
  ——風(fēng)力發(fā)電機組常常安裝在非常容易受到雷擊的場地。
  ——風(fēng)力發(fā)電機組的許多暴露部件,如葉片和機艙罩往往由不能承受直擊雷的復(fù)合材料制成?!?br />   —— 葉片、輪轂、發(fā)電機與機艙是相對旋轉(zhuǎn)的,不利傳導(dǎo)雷電流。
  ——雷電流將通過風(fēng)力發(fā)電機組的金屬結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)到大地,因此,實際上大部分雷電流將流經(jīng)或靠近所有的機組部件。
  ——風(fēng)電場的土壤電阻率通常比較高,接地條件不好。
  ——風(fēng)力發(fā)電機組都設(shè)置在風(fēng)大的地區(qū),例如海岸、丘陵、山脊,而這些地區(qū)正是雷電多發(fā)區(qū)。通常風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)置在高于周圍地區(qū)的制高點,并且遠離其它高大物體,因此它更加能吸引雷電。此外,設(shè)置在丘陵和山脊的風(fēng)力發(fā)電機組的接地,這些地區(qū)的土壤導(dǎo)電性能相對較差。

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