山区风电场防雷接地系统探索分析

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1、山区风电场防雷接地系统探索分析[摘要]防雷接地工程的优劣，对人身和电气设备的安全有着重要的影响。本文主要从风电场防雷接地系统设计、施工，以及风电机组、电气系统、集电线路、通讯系统防雷的措施等几个方面，详细的阐述了如何有效降低雷电侵扰带来的伤害，减少因雷击造成的损失，保证风电场安全经济的运行。本文在此谈了谈自己的看法和观点，可供参考。[关键词]风力发电；山区风电场；防雷接地系统中图分类号：TM862文献标识码：B文章编号：1009-914X（2014）42-0123-01前言风电场往往地处海岛山顶、山脊的风口、高海拔山坡等容易遭受雷电影响的区域

2、，且兆瓦级机组塔架高度超过60m，桨叶长度40m左右（1.5MW机组），所以普遍高点达100m以上，物体遭受雷击的概率与物体的高度的平方成正比，故风电机组遭受雷击不可避免。一、风电场防雷接地系统设计与施工7对于整个风电场要想减少雷击事件的发生，降低雷击造成的损失，达到良好的防雷效果，做好防雷接地系统的设计和施工是前提条件也是最基本的要求。风电场如果没有良好的防雷接地系统，雷击电流无法迅速传导于大地，采取所有的防雷措施都无济于事。因此做好风电场防雷接地系统的设计和施工是非常重要的。1、风电场防雷接地系统的设计（1）风机基础和箱变配电设备防雷接地

3、系统设计。风机基础和箱变配电设备接地系统设计要根据风电场所处的地理位置、土壤特征、雷击自然灾害发生的频率等条件，参照行业规范的要求进行设计。风电机组的接地既是防雷接地，也是设备保护接地、工作接地、防静电接地。风机基础是风电机组重要的自然接地体，风电机组的接地铜引线穿过基础时应与风机基础内的钢筋有效连接，同时与箱变接地连为一体。当风电机组的接地电阻不能达到标准要求时，应敷设人工接地网，人工接地网由厚度不小于4mm、埋地深度不小于0.8m的扁铁组成，人工接地网通常为以风机基础中心为圆心的同心圆方式布局。风电场内所有的风机机位的接地电阻应符合阻值≤

4、4Ω的要求。（2）风电场升压站防雷接地系统设计风电场升压站防雷接地网设计要遵循如下原则7：尽量采用建筑物地基的钢筋和自然金属接地物统一连接来作为接地网；尽量以自然接地物为基础，人工接地体为补充，外形尽可能采用闭合环形；采用统一接地网，用一点接地的方式接地。当接地装置的接地电阻值不符合公式要求时，可通过技术经济比较，适当放宽接地电阻值，但阻值不得大于4Ω，并且要符合我国的相关标准要求。（3）风电场集电线路防雷接地系统设计风电场内集电线路防雷接地系统设计要符合DL/T620-《交流电气装置的过压保护和绝缘配合》的要求。线路杆塔防雷接地系统的电阻值

5、，通常情况下要满足R≤30Ω。2、风电场防雷接地系统的施工防雷接地系统施工要求。风机基础的防雷接地系统地埋接地避雷带应为50×4mm的热镀锌扁铁，扁铁要按照以风机基础中心为圆心的同心圆进行敷设。风机接地铜引线与避雷带要焊接相连，连接点应不少于3处。施工流程一般为：施工准备→开挖接地沟槽→敷设接地扁铁→安装接地装置→焊接避雷线→焊接接地网→对焊点进行防腐处理→铺撒降阻剂→回填压实接地沟槽→测试接地电阻值。防雷接地网所有焊接处的焊缝应饱满，并能够承受足够的机械强度，不得有夹渣、咬肉、裂纹、虚焊、气孔等缺陷，焊接处的焊渣应清除干净，并刷沥青进行防腐

6、处理。二、风电机组防雷保护7风电机组防雷系统，包括叶片防雷、避雷针、轮毂与机架连接、齿轮箱与发电机绝缘、齿轮箱与机架绝缘、发电机与机架绝缘、各电气设备的接地、控制柜的屏蔽、电气线路加装电涌保护器和接地系统等。根据防雷标准分区，叶片、机舱的外部设备这些部位是遭受直击雷或不遭受直击雷但电磁场没有衰减的部位；机舱内、塔架内的设备包括发电机、主轴承与齿轮箱等内部部件；塔架内电气柜中的设备，特别是屏蔽较好的弱电部分。针对不同防雷区域采取专项设计，主要包括雷电接收器和接地系统、过电压保护和等电位连接等措施进行防护。桨叶为风电机组垂直高度最高的部件，是雷电

7、袭击的首要目标，同时叶片又是风电机组中昂贵的部件，因此叶片的防雷保护至关重要。叶片雷电保护系统设计思路为将雷击电流从雷击点安全地传导到轮毂，通过轮毂和塔架的等电位连接将雷电泄流至大地，避免雷击电弧在叶片内部的形成，导致叶片损坏。在叶片根部上安装雷击感应器（在叶片内部），记录雷击历史和保存最大雷击电流等信息。在实际应用中，可以通过两种方法来实现，一是在叶片尖部和中部各安装一个接闪器，接闪器通过不锈钢接头（避免电化学腐蚀）连接到叶片内部的铜导体，将雷电流从叶尖引到叶根法兰，雷电接闪器和下引导体的铜导体截面积不小于50mm2（8mm直径）；7二是在

8、叶片表面材料上增加一层导电材料，这样使得叶片有充足的导电能力，安全地把雷电流传导到叶片的根部。位于机舱背部顶端的风速风向仪、信号灯及其支撑结构很容易因雷电而破坏，在