风力发电防雷方案
风电场防雷技术要点及应对措施
风电场防雷技术要点及应对措施因为雷电放电具有明显的随机性和强大的破坏力，构建风电场防雷接地体系的核心思想，是通过采取合理有效的防雷硬件设施，辅以事故快速处理，减少设备损坏及停电损失。
一、风电场防雷要素（一）地网电阻1、影响地网电阻的因素接地的介质主要有土壤、混凝土和水三种，最常用的接地是将作为接地极的导体置于土壤中，与土壤紧密接触，所以土壤电阻率对于作为接地的主要指标之一，对接地电阻影响很大。
有的接地系统利用基础内的钢筋或在基础内设置接地极，此时混凝上的电阻率主要影响接地电阻值。
个别接地系统因为土壤电阻率很高，必须利用水源，将接地极置于水中。
决定接地电阻的主要因素是土壤电阻。
土壤电阻的大小一般以土壤电阻率来表示。
土壤电阻率是以边长为10mm的正立方体的土壤电阻来表示。
土壤电阻率根据土壤性质、含水量、温度、化学成分、物理性质等情况而有所变化。
因此在设计时要根据地质情况，并考虑到季节影响，选取其中最大值作为设计依据。
影响土壤电阻率的主要因素有下列几个：1）土壤性质土壤性质对土壤电阻率影响最大。
不同性质的土壤，其电阻率甚至相差几千到几万倍。
如沙土、岩石等。
2）含水量含水量对电阻率也有很大影响。
绝对干燥的土壤电阻率可以认为接近无穷大。
含水量增加到15％左右时，土壤电阻率显着降低；如继续增加水分直到75％左右时，电阻率改变很小；当含水量超过75％时，土壤电阻率反而增加。
含水量对土壤电阻率的影响，不仅随土壤种类不同而有所不同，而且与所含的水质也有关系。
例如在电阻率较低的土壤中，加上比较纯洁的水，反而增加电阻率．因此在采用加水改良土壤时，也要注意这一点。
3）温度当土壤温度在0℃及以下时，由于其中水分结冰，土壤冻结，电阻率突然增加，因此一般都将接地极放在冻土层以下，以避免产生很高的流散电阻。
温度自0℃继续上升时，由于其中溶解盐的作用，电阻率逐渐减小，温度到达100℃时，由于土壤中水分蒸发，电阻率又增高。
4）化学成分当土壤中含有盐、酸、碱成分时，电阻率会显着下降。
风力发电机的防雷解决方案
风力发电机的防雷解决方案(2009-03-02 00:00:54)标签：风机防雷教育分类：行业相关风能是当前技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生洁净能源。
风能发电为人与自然和谐发展提供了基础。
由于风力发电机组是在自然环境下工作，不可避免的会受到自然灾害的影响。
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，相对的也增加了被雷击的风险，雷击成了自然界中对风力发电机组安全运行危害最大的一种灾害。
雷电释放的巨大能量会造成风力发电机组叶片损坏、发电机绝缘击穿、控制元器件烧毁等。
我国沿海地区地形复杂，雷暴日较多，应充分重视雷击给风力风电机组和运行人员带来的巨大威胁。
例如，红海湾风电场建成投产至今发生了多次雷击事件，据统计，叶片被击中率达4%，其他通讯电器元件被击中率更高达20%。
为了降低自然灾害带来的损失，必须充分了解它，并做出有针对性的防范措施。
风机的防雷是一个综合性的防雷工程，防雷设计的到位与否，直接关系到风机在雷雨天气时能否正常工作，并且确保风机内的各种设备不受损害等。
一、直击雷防护该风机主体高度约80米，叶片长度约40米，即风机最高点高度约为120米，且大多数风力发电机位于空旷地带，较孤立。
风机的高度加上所处特殊的环境，造成风力发电机在雷雨天气时极易遭受直击雷。
国际电工委员会对防雷过电压保护的防护区域划分为：LPZ0 区（LPZ0A、LPZ0B），LPZ1 区，LPZ2 区。
在金属塔架接地良好的情况下，叶片、机舱的外部（包括机舱）、塔架外部（包括塔架）、箱式变压器应属于LPZ0 区，这些部位是遭受直击雷（绕雷）或不遭受直击雷但电磁场没有衰减的部位。
机舱内、塔架内的设备应属于 LPZ1 区，这其中包括电缆、发电机、齿轮箱等。
塔架内电气柜中的设备，特别是屏蔽较好的弱电部分应属于 LPZ2。
对与现有风力发电机的 LPZ0 区防雷过电压保护装置进行分析后，在LPZ0 区内，直击雷的防护在没有技术突破的前提下仍然沿用传统的富兰克林避雷方法：利用自身的高度使雷云下的电场发生畸变，从而将雷电吸引，以自身代替被保护物受雷击，以达到保护避雷的目。
风力发电站雷击应急预案
风力发电站雷击应急预案一、背景随着清洁能源的重要性日益凸显，风力发电逐渐成为可再生能源的重要组成部分。
然而，由于风力发电站通常位于高海拔或者开阔地带，雷击事故成为制约风力发电站安全运行的主要因素之一。
为了应对雷击事故，保障风力发电站和工作人员的安全，制定一套雷击应急预案势在必行。
二、预案编制目的风力发电站雷击应急预案的目的在于：1. 确保风力发电站的设备和设施能够有效抵御雷击，并降低损坏风险；2. 防止雷击事故对工作人员人身安全造成威胁；3. 提高风力发电站的应急处置能力，降低事故发生后的损失和影响。
三、风力发电站雷击应急预案内容1. 预案组织机构（1）预案指挥部：由风力发电站总经理担任指挥部长，负责全面指挥、协调应急工作；（2）应急处置组：由风力发电站相关部门的负责人组成，负责实施应急处置工作；（3）信息通报组：负责对外发布风力发电站的最新情况和应急措施；（4）支持保障组：负责提供应急物资、设备支持和后勤保障。
2. 预案应急响应级别和预警信号（1）应急响应级别：根据雷电灾害等级划分，设定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个级别，分别对应三种不同的预案响应流程和措施；（2）预警信号：包括雷电预警信号和风力发电站停运信号，通过各种通讯方式及时发布，提醒相关人员注意。
3. 风力发电站设备防雷措施（1）建立可靠的接地系统，确保雷电能够迅速泄放；（2）风力发电机塔身和叶片表面采用导电涂层，降低雷击概率；（3）安装雷电感应器，及时预警雷电的接近；（4）设置避雷针和避雷网，将雷击流导入地下。
4. 人员防护和疏散（1）风力发电站应当设置使用避雷设施的人员通道，并指定专人负责引导人员疏散；（2）设立安全避难点，尽量减少人员在雷电天气下的暴露风险；（3）人员必须佩戴防雷器材，包括避雷针帽、防静电鞋等。
5. 应急处置流程（1）应急响应：根据雷电灾害等级，启动相应的预案响应级别，并通知各相关部门和人员；（2）现场检查：由应急处置组成员组成检查小组，对风力发电站设备进行全面检查；（3）紧急维修：若发现设备损坏，应尽快启动维修流程，确保设备能够迅速恢复运行；（4）人员疏散：根据具体情况，及时指导人员有序疏散至安全地点；（5）损失评估：事故发生后，进行损失评估和记录，为后续事后处理提供参考依据。
风力发电系统防雷设计研究
风力发电系统防雷设计研究风力发电系统是一种利用风能转化为电能的装置，具有可再生、清洁、环保等优点，正逐渐成为全球能源结构调整的重要部分。
由于风力发电系统通常建在高处，暴雨、雷电等天气现象容易导致系统遭受雷击，引发安全隐患和设备损坏。
对风力发电系统进行防雷设计是非常重要的。
一、风力发电系统的防雷设计原则：1.系统的安全可靠性是最重要的考虑因素。
2.尽可能减小风力发电系统的雷击危害。
3.遵循国家相关防雷标准，确保系统的合规性。
二、风力发电系统的防雷设计内容：1.系统常规防雷保护措施：（1）系统接地设计：风力发电机组、输电线路和绝缘线设计良好的接地系统，可有效地降低雷击危害。
（2）引雷器：在风力发电系统中设置引雷器，将雷电引入地下或者避免直接击中关键设备，减少雷击对设备的损害。
（3）避雷针：在发电塔上安装避雷针，防止塔上人员遭受雷击伤害。
（4）金属防护：使用避雷针、金属网等材料对设备进行金属防护，形成电磁屏蔽，防止雷击对设备造成直接伤害。
2.高频保护系统设计：（1）设置防雷川流式闭合环节，对外部大气环境中的雷击脉冲进行拦截、吸收和消散，保护风力发电系统的高频设备。
（2）通过使用避雷器、稳压器等设备，对高频电路进行保护，防止雷击冲击对设备电路产生干扰和破坏。
3.系统的过电压保护设计：（1）使用过电压保护器对系统进行过电压保护，及时将过电压释放到地下或外部大气环境中，防止过电压对系统设备产生危害。
（2）设置过电压保护器的位置、数量和规格应根据系统的整体特点进行选择，确保可靠性和合理性。
4.系统的电气接地设计：（1）风力发电机组和输电线路的接地设计应符合相关防雷标准，确保接地电阻小于设计要求。
（2）通过设置接地体，提高接地效果，减小系统感应电阻，保护系统的安全运行。
5.系统的维护和监控：定期对风力发电系统进行维护和检测，确保系统设备的正常运行，及时处理可能存在的安全隐患。
总结：风力发电系统的防雷设计是保护系统设备和人员安全的重要环节。
风电避雷工程施工方案设计
随着风电行业的快速发展，风电项目遍布全国各地，其中避雷工程是风电项目安全运行的重要保障。
为保障风电场设备安全，降低雷击事故发生率，特制定本风电避雷工程施工方案。
二、工程概况1. 工程地点：某风电场2. 工程规模：风电场内共计安装100台风机，其中避雷针100根，接地网100套，避雷器100套。
三、施工方案设计1. 施工组织机构（1）项目经理：负责全面管理项目，确保工程进度、质量和安全；（2）技术负责人：负责技术指导和施工方案实施；（3）施工队长：负责施工队伍的管理和现场施工；（4）安全员：负责现场安全监督和事故处理。
2. 施工工艺（1）避雷针安装：根据设计要求，在风机塔筒上安装避雷针，确保避雷针与塔筒连接牢固；（2）接地网铺设：在风电场内铺设接地网，确保接地网与避雷针连接，形成良好的接地系统；（3）避雷器安装：在风机附近安装避雷器，确保避雷器与接地网连接，提高雷击防护能力。
3. 施工步骤（1）现场勘查：对风电场进行现场勘查，了解地形、地质、气候等条件，为施工提供依据；（2）材料准备：根据设计要求，准备避雷针、接地网、避雷器等材料；（3）施工准备：组织施工队伍，进行技术交底和安全教育；（4）避雷针安装：按照设计要求，在风机塔筒上安装避雷针，确保连接牢固；（5）接地网铺设：按照设计要求，在风电场内铺设接地网，确保与避雷针连接；（6）避雷器安装：按照设计要求，在风机附近安装避雷器，确保与接地网连接；（7）施工验收：对施工质量进行检查，确保符合设计要求。
四、施工质量控制1. 材料质量：严格按照设计要求，选用合格的材料；2. 施工质量：严格按照施工工艺进行施工，确保工程质量；3. 检查验收：对施工质量进行检查，确保符合设计要求。
五、施工安全措施1. 施工现场安全防护：设置安全警示标志，加强安全防护措施；2. 施工人员安全培训：对施工人员进行安全培训，提高安全意识；3. 施工现场安全监督：加强施工现场安全监督，及时发现和处理安全隐患。
风力发电防雷接地施工方案
风力发电防雷接地施工方案1. 引言风力发电作为一种可再生的清洁能源，受到越来越多的关注和应用。
然而，在风力发电场建设过程中，由于风力发电机组的高度和立体结构，以及所处环境的复杂性，雷击是一个常见问题。
为了保护风力发电机组和相关设备不受雷击的影响，需采取合适的防雷接地施工方案。
本文将介绍一种风力发电防雷接地施工方案，以确保风力发电场的设备和人员的安全。
该方案主要包括以下几个方面：选择合适的接地材料、接地设计、接地电阻测试、施工要点等。
2. 接地材料选择接地材料的选择是防雷接地施工的基础，需要考虑材料的导电性能、耐腐蚀性能和耐久性等因素。
常用的接地材料包括铜、镀锌铁、铝等。
在风力发电场的防雷接地中，一般选择铜作为接地材料，因为铜具有导电性能好、抗腐蚀性能强的特点，适用于各种复杂环境。
3. 接地设计风力发电场的防雷接地设计需要考虑到多种因素，包括地质条件、设备排布、雷电活动频率等。
首先，需要确认接地点的选取。
接地点应选择在地势最低的位置，以确保雷电击中后电流能顺利通过地下传导，减少对设备的影响。
其次，需要合理布置接地装置。
根据设备排布和雷电活动频率，合理安排接地装置，使其能够覆盖整个风力发电场，并确保有效接地。
最后，需要合理规划接地导线的走向和长度。
接地导线应尽量短，减少电阻，提高接地效果。
同时，接地导线的走向也应尽量避免与其他电缆和设备产生干扰。
4. 接地电阻测试接地电阻是评估接地效果的重要指标，需要进行定期测试和检查。
常用的接地电阻测试方法包括三线法和四线法。
其中，三线法适用于小型接地，四线法适用于大型接地。
测试结果可以通过比较测试前后的接地电阻值，来评估接地的有效性。
在测试过程中，需要确保接地导线与测试仪器的连接良好，并排除其他因素对测试结果的干扰。
测试结果应记录并保存，以备后续参考和对比。
5. 施工要点在风力发电防雷接地施工过程中，需要注意以下几个要点：•施工前需进行详细的方案设计和风险评估，确保施工过程的安全性。
风机叶片防雷方案
风机叶片防雷方案一、引言风机叶片是风力发电系统中非常重要的组成部分，其主要功能是将风的动能转化为机械能，推动发电机转子产生电能。
然而，在雷电活动频繁的地区，风机叶片容易成为雷击的目标，造成严重的损坏甚至破坏整个风机系统。
因此，采取一系列的防雷措施对于确保风机叶片的安全运行至关重要。
二、风机叶片防雷方案1. 金属导电材料覆盖在风机叶片表面覆盖一层金属导电材料，如铝板或铜板，可以有效地分散雷电的能量。
这样一来，当雷电击中风机叶片时，金属导电材料能够迅速将雷电能量传导到地面，减小雷击对风机叶片的损害。
2. 接地系统建立良好的接地系统是防雷的重要措施之一。
通过将风机叶片与地面建立良好的导电连接，可以将雷电能量迅速地引导到地面，保护风机叶片免受雷击的破坏。
为了确保接地系统的效果，需要定期对接地系统进行检测和维护，确保接地电阻符合要求。
3. 轴向封闭设计采用轴向封闭设计可以有效地减少雷电击中风机叶片的可能性。
轴向封闭设计是指在风机叶片的轴向方向上设置避雷装置，将雷电能量引导到地面，避免雷电直接击中叶片表面，从而减小雷击对叶片的影响。
4. 导电涂层在风机叶片表面涂覆一层导电涂层，可以增加风机叶片的导电性能，进一步分散雷电能量。
导电涂层通常采用导电聚合物或导电涂料制成，能够有效地吸收和分散雷电能量，保护风机叶片不受雷击的损害。
5. 避雷针在风机叶片的高处设置避雷针，可以有效地吸引雷电，保护风机叶片免受雷击的破坏。
避雷针通常采用尖锐的金属材料制成，能够在雷电来临时迅速释放电荷，将雷电引导到地面，减小雷击对风机叶片的影响。
6. 雷电监测系统安装雷电监测系统可以实时监测风机叶片周围的雷电活动情况，及时预警并采取相应的防护措施。
雷电监测系统通常由雷达、传感器和监测设备组成，能够准确地监测雷电的强度、距离和方向，为风机叶片的防雷提供有效的数据支持。
7. 定期检查和维护定期对风机叶片进行检查和维护是确保其防雷效果的重要环节。
风力发电场防雷接地施工方案的设计与实践
风力发电场防雷接地施工方案的设计与实践一、引言风力发电场是当今绿色能源发展的重要组成部分，而在发电场的建设过程中，必须考虑到防雷问题。
本文将介绍风力发电场防雷接地施工方案的设计与实践，以确保发电设备的安全和稳定运行。
二、风力发电场防雷接地施工方案设计1. 风力发电场的特点风力发电场分布广泛且高度暴露，容易受到雷击的影响。
因此，防雷接地施工方案设计必须考虑到风力发电场的特点，包括地形、气候等因素。
2. 地面接地设计地面接地是防雷接地施工方案的关键部分。
在设计中应考虑地下土壤的电阻率、风力发电机组的功率等因素，以确保接地系统具有足够的导电性能。
3. 避雷针设计风力发电场通常需要安装避雷针，以吸引雷电击中。
在设计中，应考虑到风力发电场的高度和外形，合理确定避雷针的位置和数量。
4. 绝缘设计在设计防雷接地方案时，还需考虑到设备的绝缘设计。
通过合理的接地设计，可以减少雷击对设备的影响，确保风力发电机组的安全运行。
三、风力发电场防雷接地施工方案实践1. 施工材料的选择在实际施工过程中，应选择高质量的导电材料，包括铜材、铝材等，以确保接地系统的导电性能。
2. 施工操作规范施工操作必须符合相关的规范和标准，确保施工过程中的安全性。
施工人员应经过专业培训，并持有相关资质证书。
3. 施工现场管理在风力发电场的防雷接地施工过程中，应加强现场管理，确保施工进度、安全和质量。
定期检查施工设备和材料的质量，及时处理施工中的问题和隐患。
4. 施工后的测试与维护在防雷接地施工完成后，应进行必要的测试，以验证接地系统的有效性。
并制定相应的维护计划，定期检查和保养接地系统，确保其长期有效。
四、结论风力发电场防雷接地施工方案的设计与实践是保障发电设备安全运行的关键。
通过合理的施工方案设计，选择优质的材料，规范的施工操作和有效的维护，可以提高风力发电场的抗雷能力，保障设备的安全性和稳定性。
在未来的发展中，应进一步加强对风力发电场防雷技术的研究和改进，不断提高防雷接地施工方案的效果，为风力发电行业的可持续发展做出贡献。
风力发电防雷方案
风力发电防雷方案一、概述风能是当前技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生洁净能源。
风能发电为人与自然和谐发展提供了基础。
由于风力发电机组是在自然环境下工作，不可避免的会受到自然灾害的影响。
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，风机的高度和安装位置决定了它是雷击的首选通道，而且风机内部集中了大量敏感的电气、电子设备，一次雷击带来的损坏将是非常大的。
因此，必须为风机内的电气、电子设备安装完整的防雷保护系统。
通过安装防雷保护装置，设备得到了保护，维护和维修费用降低，并且可以提高设备正常工作的时间。
从效率方面考虑，应该从风电机组的设计阶段就考虑其防雷保护的问题，这样就可以避免日后的昂贵的维修费用和改造工程。
只有可靠工作的设备才能让投资尽快收回。
也只有如此，才能让更多的潜在投资者接受这一系统。
二、设计依据标准1、Germanischer Lioyd;Vorschriften und Richtlinien,Kapitel IV:Nichtmaritime Technik,Abschnitt1:Richtlinie fur die Zertifizierung von Windeenergieanlagen《GL指导文件IV-1风力发电系统》2、IEC61400-24 Wind turbine generator systems-Part 24:Lightning protection《IEC61400-24 风力发电系统防雷保护》3、IEC62305 Protection against lightning《IEC62305 雷电防护》《GL指导文件》是风机安装、测试和认证的标准，该标准也包含了对风机雷电防护的具体要求，是风机防雷保护的基础性文件。
《IEC61400-24》定义和描述了风机防雷保护装置及其应用。
《IEC62305》具体规定了防雷保护装置的性能指标。
风力发电机组防雷措施
风力发电机组防雷措施引言：风力发电是一种可再生能源形式，被广泛应用于现代能源领域。
然而，由于风力发电机组的高度和外露设备，其易受雷击的风险较高。
因此，采取合适的防雷措施对于保护风力发电机组的安全运行至关重要。
本文将详细介绍风力发电机组的防雷措施。
一、风力发电机组雷电灾害的危害雷电灾害对风力发电机组的危害主要体现在以下几个方面：1. 直接打击：雷电直接击中风力发电机组的叶片、塔架等部件，造成严重损坏。
2. 感应效应：雷电产生的电磁场会感应在风力发电机组内部的电缆和设备上，导致设备烧毁。
3. 浪涌效应：雷电产生的浪涌电流会通过电缆进入风力发电机组内部，对设备产生瞬态过电压，损坏电子元器件。
4. 地电位效应：雷电击中地面会产生地电位效应，进而通过地线进入风力发电机组系统，对设备造成损害。
二、风力发电机组防雷措施为了减少雷电灾害对风力发电机组的影响，需要采取以下防雷措施：1. 雷电监测系统安装雷电监测系统可以及时监测雷电活动，根据监测结果采取相应的防护措施。
雷电监测系统可以通过测量电场和磁场强度，以及监测雷电频次和雷暴活动距离等参数，实现对雷电活动的实时监测和预测。
2. 避雷针系统在风力发电机组的塔顶和叶片上安装避雷针系统，可以有效地引导雷电击中。
避雷针系统一般由导线、导线支架和接地装置组成，通过将雷电引导到接地装置上，减少雷电对风力发电机组的直接打击。
3. 接地系统良好的接地系统是防止雷电灾害的重要手段。
风力发电机组的各个部件（包括塔架、叶片、发电机、变压器等）都需要进行接地处理，以保证雷电通过接地系统安全地流入地下。
4. 防雷装置在风力发电机组的电气系统中安装合适的防雷装置，可以有效地降低雷电对设备的影响。
常见的防雷装置包括避雷器、浪涌保护器、瞬态电压抑制器等，它们能够吸收或抑制雷电产生的过电压，保护设备免受损坏。
5. 电磁屏蔽风力发电机组的电缆和设备应采用合适的电磁屏蔽措施，减少雷电感应效应对设备的影响。
风电防雷应急预案范文
风电防雷应急预案范文一、背景介绍在风电发电过程中，雷击是一种不可忽视的自然灾害。
由于风电设备通常位于开放的高处，雷击事件可能对设备造成严重的损坏，甚至引发火灾和人身伤亡。
为了保障人员的安全和风电设备的正常运行，建立一套科学完善的防雷应急预案是非常必要的。
二、风电防雷应急预案2.1 防雷设施的建设在风电场选址之初，应根据地理气候条件和雷电活动频率，合理布置防雷设施。
包括但不限于：•安装避雷针或避雷网：将避雷针或避雷网安装在风电机组附近，提供一个较好的雷电放电通道，降低机组遭受雷击的可能性。
•避雷接地系统：建立可靠的接地系统，确保雷击时电流能够通过接地系统迅速地释放到地面。
•设备绝缘：通过合适的绝缘材料和绝缘工艺，防止雷电对设备产生直接影响。
2.2 监控系统的建设在风电场中建立科学的监控系统，对雷击事件进行实时监测和报警。
监控系统包括但不限于：•雷电传感器：利用雷电传感器对风电场内外的雷电活动进行监测，及时发现雷电活动并触发警报。
•监控中心：设立专门的监控中心，实时监测雷击事件，及时采取应对措施。
•报警系统：建立有效的报警系统，确保风电场工作人员能够迅速收到报警信息，在雷击事件发生时做出相应的应急处理。
2.3 人员培训和演练为了提高风电场工作人员对雷击事件的应对能力，以及防雷设施的维护和管理能力，应定期组织专项培训和演练。
培训和演练内容包括但不限于：•雷电知识普及：向工作人员介绍雷电的基本知识、危害和防护措施，提高他们的防雷意识。
•防雷设备操作演练：对工作人员进行实际操作演练，使他们熟悉防雷设备的使用方法和应急操作流程。
•应急处置演练：模拟雷击事件，组织工作人员进行应急处置演练，提高其应对突发情况的能力。
2.4 应急预案的建立和落实制定科学完善的风电防雷应急预案，并按计划进行定期演练和修订。
应急预案包括但不限于：•紧急疏散和救援措施：制定疏散和救援方案，确保风电场工作人员在雷击事件发生时能够安全撤离。
风电防雷方案
风电防雷方案引言风力发电作为一种可再生能源的代表，已经得到了广泛的应用和推广。
然而，在风电发电过程中，往往会遇到雷电活动带来的不利影响，因此，设计一套有效的风电防雷方案是至关重要的。
本文将介绍一种基于现有技术的风电防雷方案，以降低风电场遭受雷击的风险，保障风力发电系统的安全运行。
防雷原理风电防雷方案的基本原理是通过合理的设计和配置，将雷电的能量引导到地下，使其远离风力发电设备和附属设施，从而保护风电设备免受雷击伤害。
主要的防雷设施包括避雷针和接地装置。
避雷针用于吸引和接收雷电，而接地装置则用于将雷电流导入地下，避免流入风力发电设备。
避雷针设计避雷针是一种能够吸引雷电的装置，其设计应符合以下要求： - 高度：避雷针的高度应足够高，以充分吸引雷电。
- 强度：避雷针应具备足够的强度，能够承受雷电的冲击和高风速的挑战。
- 安装位置：避雷针应安装在风力发电设备附近的高处，例如塔架顶部。
接地装置设计接地装置的设计应考虑以下因素： - 材料选择：接地装置需要选择具有良好导电性的材料，例如铜或铜合金。
- 电阻：接地装置的电阻应尽可能小，以确保雷电能够快速地被导入地下。
- 耐腐蚀性：接地装置应具备良好的耐腐蚀性，以保证其长时间的使用寿命。
- 套管：接地装置通常会采用套管保护，以提高其结构强度。
方案实施在实施风电防雷方案时，以下步骤是必不可少的： 1. 选址评估：在选址评估过程中，需要考虑当地的雷电活动频率、地形条件等因素，并合理选择风电场的建设地点。
2. 设计和安装：根据选址评估结果和风电场的实际情况，设计合理的避雷针和接地装置方案，并进行安装。
3. 巡检和维护：定期巡检避雷针和接地装置的状态，并及时进行维护和修复。
4. 培训和宣传：为风电场员工提供相关的风电防雷知识和培训，增加其对防雷措施的认知和意识。
风电防雷方案的效果评估为了评估风电防雷方案的效果，可以从以下几个方面进行考察： - 雷击次数：比较安装了防雷设施的风电场和没有安装防雷设施的风电场的雷击次数，以评估防雷方案的有效性。
风力发电机组的综合防雷技术措施研究
风力发电机组的综合防雷技术措施研究风力发电机组是一种利用风能转换为电能的设备，是清洁能源的代表之一。
由于其工作环境特殊，长期处于高空、开阔的地区，加上通常所处的区域会有雷电活动，风力发电机组容易受到雷击，造成设备损坏、停机维修等问题。
针对风力发电机组的综合防雷技术措施的研究显得尤为重要。
一、风力发电机组的雷击风险分析1. 风力发电机组工作环境特殊，通常设于高空、开阔的地区，易受雷击影响。
2. 风力发电机组多为金属结构，对雷击的感应和传导作用较强。
3. 风力发电机组损坏将导致停机维修，严重影响发电效率和设备寿命。
1. 地面防雷系统（1）建立完善的地面防雷系统，通过铜排或钢杆将雷电传导至地面，减轻对设备的影响。
（2）在风力发电机组周围设置避雷带，将雷电感应到的电荷引导至大地，避免设备直接受到雷击。
2. 绝缘保护措施（1）在风力发电机组关键部位设置绝缘保护装置，防止雷击电流直接传导至设备内部。
（2）采用高压绝缘技术，增强设备的绝缘能力，减少雷击对设备的影响。
3. 避雷装置（1）在风力发电机组顶部设置避雷装置，将雷电感应到的电荷释放至大气中，减轻对设备的影响。
（2）选择符合国家标准的避雷装置，确保其稳定可靠，有效避免雷击对设备造成损害。
4. 线路保护措施（1）设计合理的风力发电机组线路布置，减少线路受雷击的可能性。
（2）采用优质的线路材料，提高线路的抗雷击能力，避免雷击对线路的影响。
5. 防雷材料应用（1）采用具有良好的防雷性能的材料，如金属氧化物避雷器材料、聚合物防雷材料等，加强设备的防雷能力。
（2）对设备表面进行特殊涂层处理，提高设备的防雷能力和耐候性。
1. 提高设备的稳定性和可靠性，减少因雷击而导致的设备损坏和停机维修，保障风力发电机组的正常运行。
2. 减少维修次数和维修成本，延长设备寿命，降低风力发电成本。
3. 提升风力发电机组的抗雷击能力，保障设备和人员的安全。
风力发电机组的综合防雷技术措施的研究对于保障风力发电设备的正常运行和持续发电具有重要意义。
风力发电站防雷设计
风力发电站防雷设计一、防雷概述雷击防护的基本原理雷击防护：就是通过合理、有效的手段将雷电流的能量尽可能的引入到大地，是疏导，而不是堵雷或消雷。
正常采用的方法是采用提前放电避雷针或避雷针塔防护。
避雷针（或避雷带、避雷网、避雷针塔）、引下线和智能接地系统构成外部防雷系统，主要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安全事故；完整的防雷还包括内部防雷系统则是防止雷电和其它形式的过电压侵入设备中造成损坏，这是外部防雷系统无法保证的，为了实现内部避雷，需对建筑物进出各保护区的电缆、金属管道等安装过电压保护器进行保护并良好接地。
A、多级分级（类）保护原则：即根据电气、微电子设备的不同功能及不同受保护程序和所属保护层确定防护要点作分类保护；根据雷电和操作瞬间过电压危害的可能通道从电源线到数据通信线路都应做多级层保护。
B、外部无源保护：在0级保护区即外部作无源保护，主要有提前放电避雷针（网、线、带）和接地装置（接地线、地极）。
保护原理：当雷云放电接近地面时，它使地面电场发生畸变。
在避雷针（线）顶部，形成局部电场强度畸变，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针（线）放电，再通过接地引下线，接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物免受雷击。
这是人们长期实践证明的有效的防直击雷的方法。
然而，以往一般认为用避雷针架空得越高越好（一般只按45度角考虑），且使用被动放电式避雷针，其反应速度差，保护的范围小以及导通量小。
根据现代化发展的要求，避雷针应选择提前放电主动式的防雷装置，并且应该从30度、45度、60度等不同角度考虑，安装，以做到对各种雷击的防护，增大保护范围以及增加导通量。
建筑物的所有外露金属构件（管道），都应与防雷网（带，线）良好连接。
风能是当前技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生洁净能源。
风能发电为人与自然和谐发展提供了基础。
由于风力发电机组是在自然环境下工作，不可避免的会受到自然灾害的影响。
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，相对的也增加了被雷击的风险，雷击成了自然界中对风力发电机组安全运行危害最大的一种灾害，并且雷击对风电机组造成的危害主要有直击雷、感应雷、雷电波侵入、地电位反击等形式。
风电工程防雷接地设计实例
风电工程防雷接地设计实例随着清洁能源的推广和使用，风电工程作为一种重要的可再生能源装置得到了广泛的应用和发展。
然而，在风电工程的建设和运营过程中，雷击是一种常见的自然灾害，对设备和人员产生巨大的威胁。
因此，风电工程的防雷接地设计显得尤为重要。
下面以一个风电工程项目为例，详细介绍其防雷接地设计。
该风电工程项目位于山区，占地面积较大，可容纳多个大型风力发电机组。
项目设计总功率为120MW，每个风力发电机组的容量为2MW。
根据当地的气象数据和设备特性，设计需满足以下防雷接地设计要求：1.保证风电工程各个设备的安全运行，抵御雷击对设备的直接打击和感应效应；2.确保风电工程人员的人身安全；3.减少雷击对周边环境的影响，防止火灾和其他次生灾害的发生。
基于以上要求，该项目的防雷接地设计分为以下几个步骤：1.确定主要设备的防雷接地方案：风力发电机组、变电站等重要设备需要一套独立的防雷接地系统。
采用垂直接地和水平接地相结合的方式，确保设备能够迅速将雷击电流导入地下，并有效地分散雷击能量。
同时，在设备周围布置防雷地网，增加接地面积，提高接地效果。
2.设计风电机组的防雷接地系统：风力发电机组通常由塔身和发电机组成。
塔身可以起到防雷作用，因为其高度可提供更好的侵入角度，缓冲雷电对风机的直接影响。
发电机组内部需要设计良好的接地系统，确保雷电电流能够迅速地流入地下。
3.设计变电站的防雷接地系统：变电站是风力发电工程的重要环节，需要采取有效的防雷接地措施。
在设计过程中，应遵循规范和标准，确保变电站内部设备的接地电阻小于规定值。
同时，设计接地涉及的体形和电位等指标，以满足电磁兼容要求。
4.布置雷击预警系统：在风电工程项目周边布置雷击预警系统，及时监测雷电活动，并通过声音警报和移动设备提醒工作人员注意。
这样可以在雷电活动开始前更早地采取相应的应对措施，确保人身安全。
5.定期检验和维护：风电工程的防雷接地系统需要定期检验，确保其正常运行和有效地防止雷击。
风力发电机雷电防护
风力发电机雷电防护区域 的划分
LPZ 1 可选择SPD保护设备，存在电涌破坏的危险，电磁场由于 可选择SPD保护设备，存在电涌破坏的危险，电磁场由于 屏蔽作用已经减弱。 这类区域包括：轮毂内部；机舱电控柜内部；发电机接线 盒内部；照明系统；机舱与塔筒的线缆；塔筒内部；箱式 变电站内部； LPZ 2…n 电涌破坏进一步减弱，电磁破坏影响更小 2… 这类区域包括：变桨控制箱内部；塔基控制柜内部；箱式 变电站开关柜内部；
图（8 图（8）机架接地点示意图
等电位连接
机舱柜 门和侧板使用6mm 门和侧板使用6mm2的电缆进行跨接。 控制柜带有一个可靠的外部接地点，这一点通过35mm2的 控制柜带有一个可靠的外部接地点，这一点通过35mm2的 电缆与机架接地点进行最短距离连接。控制柜外部接地点 如图（9 如图（9）所示。
发电机定子与变频柜接地连接采用240mm 发电机定子与变频柜接地连接采用240mm2电缆。 变频器与塔内接地环采用240mm 变频器与塔内接地环采用240mm2接地电缆可靠相连，保证 变频器可靠接地。
等电位连接
齿轮箱机座与机架接地点相连。选用35mm 齿轮箱机座与机架接地点相连。选用35mm2接地电缆。齿 轮箱机座接地点如图（11）所示。 轮箱机座接地点如图（11）所示。
图（11）齿轮箱机座外部接地点 图（11）齿轮箱机座外部接地点
等电位连接
每节塔筒之间以及第一节塔筒与基础环的法兰处用三条 35mm2接地电缆相连。接地电缆在法兰处呈120度分布， 35mm2接地电缆相连。接地电缆在法兰处呈120度分布， 保证塔筒可靠电气连通。塔筒跨接示意图如图（12） 保证塔筒可靠电气连通。塔筒跨接示意图如图（12）
图（5 图（5）主轴接地示意图
外部防雷措施
风电防雷接地设计方案
风电防雷接地设计方案1 风机的防雷特点电闪雷鸣释放的巨大能量，会造成风机叶片爆裂、电气绝缘击穿、自动化控制和通信元件烧毁…… 1.1 一般雷击率在年均10雷电日地区，建筑物高度h与一般雷击率n的关系见表1。
1.2 环境风力发电特点是:风机分散安置在旷野，大型风机叶片高点(轮毂高度加风轮半径)达60,70 m，易受雷击;风力发电机组的电气绝缘低(发电机电压690 V、大量使用自动化控制和通信元件)。
因此，就防雷来说，其环境远比常规发电机组的环境恶劣。
1.3 严重性风力发电机组是风电场的贵重设备，价格占风电工程投资60%以上。
若其遭受雷击(特别是叶片和发电机贵重部件遭受雷击)，除了损失修复期间应该发电所得之外，还要负担受损部件的拆装和更新的巨大费用。
丹麦LM公司资料介绍:1994年，害损坏超过6%，修理费用估计至少1 500万克朗(当年丹麦装机540 MW，平均2.8万克朗/MW) 。
按LM公司估计，世界每年有1%,2%的转轮叶片受到雷电袭击。
叶片受雷击的损坏中，多数在叶尖是容易被修补的，但少数情况则要更换整个叶片。
雷击风机常常引起机电系统的过电压，造成风机自动化控制和通信元件的烧毁、发电机击穿、电气设备损坏等事故。
所以，雷害是威胁风机安全经济运行的严重问题。
2 叶片防雷研究雷击造成叶片损坏的机理是:雷电释放巨大能量，使叶片结构温度急剧升高，分解气体高温膨胀，压力上升造成爆裂破坏。
美国瞬变特性研究院用人工电晕发生器，在全复合材料的叶片做雷击试验，高电压、长电弧冲击(3(5 MV，20 kA)加在无防雷设置的叶片上，结论是叶片必须加装防雷装置。
TACKE公司设计了玻璃钢防雷叶片(图1)，叶片顶端铆装一个不锈钢叶尖，用铜丝网贴在叶片两面，将叶尖与叶根连为一导电体。
铜丝网一方面可将叶尖的雷电引导至大地，也防止雷击叶片主体。
丹麦LM公司于1994年获得叶片防雷的科研项目，由丹麦能源部资助，包括丹麦研究院雷电专家、风机生产厂、工业保险业、风电场和商业组织在内，目的在于调查研究雷电导致叶片损害，开发安全耐用的防雷叶片。
风力发电系统防雷设计研究
风力发电系统防雷设计研究1. 引言1.1 背景介绍风力发电是一种清洁能源，具有很高的发展前景。
由于风力发电系统高耸在地面以上，且常常处于高风区域，容易受到雷击的影响。
雷击不仅会对风力发电系统造成严重损坏，还可能危及周围环境和人员安全。
如何有效地防止风力发电系统遭受雷击，保障其安全稳定运行，成为当前亟待解决的问题。
目前，对风力发电系统的防雷设计研究相对薄弱，防雷技术手段也比较单一。
对风力发电系统的雷电特点进行深入分析，探讨防雷设计原则，研究更有效的防雷技术手段，并优化防雷设计方案，能够极大提高风力发电系统的抗雷能力，保障其安全运行。
本文旨在对风力发电系统的防雷设计进行研究，从理论层面到实际应用，全面探讨如何有效防止风力发电系统遭受雷击，为风力发电行业的发展提供参考和借鉴。
【2000字】1.2 问题概述针对风力发电系统在雷电环境下存在的安全隐患和问题，如何有效地进行防雷设计成为当前亟需解决的问题。
风力发电系统的特殊性质和复杂性使得其防雷设计需要有针对性和科学性，才能有效地提高系统的抗雷能力和安全性。
本文将重点对风力发电系统的防雷设计进行研究和探讨，以期为风力发电系统在雷电环境下的安全运行提供技术支持和理论指导。
【200字】1.3 研究意义风力发电系统是一种环保、可再生的能源发电方式，受到越来越多的关注和应用。
雷电对风力发电系统造成的破坏却时有发生，影响了系统的稳定运行和发电效率。
进行风力发电系统防雷设计研究具有重要的意义。
通过研究风力发电系统雷电特点，可以更好地了解雷击对系统的影响和危害，为防雷设计提供科学依据。
探讨防雷设计原则可以帮助制定合理有效的防雷策略，提高系统的抗雷能力和运行稳定性。
进一步研究防雷技术手段，可以为风力发电系统的防雷设计提供更多的选择和技术支持，保障系统的安全运行。
优化防雷设计方案可以提高系统的防雷效果和性能，降低系统的维护成本和风险。
通过实验验证与应用，可以验证防雷设计的可行性和实用性，为风力发电系统的防雷工作提供实践经验和指导。
iec风电机组防雷标准
iec风电机组防雷标准
IEC风电机组防雷标准是指国际电工委员会（International Electrotechnical Commission）制定的关于风电机组防雷的标准。
该标准主要是为了保护风力发电机组免受雷击造成的损坏，并确保风力发电机组的安全运行。
IEC风电机组防雷标准包括以下几个方面：
1. 风力发电机叶片和塔筒的防雷设计：包括防雷装置的选择和安装位置、防雷线路的设计等。
2. 风力发电机组的接地系统：包括接地网的设计和安装、接地电阻的要求等。
3. 风力发电机组的内部防雷措施：包括电气设备的防雷保护措施、雷电冲击波的抑制等。
4. 风力发电机组的外部防雷措施：包括雷电感应电流的抑制、雷电击中的引导和分散等。
IEC风电机组防雷标准不仅适用于风力发电机组的设计和制造，也适用于其安装和运维过程中的防雷措施。
这些标准的实施可以有效地降低风力发电机组被雷击造成的损失，确保其可靠运行和安全性能。
风电场防止风电机组雷击事故措施
风电场防止风电机组雷击事故措施
1.1在风电场可研设计阶段，应严格土壤视在电阻率测试和雷电等级确定，根据有关标准确定风电机组设防等级。
1.2强雷暴区域风电机组叶片引雷线宜采用铜导线，各类引雷线的直径应满足技术规范要求。
1.3叶片引雷线必须固定牢固，与叶片根部法兰连接的那一段引下线不能悬空，要设计机构使其固定，在招标及订货时明确提出。
1.4 叶片到场后和吊装前，均应检查叶片防雷引下线是否完好，并检测叶片接闪器到叶片根部法兰之间的直流电阻，不得高于厂家规定的电阻值。
应仔细检查防雷引下线各连接点联接是否存在问题，或通知生产厂家来现场处理。
1.5 机组吊装前后，应检查变桨轴承、主轴承、偏航轴承上的泄雷装置（碳刷、滑环、放电间隙等）的完好性；并确认塔筒跨接线连接可靠。
叶片吊装前，应检查并确保叶片疏水孔通畅。
1.6 应及时修补表面受损叶片，防止潮气渗透入玻璃纤维层，造成内部受潮。
定期清理叶片表面的污染物，防止接闪器失效。
1.7 应定期检查从轮毂至机组塔底引雷通道，每年一次测量阻值。
要及时清理引雷滑环的锈蚀，及时紧固引雷接线，确保引雷通道接触良好，阻值正常。
1.8 必须确保风电机组电气系统中所有的等电位连接无异常。
1.9 定期检查风电机组电气回路的避雷器，及时更换失效避雷器。
1.10 应在每年雷季来临前测量一次风电机组接地电阻，确保接地电阻值在4欧姆以下并尽可能降低接地电阻。
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下面作详细介绍。 3、外部防雷保护系统
外部防雷保护系统由接闪器、引下线和 接地系统组成，它的作用是防止雷击对风电机 组结构的损坏以及火灾危险。 1) 接闪器
图3 新旧机型遭雷击损坏部件分布对比图
风力发电机遭雷击损坏后，由于故障损害的分析和后续的维修，会有 一段时间的停工期。对于风电场经营者来说，设备长时间停机是负担不起的。 风机高昂的首次投资费用必须在有限的时间内收回，因此必须采取措施保证 设备的长期稳定运行。
从广泛使用的雷暴活动水平这一指标中，我们可以知道某一地区一年 中云对地闪击的次数。在欧洲，海岸地区和较低海拔的山区每年每平方公里 发生的云‐ 地闪击一般按照1 次到3 次来估算。平均每年的预计落雷数可以 按照下列公式来计算：
雷击风力发电机的落雷点一般是在风机的桨叶上，因此接闪器应预先 布置在桨叶的预计雷击点处以接闪雷击电流。为了以可控的方式传导雷电流 入地，桨叶上的接闪器通过金属连接带连接到中间部位，金属连接带可采用 30×3.5mm 镀锌扁钢。对于机舱内的滚珠轴承，为了避免雷电在通过轴承时 引起的焊接效应，应将其两端通过碳刷或者放电间隙桥接起来。对于位于机 舱顶部的设施（例如风速计）的防雷保护，采用避雷针的方式安装在机舱顶 部，保护该设备不受直接雷击。
雷电对风电机组的危害风力发电机通常位于开阔的区域，而且很高，所 以整个风机是暴露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 此风机的叶片部分特别容易被雷电击中。风机内部集成了大量的电气、电子 设备，可以说，我们平常用到的几乎每一种电子元件和电气设备，都可以在 一台风电机组中找到其应用，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小的区域 内。毫无疑问，电涌可以给风电机组带来相当严重的损坏。
风力发电系统防雷 解决方案
编制： 审核： 批准：
上海臻和防雷电气技术有限责任公司 2011-02
风力发电系统防雷解决方案
一、概述 风能是当前技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生洁净能源。风能
发电为人与自然和谐发展提供了基础。由于风力发电机组是在自然环境下工 作，不可避免的会受到自然灾害的影响。
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，风机的高度和安装位置决 定了它是雷击的首选通道，而且风机内部集中了大量敏感的电气、电子设备， 一次雷击带来的损坏将是非常大的。因此，必须为风机内的电气、电子设备 安装完整的防雷保护系统。通过安装防雷保护装置，设备得到了保护，维护 和维修费用降低，并且可以提高设备正常工作的时间。从效率方面考虑，应 该从风电机组的设计阶段就考虑其防雷保护的问题，这样就可以避免日后的 昂贵的维修费用和改造工程。只有可靠工作的设备才能让投资尽快收回。也 只有如此，才能让更多的潜在投资者接受这一系统。
国家
日期
风力发电 容量 涡轮/年 雷击事 每100台/年
机数量 （MW） 度
故
损坏量
德国 1991-1998 1498
352
9204
738
8
丹麦 1990-1998 2839
698 22000
8513Biblioteka 9瑞典 1992-1998
428
178
1487
86
5.8
具体分析风力发电机的各种不同部件遭雷击损坏的情况，可为防雷保
以下的风力发电机数据由欧洲几个国家提供,其中包含了超过4000 台 风力发电机的数据。表1 是德国、丹麦和瑞典三国这些事故的汇总表。由雷 击导致的风力发电机损坏数量，每100 台平均每年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 台遭受雷击而损 坏。
表1 雷击损坏频率表
2) 引下线 如果是金属塔，可以直接将塔 架作为引下线来使用；如果是混凝土 塔身，那么采用内置引下线（镀锌圆 钢φ8～10mm，或者镀锌扁钢30× 3.5mm）。 3) 接地系统 风力发电机的接地由塔基的基础接地极提供，塔基的基础接地网应与
周围的操作室的基础接地极相连构成一个网状接地体（如图5）。这样就形成 了一个等电位连接区，当雷击发生时就可以消除不同点的电位差。
n=2.4×10 5×Ng×H2.05 Ng 每年每平方公里的云‐ 地闪击数，H为物体的高度假设每平方公里 年平均云‐ 地闪击数是2，一个75m 高的物体，其雷击概率大约是每三年一次。 兆瓦级风机（H≥150m）的落雷数可以达到每12 个月一次。 在设计防雷装置时，还要考虑的是：当暴露在雷电直击范围内的物体 高度超过60m 时，除了云‐ 地闪击之外，地‐ 云的闪击也会出现。地‐ 云闪 击也称作向上闪击，它从地面先导，伴随更大的雷击能量。地‐ 云闪击的影 响对于风机叶片的防雷设计和第一级防雷器的设计非常重要。
护提供基础数据。图2中显示了风机中几种不同部件遭雷击损坏的关系，数据
来源于德国。值得注意的是：虽然损害部件是不相同的， 但是控制系统部件
雷击损坏占40-50%。
图2 遭雷击损坏部件分布（德国）
随着防雷装置在风力发电机中的大量应用，新生产的风力发电机和旧 的风力发电机遭雷击损害的模式有了很大的不同（见图3）。旧的风力发电机 最常见的损害是控制系统，而较新生产的风力发电机最常见的损害的是风叶。 这表明近年来由于安装防雷装置，控制系统的防雷保护已取得明显的改善。
内部电气、电子设备的电涌保护 根据风机内设备的不同以及电涌保护器安 装位置的不同，将风机内设备的电涌保护分成7
个部分，以下具体介绍电涌保护器在各个不同设备中的配置。分别 是：
1） 发电机的保护 2） 机舱开关柜的保护 3） 变桨系统的保护 4） 塔基变频柜的保护 5） 塔基控制柜的保护 6） 变压器端的保护
图5 风机和操作室的接地系统
4、内部防雷保护系统 内部防雷保护系统是由所有的在该区域内缩 减雷电电磁效应的设施组成。主要包括防雷击等电位连接、屏蔽措施和电 涌保护。
1) 防雷击等电位连接 防雷击等电位连接是内部防雷保护系统的重要组成部分。等电位连 接可以有效抑制雷电引起的电位差。在防雷击等电位连接系统内，所有导 电的部件都被相互连接，以减小电位差。在设计等电位连接时，应按照标 准考虑其最小连接横截面积。一个完整的等电位连接网络也包括金属管线 和电源、信号线路的等电位连接，这些线路应通过雷电流保护器与主接地 汇流排相连。 2) 屏蔽措施 屏蔽装置可以减少电磁干扰。由于风力发电机结构的特殊性，如果 能在设计阶段就考虑到屏蔽措施，那么屏蔽装置就可以以较低成本实现。 机舱应该制成一个封闭的金属壳体，相关的电气和电子器件都装在开关柜， 开关柜和控制柜的柜体应具备良好的屏蔽效果。在塔基和机舱的不同设备 之间的线缆应带有外部金属屏蔽层。对于干扰的抑制，只有当线缆屏蔽的 两端都连接到等电位连接带时，屏蔽层对电磁干扰的抑制才是有效的。 3) 电涌保护 除了使用屏蔽措施来抑制辐射干扰源以外，对于防雷保护区边界处 的传导性干扰也需要有相应的保护措施，这样才能让电气和电子设备可靠 的工作。在防雷保护区0A→1 的边界处必须使用防雷器，它可以导走大量 的分雷电流而不会损坏设备。这种防雷器也称之为雷电流保护器（I 级防 雷器），它们可以限制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，将其限制在安全的范围之内。雷电流保护器的最重要的特性 是：按照10/350µs 脉冲波形测试，可以承受雷击电流。对风电机组来说， 电源线路0A→1 边界处的防雷保护是在400/690 V 电源侧完成的。 在防雷保护区以及后续防雷区，仅有能量较小的脉冲电流存在，这 类脉冲电流是由外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保护设备叫作电涌保护器（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，电涌保护器需要安装在 雷电流保护器的下游。 当在数据处理系统安装电涌保护器时，与电源系统上安装的电涌保 护器不同的是：电涌保护器与测控系统的兼容性以及测控系统本身的工作 特性需要特别注意。这些保护器与数据线串联连接，而且必须将干扰水平 限制在被保护设备的耐受能力以内。 从通流量上考虑，例如一条电话线，在导线上的分雷电流应按照5% 来预估，对于Ⅲ/Ⅳ级防雷保护系统，就是5kA(10/350µs)。四、风电机组
DEHN+SOHNE 是防雷行业的领导者，提供与风机相适应的雷电和电涌保护 系统。为风机保护推出的专用型号体现了我们对风电技术的深刻理解。 二、 设计依据标准
1 、GermanischerLioyd;Vorschriften und Richtlinien,Kapitel IV:Nichtmaritime Technik,Abschnitt 1:Richtlinie fur die Zertifizierung von Windeenergieanlagen
具体防护实施措施： 1、发电机的保护采用: 1.1GPU1-B50/690/3P 产品主要技术参数：冲击通流容量（10/350μs）：50KA/线；限制电 压：≤2500V；响应时间：≤50ns；无插入损耗。 产品技术满足程度：满足电涌保护器 (SPD)国家最新标准 GB 18802.1-2002 《低压配电系统的电涌保护器 (SPD) 第1 部份:性能要求和 试验方法》，等同IEC 61643《低压配电系统的电涌保护器（SPD）》标准。 产品参数优于标准要求并通过国家权威检测机构检测，符合使用需求。 2、机舱开关柜的保护采用: 2.1 GPU1-B24/440/4P 产品主要技术参数：冲击通流容量（10/350
图4 风力发电机雷电保护区概念（LPZ）
作为一种保护措施，防雷保护区概念当然就包括了应在防雷保护区的 边界处，将电磁干扰（传导性干扰和辐射性干扰）降低到可接受的范围内， 因此，被保护的构筑物的不同部分被细分为不同的防雷保护区。防雷保护区 的具体划分结果与风电机组的结构有关，并且也要考虑这一结构建筑形式和 材料。通过设置屏蔽装置和安装电涌保护器，雷电在防雷保护区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可以正常工作， 不受干扰。