雷击引起风电场的地电位升高问题
风电场雷击事故原因分析与改进建议
◎陈珊珊风电场雷击事故原因分析与改进建议一、雷击对风机影响概述从世界范围来看，各国风力发电系统都存在一定的雷灾问题。
随着风电单机容量和风电场建设规模的的逐年增加，风机的安全稳定性问题尤为突出，影响风机安全稳定运行的原因众多，其中雷电是风机最为重要的影响因素之一。
一方面，风电场所处的自然环境通常比较空旷也极其恶劣，比如风能资源充足的山区，近海和戈壁，这种自然环境可能存在高温、高盐雾程度、高湿度等问题。
与此同时该种环境中风机的接地条件很复杂，风电场场址的土壤电阻率普遍很高，通过一般的接地设计很难将风机的接地电阻控制在安全标准范围内。
其次，风机自身结构高大，现今世界范围内新装设的风机，主用机型的容量通常在2.0-5.0MW 之间，大部分新装风机高度已达100~160m，加之风电机组在运行时桨叶的旋转作用，使得风机易被雷击。
再次，风机叶片、发电机、电控系统等各部分构造复杂，元器件灵敏度高，易受感应过电压的危害，由于内部空间有限，与建筑物防雷类别，设备的安装难以达到建筑物中所规定的最低的雷电安全距离，这对风机内部电子设备的防雷提出了更高的要求。
关于雷击导致的风电机组损坏问题，不同的机构发布的数据略有差异，但是都表明雷电是导致风电机组损坏的主要原因之一，统计数据表明雷击事故占风电场自然事故中的3/5以上，严重威胁风电场的安全稳定运行。
1995年，国际电工委员会就制定了IEC-61662标准。
2006年，国际电工委员会重新修订颁布雷电灾害风险评估标准，更名为IEC-62305。
其主要内容包括建筑物与服务设施的分类、雷电灾害与雷电损失、雷灾风险、防护措施的选择以及建筑物与服务设施防护的基本标准等。
同时IEC/TR-61400-24中也给出了防雷需要考虑的因素，主要内容包括风力发电系统的雷击灾害资料统计、雷击灾害风险评估、风电设施和人员安全的雷电防护、风机接地系统等内容。
二、直击雷对的风机结构的危害风电机组遭受雷击的过程实际上就是带电雷云与风电机组间的放电过程。
风电场35kV集电线路避雷器防雷效果及运行研究
风电场 35kV 集电线路避雷器防雷效果及运行研究发布时间：2023-03-07T02:08:59.067Z 来源：《中国电业与能源》2022年第20期作者：梁文中[导读] 风电场是我国电力生产产业的重要组成部分梁文中陕西华电新能源发电有限公司邮编：718506摘要：风电场是我国电力生产产业的重要组成部分。
在风力发电业务中，集电线路的作用是输电，但该线路很容易受到雷击的影响进而导致故障跳闸，给风力发电企业造成严重损失。
在此基础上，必须加强对风力发电线路防雷措施的研究，以促进风力发电的可持续发展。
基于此，本文章对风电场35kV集电线路避雷器防雷效果及运行研究进行探讨，以供相关从业人员参考。
关键词：风电场；35kV集电线路；避雷器；防雷效果；运行研究引言影响风电场运行安全的最大问题是闪电，风场一般分为升压站、电力线路和风机三个主要部分。
接地系统在风电场中的主要保护是直接雷击、运行电压过高、电闪雷鸣等。
高山风电场——甚至更高——大多数风电机组安装地点位于山顶，周围环境空无一人，地面条件恶劣。
因此，防止或减少闪电造成的损坏是风力发电场建设工作的重要组成部分。
一、风电场集电线路防雷的必要性集电线路是风电场的关键部分。
如果采集线能够安全运行，将直接影响风场的运行。
当风电场工作时，最常见的问题是闪电触发集电线路跳闸，风机停运。
风力发电场通常位于特定地点，通常位于人口较少的偏远地区，如沿海地区、山区、荒地等。
由于其地势较高或较宽，更容易受到闪电的袭击，风暴次数也较多，严重影响了风电场的稳定运行。
据相关统计，风电场中40%至70%的各类引发事故是由于闪电袭击集电线路上造成的。
此外，风电场地区的土壤抵抗力高于其他地区，使它们更容易受到闪电的影响。
闪电不仅会严重损坏集电线路，还会损坏相应的设备，引发开关，严重干扰风力发电场的正常运行。
如果闪电打击严重，闪电波直接通过线路进入变电站，最终造成更严重的破坏。
在此基础上，有必要加强在风力发电场的输电线路上实施防雷措施，提高输电线路的防雷能力，维护风力发电的安全和稳定。
雷电对风力发电机组的危害及对策
雷电对风力发电机组的危害及对策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。
笔者作为风电第一线工作人员，根据自己在现场运行工作中积累的第一手资料结合国内外风电场运行的经验教训以及风电行业最新发展情况，整理出本文与同行们共同学习、共同进步为推动我国风力发电事业蓬勃发展尽一份力! 1空中的尘埃、冰晶等物质在大气运动中剧烈摩擦生电以及云块切割磁力线，在云层上下层分别形成了带正负电荷的带电中心，运动过程中当异性带电中心之间的空气被其强大的电场击穿时，就形成放电。
对风电场运行带来危害的主要是云地放电，带负电荷的云层向下靠近地面时，地面的凸出物、金属等会被感应出正电荷，随着电场的逐步增强，雷云向下形成下行先导，地面的物体形成向上闪流，云和大地之间的电位差达到一定程度（25—30kV/cm）时，即发生猛烈对地放电。
2雷电的主要特点2.1、冲击电流大：其电流高达几万-几十万安培；2.2、时间短：雷击分为三个阶段，即先导放电、主放电、余光放电，整个过程一般不会超过60微秒；2.3、雷电流变化梯度大：雷电流变化梯度大，有的可达10千安/微秒；2.4、冲击电压高强大的电流产生的交变磁场，其感应电压可高达上亿伏。
某风电场35kv集电线路频繁遭雷击跳闸的原因分析及对策
某风电场 35kv集电线路频繁遭雷击跳闸的原因分析及对策摘要：在高压架空输电线路的运行期间，受到雷击过电压影响，会产生绝缘闪络，进而使得线路故障问题出现。
在跳闸事故中雷击因素引发的挑战占比50.0%左右。
雷击会对风场的安全、可靠造成严重影响，必须要引以为重。
本文主要分析某风电场35kv集电线路频繁遭雷击跳闸的原因，并结合相应的理论，制定针对性解决对策。
关键词：风电场；35kv集电线路；频繁遭雷击；跳闸原因风电场运行期间，雷击灾害会造成严重的后果，产生较大的负面影响，必须要加身认知，引以为重。
在农村山林区域中的输电线路，受到交通影响，一旦出现雷击事故，将会降低巡检效率与故障分析质量。
雷击天气伴随着明显的降雨与大风，极易引发树木摇摆，对线路运行安全产生影响。
若不能采取科学、合理的措施解决这些问题，则容易造成线路跳闸。
1雷击跳闸原因1.1多雷地区容易引起跳闸事故某风电场座落于江苏省淮安市盱眙县西南部丘陵地带，根据淮安地区雷暴及地闪特征分析,盱眙县属于重落雷区,且盱眙风电场架空线路全场共512基塔,全部坐落于山头之上,比周边建筑及树木都要高,这就更容易被雷击。
1.2输电线路反击雷跳闸事故落雷在高压输电线路杆塔、杆塔附近避雷线上，杆塔、接地引下线电感与杆塔接地电阻降压，会导致塔顶电位达到上限，使得绝缘产生闪络现象，进而导致杆塔雷击反击。
杆塔的接地电阻会对雷击跳闸产生影响，不少研究认为，杆塔接地电阻增加10~20Ω,则会导致雷击跳闸率增加50%~100%。
1.3输电线路绕击雷跳闸事故绕击指的是雷绕过避雷线的屏蔽，直接击打在导线上。
绕击发生因素与反击对比要复杂很多，若存在雷击距离间隙系数，则会受到杆塔、弧垂和地形等因素影响。
1.4过电压引起跳闸事故感应雷过电压，在架线路附近发生雷击，借助电磁感应，输电线路会产生过电压。
直接雷击电压，雷达直接击打在避雷线、导线上，以此产生过电压。
1.5避雷器防雷性能质量降低引起跳闸事故氧化锌避雷器无串联间隙，会持续承受系统带来的电压与电流。
雷击对风力发电机组的影响及改进措施
雷击对风力发电机组的影响及改进措施作者：李高峰、雷启龙、黄瑞芳黄瑞芳工作单位：内蒙古电力工程技术研究院内蒙古邮编： 010010雷启龙、李高峰工作单位：国华（河北）新能源有限公司邮编： 076750摘要：运行中的风力发电机组，遭受雷击屡见不鲜，损坏设备，造成巨大损失，甚至危害人身安全。
为此，本文说明雷击对风力发电机组危害的严峻性，分析雷击对风力发电机组的影响机理，指出改善风力发电机组防雷的改进措施，必须从设计标准、建设质量等根本环节着手，使风力发电机组雷电防护做到科学、有效、经济。
关键词：风力发电机组；雷击；外部雷电；内部雷电；1 雷击对风力发电机组的影响风力发电特点是：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89～117m，易受雷击；风力发电机组的电气绝缘低(发电机出口电压690V，且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。
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)，会造成风力发电机组叶片爆裂、电气绝缘击穿、自动化控制和通信元件烧毁等等。
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，在雷电活动少的丹麦境内注册的运行风机，受到雷害损坏超过6％，修理费用估计至少1500万克朗（当年丹麦装机540MW，平均2．8万克朗/MW )。
按LM公司估计，世界每年有1％～2％的风力发电机组叶片受到雷电袭击。
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，雷击是威胁风力发电机组安全经济运行的严重问题。
2影响机理分析因风力发电机组所处的地形位置不同，雷击事故率有所不同，地处山区的风力发电机组其雷击事故率最高；且雷击事故中，大部分不是由于直击雷引起的，而是非直接累积造成的损害。
雷击对风力发电机组的影响及改进措施
体 、基础 接地 体 （ 础接 地体 应 是可 延伸 的） 基 、水平 接地 体或 垂直 （ 或斜 形） 接 地 体， 所包 围 的面积 的平 均 半径 应不 小 于 ６ 。风 力发 电机 组的 混凝 土基 础 其 ｍ
（） １ 防雷 区 （Ｐ ） ＬＺ 的等 电位连 接 风 电机 组的 过压保 护和 等电位连 接措施 在不 同的保 护区 的交界 处， 应通过 Ｓ Ｄ 防 雷及 电涌 保护 器） 有源 线路 （ 括 电源线 、数 据线 、测控 线等 ） Ｐ（ 对 包 进行
等 电位连 接 。其 中在 Ｌ Ｚ Ｐ Ｏ区和 Ｌ Ｚ 区 的交 界处 ， 用通 过 Ｉ 测试 的 Ｂ级 Ｐ１ 采 类
２影响 机理 分 析 因风 力发 电机组 所处 的地 形位 置不 同， 雷击事 故率 有所 不 同， 地处 山 区的 风 力发 电机组 其雷 击事 故率 最高 ： 且雷击 事故 中， 大部 分不 是 由于直 击 雷 引起 的， 是非 直接 累积 造成 的 损害 。我 国东 南沿 海 和北 部 山区 是风 能 资源 丰 富 而
舱和 塔架 ， 减轻 电压 降， 越偏 航环 ， 跨 机舱 和偏 航刹车 盘通 过接地 线连接将 雷 电
顺利地 引入大地 。
（ ） 地 网 ４接 风 电机组 的接地 装 置一 般 町采 用一 种或 多种 组 合 ： 一个或 多 个环形 接 地
６ ０ 、大 量使 用 自动化 控制 和通 信元 件） 因此， 防雷 来 说， ９Ｖ 。 就 其环 境远 比常 规发 电机 组 的环境 恶 劣 。风 力发 电机组 是 风 电场 的贵 重设 备， 价格 占风 电工 程投 资 ６ 以上 。若其遭 受 雷击 （ 别是 叶 片 和发 电机贵 重 部件遭 受 雷击） ０ 特 ‘ ， 会造 成风 力 发 电机 组 叶片 爆 裂 、 电气 绝 缘 击 穿 、 自动 化 控制 和 通 信 元件 烧 毁等 等 。除 了损失 修复 期 间应 该发 电所 得 之外 ， 要 负担 受损 部件 的 拆装 和 还 更新 的 巨大 费用 。丹 麦 Ｌ Ｍ公司资 料介 绍 ： ９ ４年， １９ 在雷 电活 动少 的丹 麦 境 内 注册 的运行 风机， 受到 雷害损 坏超 过６ 修理 费用 估 计至 少１０ 万 克 朗 （ 年 ％， ５０ 当
浅谈高山风电场风力发电机组防雷施工注意事项
浅谈高山风电场风力发电机组防雷施工注意事项摘要：在风电场的发展建设中，对于设备的日常检修是保证风电场健康持续发展的重要手段。
本文根据高山风电场雷击灾害事件,以及强雷暴天气的特点,机组运行特点,因地制宜,提出相应改进方案,以确保高山风电场相关设备在雷电环境下安全,可靠运行关键词：高山风电场；风力发电机组；防雷施工1雷击的危害据国际电工委员会（IEC）统计资料统计，每年每运行的100台机组要发生近8起雷击故障事件，其中有4-5台因雷电损害而停运。
广西的高山风电场都位于海拔1100-1800多米的旷野山脉，高土壤电阻率，山顶气候变化无常，雷雨天气频繁。
所在区域雷暴天数都在50天以上，依据标准GB50343-2004等级划分属于高雷区，高高耸立的风机在此环境下遭遇雷击的机率较大。
风机遭雷电击中后导致箱变遭受强雷电波入侵不同程度受损，给风电场带来设备和电量的双重损失，也给风电场安全稳定运行造成威胁。
因此，应根据现有防雷保护标准，结合高山风电场及其风机防雷保护要求，因地制宜，提出相应的风机防雷施工注意事项，提高高山风电场雷电防护效率，以确保高山风电场相关设备在雷电环境下安全、可靠运行。
2风机防雷的重要性高山风电中高高耸立的风机叶片遭遇雷击的机率较大，但由于雷电流从风机叶片经过风机轴承和塔筒到基础后从大地释放，释放雷电流过程中往往导致箱变遭受地电位抬高，强雷电波入侵不同程度受损，包括机组箱变低压侧母排烧熔，低压侧熔断器、SPD连接线受损，低压侧断路器电源线相间击穿等情况，给风电场带来较大设备损失，对电力系统的安全稳定运行造成威胁。
2.1箱变低压侧情况分析当雷击风机叶片时，雷电流通过风机塔筒流入接地网最后泄放到大地中去。
雷电流流经地网时，由于接地电阻的存在，接地网电位升高为Ug，它与冲击接地电阻和雷电流峰值成正比。
对于大型接地网，考虑到接地体在高频下的电感效应，地电位Ug的分布也与雷击点和地网结构有关。
同时在雷击时，接地网上方的埋地电缆中也会产生感应电压Uc（由于雷电过电压较大，在此暂态过程中可以忽略电缆中的工频电压分量），安装在箱变低压侧的SPD（浪涌保护器）两端承受的电压USPD为在箱变接地点处的地电位与低压侧电缆进线处的感应电位之差，即：USPD=Ug-Uc。
雷电冲击电压下接地装置的电压升高和反击
雷电冲击电压下接地装置的电压升高和反击昆明昆雷电力科学研究所梅忠恕摘要：当接地装置泄放雷电流时，在其上将产生瞬间电位升高。
联接在接地装置上的设备的电位与接地装置的电位同时升高。
从外界引入设备的各种传输线，如电源线、通信线以及数据采集和控制线等将受到接地装置升高电位的反击。
对电位反击的防护是防雷的主要任务之一。
关键词：雷电冲击电压地电位升高地电位反击1．前言防雷的主要任务有三：直击雷防护、二次雷防护和雷电电磁辐射干扰的防护。
二次雷又主要包括沿（各种）线路侵入室内的感应雷（俗称浪涌电压）和从接地装置产生的地电位升高和地电位不均两个方面，后者又形成地电位反击。
从防雷论坛反馈的信息，不少人对接地装置的地电位升高和反击的机理感到疑惑不解。
本文着重介绍和分析了在雷击发生时接地装置的电位升高及其带来的电压反击。
2．雷电冲击电压的产生及量值的估计2.1雷电冲击电压的产生机理在雷击发生前，接闪器、引下线和整个接地装置都处于与大地相同的零电位，这时在它们之间没有电压分布不均的问题，在接地装置与联接在它上面的设备之间也不存在电位反击。
而在接闪后，当雷电流流过引下线和整个接地装置的时候，雷电流在接地装置各部分造成的电压降是不相等的，于是在接地装置各部分之间就存在电压分布不均，而在接地装置与接在其上的设备之间就有电位反击（或电压反击）的问题。
雷电流的频率较高，无论它在导线或在空气放电通道中流过时都不能简单地看成一个纯电路的问题。
一般的电路是以集中参数形式存在的电阻、电感和电容组成的电路。
而对于一个较高频率的雷电流，与之相关联的更主要的是以分布参数存在的电感和电容以及由它们组成的波阻抗。
考虑波阻抗，就涉及到电磁场的问题。
雷电流在空气的放电通道中流过时，更多的是与波阻抗有关。
而在雷打下来以后，雷电流进入接地装置时，更多的是与导体的集中参数的电阻、电感有关。
当接闪器接闪雷电流时，强大的雷电流将通过接闪器、引下线和接地网泄放入地。
浅谈风电场、光伏电站电气防雷接地的重要性和要求
浅谈风电场、光伏电站电气防雷接地的重要性和要求高飞涞源新天风能有限公司摘要：风电场、光伏电站的电气接地是指将电力系统或建筑物中电气装置、设施的某些导电部分，经接地线连接至接地极。
如果风电场、光伏电站的接地装置在设计、施工、安装中存在缺陷，轻则造成系统震荡、设备烧毁，重则可能造成风电场、光伏电站系统崩溃、全场停运、人员伤亡等严重后果。
关键字：风电场,光伏电站,电气装置,接地1、前言接地技术的引入最初是为了防止电力或电子等设备遭到雷击而采取的保护性措施，目的是把雷电产生的雷击电流通过避雷针引入大地，从而起到保护建筑物的作用。
同时，接地也是保护人身安全的一种有效手段，当某种原因引起的相线（如电线绝缘不良，线路老化等）和设备外壳接触时，设备的外壳就会有危险电压产生，由此生成的故障电流就会流经PE线到大地，从而起到保护作用。
接地可分为工作接地、保护接地、防雷保护接地、防静电接地。
工作接地是指在电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地(如中性点直接接地或经其他装置接地等)。
保护接地是指电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地。
雷电保护接地是指为雷电保护装置(避雷针、避雷线和避雷器等)向大地泄放雷电流而设的接地。
防静电接地是指为防止静电对易燃油、天然气贮罐和管道等的危险作用而设的接地。
2、接地的意义和存在的问题接地是电气工作人员十分熟悉的电气安全措施。
埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地极，兼作接地极用的直接与大地接触的各种金属构件、金属井管、钢筋混凝土建(构)筑物的基础、金属管道和设备等称为自然接地极。
接地体与电气设备之间用金属导线进行连接，称之为接地线，接地线又可分为接地干线和接地支线。
接地线和接地体合称为接地装置。
接地是利用大地为正常运行、发生故障及遭受雷击等情况下的电气设备提供对地电流并构成回路，从而保证人身和电气设备的安全。
雷击对风力发电机组的影响及改进措施
雷击对风力发电机组的影响及改进措施雷击对风力发电机组的影响及改进措施1 雷击对风力发电机组的影响风力发电特点是：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89～117m，易受雷击；风力发电机组的电气绝缘低(发电机出口电压690V，且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。
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)，会造成风力发电机组叶片爆裂、电气绝缘击穿、自动化控制和通信元件烧毁等等。
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，在雷电活动少的丹麦境内注册的运行风机，受到雷害损坏超过6％，修理费用估计至少1500万克朗（当年丹麦装机540MW，平均2．8万克朗/MW )。
按LM公司估计，世界每年有1％～2％的风力发电机组叶片受到雷电袭击。
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，雷击是威胁风力发电机组经济运行的严重问题。
2影响机理分析因风力发电机组所处的地形位置不同，雷击事故率有所不同，地处山区的风力发电机组其雷击事故率最高；且雷击事故中，大部分不是由于直击雷引起的，而是非直接累积造成的损害。
我国东南沿海和北部山区是风能资源丰富的地区；但该地区地形复杂，雷暴日较多，应充分重视雷击给风电机组和运行人员带来的巨大威胁。
风力发电机组遭雷击受损通常有四种情况，一是直接遭受雷击而损坏；二是雷电脉冲沿着与设备相连的信号线、电源线或金属管线侵入使设备受损；三是设备接地体在雷击时产生瞬间高电位形成地电位“反击”而损坏；四是设备安装的方法或安装位置不当，受雷电在空间分布的电场、磁场影响而损坏。
架空线路遭雷击原因及防雷措施
架空线路遭雷击原因及防雷措施架空线路是电力系统中常见的输电方式，但在雷电天气下，架空线路容易受到雷击，造成电力系统的瘫痪，给电力线路及设备带来极大的损失甚至危险。
因此，对于架空线路的防雷问题，需进行有效的措施进行预防。
1.地面电位上升：在雷电天气下，雷电放电与地面形成高电位，形成地面电位上升。
当架空线路的地线产生电位差时，就会对架空线路形成放电通路，引发雷击。
2.气象条件恶劣：雷电落点的选择取决于气象条件，当气象条件恶劣时，则容易引发雷电，使架空线路遭受雷击。
3.线路的结构和特性：架空线路的结构和特性也会对雷击起到影响。
例如，电力系统的架空线路一般是由导线、绝缘子、杆塔等部分组成，其中导线的直径、绝缘子的距离、杆塔的高度、形状等都会影响到架空线路的抗雷能力。
二、架空线路遭雷击的危害1.影响电力系统稳定运行：架空线路遭雷击后，会导致电力系统的停机，给用电用户带来影响。
2.影响电力设备寿命：架空线路遭雷击后，电力设备也会受到影响，如绝缘子、变压器和开关等设备都可能损坏，从而缩短设备的寿命。
3.危及人身安全：架空线路遭雷击后，存在电击危险，从而对人身安全和生命造成威胁。
1.加强线路绝缘：架空线路在设计时应对导线的绝缘进行特别注意，保证导线表面不会发生击穿现象。
同时，要通过改变距离和电压等因素来改善线路的绝缘状况。
2.增加接地：增加架空线路的接地，可以有效的降低地面电位的升高，从而减少了雷击的可能性。
在土壤较差的情况下，还可以考虑使用更多的接地。
3.增加避雷针：避雷针是与地面之间距离较高且形状特殊的金属装置，可以有效的吸收雷击，使导电体和架空线路免受雷击威胁。
4.加强雷击监测：为了更好地监测雷电危险，可以在要塞、边防、军事设施等敏感区域安装雷击监测器，及时发现雷电危险并进行预警，从而避免雷电事故的发生。
总之，架空线路遭雷击是电力系统中常见的事情，对于此类事件，必须采取有效的措施进行预防。
除了上述措施，还需要在设计和施工过程中进行严格的管控和监督，确保架空线路有良好的防雷能力，保障电力系统的稳定运行。
风电场箱变雷击事故关键原因分析及防护优化改进
风电场箱变雷击事故关键原因分析及防护优化改进发表时间：2020-08-05T06:05:46.650Z 来源：《建筑学研究前沿》2020年10期作者：韩少勇[导读] 但是防雷能力与实际环境存在出入，弱化了风机设备自身的防雷能力。
本文对风电场箱变雷击事故关键原因分析及防护优化改进进行探讨。
山东五洲电气股份有限公司山东潍坊 261205摘要：国内风电行业的日益发展，为电力资源提供了保障。
风电装机的规模逐渐扩大，风机设备的持续增多，为风机箱变呈现雷击事故增加了可能性。
基于风电场在野外的运行环境，自然气候不稳定，一定程度上影响着风电场的防雷能力，为雷击事故创造了有利条件。
风电场的风机在生产期间，为其增加了防雷设计，但是防雷能力与实际环境存在出入，弱化了风机设备自身的防雷能力。
本文对风电场箱变雷击事故关键原因分析及防护优化改进进行探讨。
关键词：风电场箱变雷击；电力系统；防雷系统1事故原因分析1.1风机箱变雷击风能是地球表面的一种流动性能源，基于空气流动产生。
风电场的风机设备，是用以采集风能，利用风的动能力量，促进发电机供电；即风电场是将风能转化为电能的设备。
某风电场位于国内西南地区，其自然条件拥有较高的电阻率，山顶气候变化无规律，风机设备为采集风能，设备生产时以高度为特征；高耸入云的风机，在多变的气候条件下，为雷击事故增加了发生概率。
2015年间，风电场多台箱变遭遇雷电波袭击，其中低压侧二次回路受损严重，直接影响到箱变的工作能力。
1.2雷击成因1.2.1低压侧损坏成因当风机叶片遭遇雷击时，雷电流穿过风机设备，其运行轨迹为：风机塔筒作为雷电流的进入位置，途径接地网，最终流向大地；当地网遇见雷电流时，由于地接电阻元素，接地网的电位产生升高状态，升高幅度为U；雷击电流与冲击接地电阻，两者之间的关系为成比；大型接地网，在遭遇雷击电流是会产生电感效应，地电位为U的结构特征依赖于雷击点、地网分布。
在雷击时，接地网上方位置的线缆，其产生的感应电位为U1。
变电所防雷接地电阻允许值及电位升高的影响
变电所防雷接地电阻允许值及电位上升的影响本文介绍了变电所防雷接地电阻允许值的范围，以及变电所防雷接地电阻中电位上升对人体与设备的影响，变电所防雷接地电阻的安装要求。
变电所防雷接地电阻允许值推举：变电所如何防雷？变配电所防雷措施？变电所防雷接地电阻不能充足对地电位允许电阻值的要求，充足接地电势、跨步电势和暂态电压允许电阻值的要求。
对于变电站，四周没有低土壤电阻率地区或水源，不具备实行引外接地措施降低接地电阻的条件；采纳人工降阻、电解接地、爆破接地等其他降阻费用很大且影响变电站的正常运行，有必要对地电位接地电阻允许值进行分析计算，合理选择确定接地电阻允许值。
接地装置的对地电位，是指发生接地故障时，接地装置与大地零电位之间的电位差。
电工技术之家，对地电位要求R2000/I，规定对地电位为2000V，对于大部分110～500KV变电所，入地短路电流很大，要求接地电阻很小。
对接地电阻大于对地电位要求值时，接地装置的对地电位超过2000V，例如某站接地电阻允许值为0.951欧姆，对地电位达到558000.951=5306V。
因此，有必要分析对地电位上升对人体和设备的影响。
1）对设备的影响：当接地网采纳均压措施后，所区各处的地电位基本相同，在共用接地系统中，所以设备均以接地装置的电位作为等电位。
当接地装置对地电位上升时，在设备接地线良好的情况下，设备的零电位和设备外壳的电位随之上升。
实行均压措施，通过共用接地系统，可以防止地电位上升对低压设备绝缘的危害影响。
2）对人体的影响：虽然接地网实行均压措施可以使得所区各处的对地电位基本相同，但是接地网并非密实的金属板，均压带直接以及接地网边缘依旧存在电位差，因此接地电阻需要充足接触电势和跨步电势的规定要求。
3）对电缆的影响：实行沿电缆沟两侧敷设接地线的屏蔽措施，可以限制电缆绝缘层的感应电流和电位。
依据国内试验测量结果，当接地网网格为1012m时，网格内最大电位梯度为7.5V/m，对于一点接地的掌控电缆，其绝缘水平为3500V时允许敷设长度可达450M以上。
风力发电机雷击事故的调查及整改建议
风力发电机雷击事故的调查及整改建议作者：付玉泉付晓辉来源：《农业开发与装备》 2017年第6期摘要：风力发电是将风能进行较为直接地开发利用，风电场一般建立在山顶、荒漠、滩涂等自然地理环境复杂且容易受到雷电灾害影响的地方，雷击事故时有发生，为避免雷击事故中雷电流对风机的损害，风电场的防雷接地系统至关重要。
以一次风机雷击事故为切入点，对风电场的防雷接地系统提出整改措施。
关键词：风机雷击；故障分析；接地系统1 事故的调查与分析2013年8月3日，沂水县某风电场一台风机遭受雷击。
经鉴定调查，风机一片叶片受雷击，叶片承受弯矩的主梁靠近叶尖的部分爆裂，已不可能修复，需要完全更换叶片，直接经济损失估计135万元。
雷击事故发生后，安装单位将叶片摘除放置地面后，进行了详细检查。
叶片主梁爆裂长度约1.7m，在爆裂长度内，目视可见主梁明显碳化发黑、开裂，不能再承受弯矩作用。
显然，本次事故系雷电流绕击叶片接闪器，直接作用在叶片表面，并侵入叶片主梁。
主梁材质为碳纤维，粘结剂为环氧树脂，均不是良好导体，雷电流侵入后，无法通过避雷线导入大地，巨大的热量造成主梁损毁。
详细检查后，各个连接处均未发现电流灼烧迹象，表明确实没有大电流流过引下线，进一步验证了对事故原因的判断。
根据风机厂家提供资料，在风机内部和外部避雷系统安装、试验合格后，风机避雷系统短时耐受峰值雷电流为150kA。
在事故发生后，查阅当地雷电定位仪监测记录，经过协商研讨后，事故原因主要有以下两种观点：一是本次事故是雷暴云与主梁内避雷线间电流闪击。
由于叶片内部避雷线未贴近表面设置，在发生雷电活动时，雷电流不能通过有效避雷线，电流热效应导致主梁爆裂；二是本次事故是雷暴云与扰流槽间电流闪击。
在发生雷电活动时，雷电作用在扰流槽及周边区域，电流热效应导致主梁爆裂。
2 风电场防雷整改措施2.1 风电场防雷接地设计2.1.1 风机基座基础与箱变设备防雷接地系统设计。
风机基座基础与箱变设备防雷接地要根据风机所在处的地理环境、土壤电阻率、雷电灾害发生频率等条件，并按照IEC61400-24-2010等规范及要求来设计。
一次风电场雷击过电压事件分析及对策
一次风电场雷击过电压事件分析及对策摘要：通过对一次风电场雷击过电压事件的分析，找到避雷器及过电压保护器损坏的原因，并提出防范改进措施。
关键词：风电场；雷击；过电压0.概述风电场多建设在山地丘陵地带，风电机塔筒及集电线杆塔较周围地貌明显凸出，雷雨季节容易受到雷电侵袭，导致设备损坏。
据统计，雷击引起线路跳闸占输电线路事故的 60%以上。
如何提高风电场的防雷水平，减少设备损坏，是亟需解决的一个课题。
1.事件经过2021年5月13日 17:11，雷雨天气，某风电场35kV Ⅰ、Ⅱ集电线路保护装置报“过流Ⅰ段”保护动作，开关跳闸。
检查风机集电线路及就地箱变，35kV Ⅱ线#202箱变过电压保护器爆裂，C 相保险熔断，箱变首塔上的C相避雷器击穿；#203箱变过电压保护器损坏，箱变首塔上的A相、C相避雷器击穿；#204箱变过电压保护均损坏；35kV Ⅰ线#121箱变过电压保护器损坏，箱变高压支持瓷瓶放电烧损，详见图1。
图1 #202箱变 #121箱变查看故障录波记录，17:11:58.819ms，35kV Ⅰ母线三相电压出现浪涌尖波，时长1.25ms，电压最高值为67.7kV（一次瞬时值），约为正常运行电压值的2.37倍，Ⅱ线三相电流同时增大，最大值3.4kA（一次有效值），持续约100ms，17:11:58.872ms，Ⅱ线保护动作跳闸。
17:11:59.315，35kV Ⅰ母A相母线电压升高至44.5kV（一次瞬时值），B、C相母线电压降低，Ⅰ线B、C相电流大小相等、方向相反，发生相间接地短路，后迅速发展为三相短路，最大值3.52kA（一次有效值），持续约103ms，17:11:59.363，Ⅰ线保护动作跳闸。
见图2图2 故障录波图2.集电线路故障原因分析（1）35kV Ⅱ线#202、#203、#204及Ⅰ线#121风电机安装位置临近，均安装于山陵地带且临近水库，为易遭受雷击区域。
集电线路全程架设单根架空地线，风电机出线首塔均安装了避雷器（型号YH5WZ-51/134G），箱变高低压侧加装了过电压保护器（型号HKBD-B-42/119）。
浙江山区风力发电场设备遭雷击损坏原因分析和对策
注： 风电机通 信 卡 !’’A 年 刚 投 产 时 损 坏 较 多 ， 统计数据不全， 上 表所列为 !’’A 年以后的情况。
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"#$ 风电场线路遭雷击情况统计分析 "#$#" 临 海 括 苍 山 风 电 场 线 路 遭 雷 击 情 况 统 计
分析
从表 % 临海括苍山风电场线路遭雷击情况的统 计数据看， 且电 气 设 %& #$ 线路故障所占比例较大， 应重点考虑加 强 %& 备的损坏都涉及到 %& #$ 系统，
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风电场输电线路的防雷保护措施
根据 !" 、 由于 * 个风 %& #$ 线路跳闸统计表明，
电场均地处浙江省多雷、 高土壤电阻率、 地形复杂的 山区， 雷击线路而引起的故障达 A"- 以上。
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输 配 电
为减少线路的雷击故障， 可采用多种措施。 如改 进 !" #$ 线路进线段避雷线的保护角，在绝缘配合 允许条件下， 增加绝缘子片数 ， 提高线路绝缘水平， 降低进线段杆塔接地电阻，或采用架空地线和耦合 地线， 以提高线路的重合闸成功率。 而在高土壤电阻 率地区降低杆塔接地电阻存在较大困难。为减少线 路的雷击闪络， 提高供电可靠性， 在某些易遭雷击的 线路杆塔上有选择地安装线路型氧化锌避雷器来减 少线路雷击事故。各风电机组的箱式升压变， %& #$ 引出线的第 % 基杆塔及各条 %& #$ 线路进入中控室 的终端杆塔装设线路避雷器。
器表面有瓷脱落现象。 经试验发现避雷器数据合格， 临海 更换了避雷器。 （% ） *""! 年 A 月 !" 日 !’D"A 分， 括苍山风电场受雷击 ! 号主变差动保护动作，跳 ! 号主变两侧开关。经检查发现 ! 号主变 !" #$ 侧电 流互感器三相均开裂。
风电场升压站的防雷与接地研究
风电场升压站的防雷与接地研究摘要：文章在对风电场升压站进行介绍的基础上，分析风电场升压站中雷电造成的危害，以及进行防雷的基本方法，重点对风电场升压站电气设备的接地问题进行分析。
关键词：风电场；升压站；防雷与接地1引言随着国民经济的发展，电力的地位变得尤为重要，电力给人类的生活带来了方便，生活中各种生活基础设施基本上都和电有关系。
我们生活的周边环境随处可见电力设施，在这些电力设施中变电站是核心的一个环节，它对电网的安全可靠运行起着决定性的作用。
风电场升压站也是变电站的一种形式，升压站的设计包括土建、电气两大部分，其中电气部分设计可分为升压站总体情况分析、主变压器的选择、主接线方式的设计、短路计算、设备选择、厂用电设计、防雷与接地设计等。
2风电场升压站概述升压站一般是发电厂，把低电压变为高电压，送到更高等级的电压输电系统，然后在分配到电网中，实现资源共享，是整个电力系统的基本生产单位。
升压站不仅仅包括电能生产、升压变换的部分，还包括自身消耗电能的部分，即场用电。
风电场的场用电的来源主要是从电网的下网电量，即：从电网中购买电量。
因为风电场的风比较随时性、不稳定性不可能时时有风来保障风电场中的用电。
在无风时，风电场的生产用电、生活用电等都需要从电网获取。
3风电场升压站的防雷问题分析雷电放电过程中，呈现处电磁效应、热效应以及机械效应，对于建筑物和电气设备有很大的危害。
防雷的基本方法概括起来有两种：一是采用避雷针、避雷线、避雷器等设备，把雷电引向避雷装置自身并泄入大地，以削弱其破坏力；另一种是要求设备有一定的绝缘水平，以提高抵抗雷电的破坏能力。
两者恰当地结合就可以防止或减少雷害事故，确保电力系统的安全。
3.1直击雷保护为了防止雷直击于发电厂、变电站，一般采用避雷针或避雷线进行保护。
由于发电厂、变电站中要求被保护的物体比较集中，所以一般采用避雷针保护。
避雷线多用来保护输电线路。
保护应满足以下两个基本原则：应使发电厂、变电站内所有被保护设备置于避雷针（线）的保护范围以内，以免遭受直接雷击；当雷直击于避雷针（线）时，雷电流很高的对地电位在避雷针（线）上产生。
风电场集电线路的杆塔雷击影响因素和优化措施
风电场集电线路的杆塔雷击影响因素和优化措施【摘要】风电场集电线路雷击跳闸等事故的发生，多受恶劣的自然环境、雷电活动及其地形等多因素影响，而杆塔作为重要传导工具，是影响线路稳定性的主要诱因。
本文概述了风电场集电线路雷击危害，并就风电场集电线路的杆塔雷击影响因素和优化措施进行了总结，以为风电场的集成线路优化提供可行性借鉴。
【关键词】风电场；集电线路；杆塔；雷击；影响因素；优化措施集电线路作为风电场设计的一部分，路径的选择对线路整体设计至关重要。
路径选择正确与否，将影响到线路设计是否安全、经济、合理[1]。
而雷击作为常见故障，可对风电场的平稳运行带来极大风险。
分析遭雷击的影响因素并采取优化措施，可收到较佳的维护电场稳定运行效果。
现就风电场集电线路的杆塔雷击影响因素和优化措施分析如下：1、风电场集电线路雷击概况据某地区的统计资料显示，35kV集电线路跳闸共计172次，其中有211次是雷击。
因该电场为35kV电压等级集电线路，故其运行情况成为当下风电场发展的关键着力点。
使用架空路线及其中性点不接地系统设计等，受该地区架空线路长期暴露室外，同时易受植被、温度、雷雨天气等影响，线路跳闸现象频现。
且两11次累及危害表现为直击雷，电压峰值>5000千瓦；由雷击产生的瞬态电磁脉冲可直接辐射到这些元器件上，也可在电源或信号线上感应出瞬态过电压波。
其中结构模型设计如下图1所示：图1风电场集成电路模型设计：2、风电场集电线路的杆塔雷击影响因素直击雷会使地电位产生浮动现象，形成雷电反击，风电场集电线路及设备电位差为其常见诱因。
DCS系统防雷装置雷电电流强度，接地装置引下线受DCS系统局部电压影响。
受系统接线接地体绝缘性能比较弱影响，出现放电现象，由此造成现场仪表出现不同程度的破坏。
执行防雷接地设计环节，受DCS系统引下线内瞬间性电流强度过大而对系统造成了极大的迫害。
电磁脉冲干扰环节，受引下线周围一定距离内设有连接DCS 系统电源、通信及I/O电缆，则引下线内的雷电流对DCS的电缆产生电磁辐射，将雷电波引入DCS系统，干扰或损坏DCS系统。
高山风电场雷击分析与接地整改防护
高山风电场雷击分析与接地整改防护发布时间：2021-05-20T14:46:53.253Z 来源：《中国电业》2021年5期作者：齐顺亮[导读] 风力发电已在我国达到了举足轻重的地位。
其中核心设施升压站，起着举足轻重的作用齐顺亮新疆金风科技股份有限公司新疆乌鲁木齐 830013摘要：风力发电已在我国达到了举足轻重的地位。
其中核心设施升压站，起着举足轻重的作用。
风电场升压站作为一个通过的电荷电压变换的整体系统,其周围存在高强度的电磁感应,加上其处于旷野制高点，雷击选择敏感度高，极易遭受雷击。
在发生雷击时，由雷电放电所释放出的巨大能量会对发变电设备、控制系统等造成严重破坏，导致停运事故，引起经济损失。
关键词：高山风电; 雷击过电压; 接地网改造引言影响风电场运行安全的最大问题就是雷击，风电场一般分为三大部分：升压站、集电线路、风机。
风电场防雷接地系统主要防护的有直击雷、操作过电压、感应雷等。
而高山风电场自身海拔较高，风机安装地点大部分位于山脉的高处，四周环境空旷缺乏遮掩，且土壤条件较为恶劣。
因此，避免或减少雷电对风机造成的伤害，是风电场建设工作的重要部分。
1风电场接地网概况该风电场土壤地质主要为风化岩结构，风机基础所在位置的土壤比较均匀一致。
受地形限制，风机接地网较小，土壤电阻率较高。
为验证风机接地网电气连接的完整性，经抽样测试，直流电阻值在75.3～323.4MΩ，表明风机接地网之间导通良好。
根据QX/T312—2015《风力发电机组防雷装置检测技术规范》5.6.2的规定，接地装置与其他接地网连接，应断开连接后再进行检测。
现场采用电流－电压表三极测试方法，通过电流－电位线夹角/直角法布置的方式，检测25台风机的接地阻抗，每台风机接地阻抗四次测量误差在5%以内视为有效值。
根据QX/T312—2015《风力发电机组防雷装置检测技术规范》及设计值要求，该风电场接地网阻抗值应不大于4Ω。
测试结果共有17台风机接地阻抗不合格。
风电场雷击事故的分析及防范措施
风电场雷击事故的分析及防范措施摘要：风电场经常发生雷击跳闸事故，通过对事故的分析，提出在多雷山区应采取的一些防雷措施。
关键词：风电场雷击防雷分析防雷措施一、引言架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分，由于它暴露在大自然中，易受到外界的影响和损害。
而雷击是其中最主要的一个方面。
架空输电线路所经之处大都为旷野或丘陵、高山，输电线路长，遭遇雷击的机率较大。
雷击放电引起很高的雷电过电压，是造成线路跳闸事故的主要原因。
据统计，雷击引起的跳闸事故占电力系统事故的50%～70%。
二、典型故障就拿某风电场为例，某风电场地处丘陵地带，依山傍水，雷电活动较为活跃。
当地气象部门统计资料表明该地区落雷较多且强度较大，是典型的多雷地带。
进入春夏季节后，该风电场35kV集电线路发生多次雷击事故。
最严重的一次雷击发生在六月中旬，四条35kV集电线路过流保护动作跳闸，两条线路35kV开关柜内过压保护器炸裂。
巡线后发现线路杆塔及箱式变压器高压侧多处避雷器被击毁，多处瓷瓶炸裂。
风机内多个交换机和网关损坏,严重影响了风电场的安全生产运行。
三、雷电事故的判别及特征架空电力线路由雷电产生的过电压有2种：一种是雷击于线路或杆塔引起的直击雷过电压；另一种是雷电产生电磁感应所引起的感应雷过电压。
其中，感应雷过电压是引起线路故障的主要原因。
经分析该风电场易遭受雷击的杆塔大都是：（1）山顶的高位杆塔或向阳半坡的高位杆塔。
（2）临水域地段的杆塔。
（3）山谷迎风口处杆塔。
而雷电反击是引起箱式变压器内避雷器以及风机内交换机和网关损坏的主要原因。
四、雷击故障产生的原因分析(1) 该地区属于多雷区，气象统计数据表明其年均雷暴日在60d 以上，分布在此区段的35kV架空线路受雷击率较高。
而该风场线路设计时没有考虑其环境特殊性，基本按常规设计。
(2) 35kV线路上没有安装避雷线，防雷主要靠安装在线路上的避雷器，而避雷器只安装在变电站的出线侧和配电变压器的终端杆，这样造成线路中间缺少保护。
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由于风电机组间布置有电力电缆和通讯电缆7 机组接地网的连接实际上可以通过这些电缆的屏蔽
层 来 实 现‘faY另 外 还 可 在 机 组 接 地 网 间 敷 设 金 属 导 体7使 遭 受 雷 击 时 风 电 场 的 地 电 位 升 高 程 度 降 低 > ‘97Xa 对于具有金属防护层的电力电缆7防护层可 兼作 屏蔽 层的作 用7接 地 网 的 连 接 通 过 防 护 层 来 实 现>
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N($/#50 中图分类号 MW;XYMW;ZX
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[引 言
雷 击 是 造 成 风 力 发 电 机 组 8简 称 风 电 机 组 =损 坏 甚 至 影响整个风 电 场 运 行 安 全 的 主 要 因 素 之 一7除 电 磁 力和热的效 应 外7雷 击 产 生 的 过 电 压 引 起 的 地 电位升高也是造成风电机组损坏的主要原因之一>
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图 % 风电场接地网络模型
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表 * 模型中的电缆屏蔽层和导体参数
A> 万方数据
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文 献 NMO提 供 了 水 平 布 置 的 长 直 导 线 的 形 状 系 数 <对
其它机组的地电位升高程度也由于敷设平行导体而
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高电压技术
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电缆屏蔽层 343056 %43
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长直导体
343%70 %43
5,8
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%4% 电缆屏蔽层的电气参数 由于电缆屏蔽层外一般都敷设 绝 缘 层!如 9:;
层 #<雷 电 流 沿 电 缆 屏 蔽 层 流 动 就 只 受 到 屏 蔽 层 的 等 效 串 联电阻和电 感 的 影 响<因 此 电 缆 屏 蔽 层 模 型 可 以 处 理成集中参 数<这 样 的 处 理 不 影 响 机 组 接 地 点 处 的 电 位 分 布 )电 缆 屏 蔽 层 电 阻 的 求 取 比 较 简 单 <只
由 于 风 电 场 通 常 会 布 置 在 山 地7而 山 地 的 土 壤 电 阻 率一般较高7因 此 按 照 一 般 电 气 设 备 的 接 地 方 式设计风电机组的接地系统就很难满足其安全要
求 Y即 使 对 于 一 般 土 壤 电 阻 率 地 区 的 风 电 场 7由 于 机 组 数 量众多7要 使 每 台 机 组 的 接 地 电 阻 都 满 足 要 求 就显得非常不经济>通常的改善措施是将风电场内 所 有机组的独立 接 地 网 都 连 接 起 来7使 整 个 风 电 场 的接地电阻降低>风电机组的独立接地网由一个金 属圆环和 若干垂直 接地棒组 成7按 照 \]^标 准设 计 的 这 种 独立接地 网的接 地 电 阻 8与 当 地 的 土 壤 电 阻 率有关=也往往会达到几十 _‘9a>整个风电场的接地 网 组成一个相互 连 接 的 导 电 网 络 后7风 电 机 组 遭 受 雷 击 时产生的高 频 雷 电 流 就 会 沿 该 网 络 流 动7导 致 网 络 中 各 节 点 的 电 位 升 高 7对 传 感 b通 讯 等 低 压 器 件 或 线 路 的 正 常 工 作 造 成 影 响 >此 外 7风 电 机 组 的 发 电 机 输出端与位于 塔 筒 底 部 的 变 压 器 低 压 侧 相 连7一 般情况下变压器低压侧都设计成中性点接地的 c 接法7而高 万压方侧数则据是与地电位隔离的 d接法>因此7 当 雷 击 造 成 风 电 机 组 地 电 位 升 高 时 7将 在 变 压 器 高 b
要 根 据电阻定义公式 => +?,@代 入 参 数 计 算 即 可< V 雷击过电压计算
而屏蔽层电感
A> 103B?!CDE0F?8 %#
!%#
式 中<?为导体长度GE为导 体 截 面 的 外 半 径GF为 根
据导体内半径 H和外半径 E之比确定的值<F值的求
取可参阅图 0)屏蔽层的相对磁导率 12> %)
长 导 体 的 电 阻 同 样 利 用 电 阻 计 算 公 式 求 取<而 电 感N(O
表示 %&’(&机组的地电位波形) 由图 6可以看出^_不论是否敷设平行导体<遭
受 雷击的机组!%&#地电位 升 高 程 度 总 是 远 远 高 于 其它机组<而且随着与 %&机组距离的加大<其它机 组 电 位 升 高 程 度 逐 渐 减 小 <但 降 低 的 幅 度 越 来 越 小 G ‘ 敷 设 平 行 导 体 后 <遭 受 雷 击 的 机 组 !%& #地 电 位 升 高 程 度 明 显 降 低<其 地 电 位 升 高 大 约 降 低 J04(aG
在一般的接地系统设计计算时常将接地体作为
集 中 参 数 处 理 >对 于 风 电 场 接 地 系 统 而 言 7由 于 机 组 间的距 离较 长7如 果 将 接 地 网 络 按 照 集 中 参 数 处 理 就 会 带 来 较 大 的 计 算 误 差 >因 此 7为 准 确 计 算 雷 击 暂 态电压 分布7本 文 首 先 建 立 风 电 场 接 地 网 络 的 分 布 参 数 模 型7将 金 属 导 体 平 均 分 为 g段7每 段 都 按 h 形 网 络 等 效 >对 于 仅 通 过 电 缆 屏 蔽 层 连 接 的 情 况 7由 于电缆屏蔽层外绝缘层8如 .i^层=的影响7电缆屏 蔽层模型中仅考虑了沿其纵向分布的电阻和电感> 两种接地网络模型见图 9>
的 各 机 组 的 地 电 位 波 形 见 图 6<曲 线 !%#’ !(#依 次
图 0 参数 F与 H,E的关系曲线
计 算 可 得 单 根 电 缆 屏 蔽 层 的 =% 为 343IJ5-< A%为 65J46KL)由于机组的输出为三相电缆<其电 缆屏蔽层参数分别为 3436%M-和 %054%KL) %40 导体的电气参数
式 !0#R!6#中<=9 为导线对地电阻<-G+为土壤 电 阻 率<-. /G?为 导 体 长 度</GE为 导 体 外 半 径</GP 为 导 体 埋 设 深 度 </)
我 国 现 行 接 地 规 程 规 定<当 +S (33-. / 时< 水平接地体的T有效长度U为 J3/)对于风电机组间 几百 / 的距离<导体的对地电阻不会随着距离的增 加而持续减少<本 文 在 计 算 接 地 长 导 体 参 数 时 将 其 长度取为 J3/)计算可得长导体 =为 343%67-<A 为 7640KL<=9 为 064%-)
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高电压技术
第 fo卷第 X期 n9Xn
雷击引起风电场的地电位升高问题
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赵 海 翔 7王 晓 蓉 8中国电力科学研究院7北京 9:::;<=
摘 要 雷击是影响风力发电场运行安全的主要因素之一> 在 雷 击 过 程 中7雷 电 流 沿 塔 筒 注 入 风 电 场 接 地 网7将 会 引 起 接 地 网 的 地 电 位 升 高 >这 些 暂 态 过 电 压 将 对 风 力 发 电 机 组 及 其 输 变 电 设 备 的 正 常 运 行 造 成 影 响 >通 过 建 立 相 关 的 风 电 场 接 地 网 模 型 7对 雷 击 暂 态 过 电 压 进 行 了 计 算 分 析 >
雷 击 是 一 个 电 流 快 速 变 化 的 暂 态 过 程<根 据 对 不同地区风电场的雷电流波形测量结果进行统计分
析发现<对风电机 组 危 险 性 最 大 的 多 是 那 些 峰 值 较 低 的 雷 电 流N5O<在 雷 电 流 分 析 时 其 波 形 一 般 取 为 (4(,73KW<峰值电流为 63XYN0O)利用电磁暂态分析 程 序 Z[\9对 上 述 风 电 场 在 雷 击 过 程 中 各 点 的 地
!"#仅 通 过 电 缆 屏 蔽 层 连 接
!$#通 过 电 缆 屏 蔽 层 和 金 属 导 体 连 接
图 % 雷击 &’机组时各机组地电位波形
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