一种新型的风力发电机组直击雷防护方案
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
风力发电机组的综合防雷技术措施
风力发电机组的综合防雷技术措施发布时间：2022-08-17T07:32:52.208Z 来源：《福光技术》2022年17期作者：傅永安[导读] 风能作为一种清洁无污染的能源，其利用风力发电所产生的能源成为现阶段我国发展过程中的重要一部分。
而风力发电则需要使用到风力发电机组，风力发电机组的使用过程中却容易受到雷电的危害。
作为风力发电厂的核心装置，对于风力发电机组的保护十分重要。
发电厂在进行生产计划制定的过程中必须要加强风力发电机组的综合防雷，由此来为风力发电机组创造较好的运行环境，避免雷电事故的出现影响到发电厂的整体经济效益以及生产秩序。
傅永安国华（哈密）新能源有限公司新疆哈密 839000摘要：风能作为一种清洁无污染的能源，其利用风力发电所产生的能源成为现阶段我国发展过程中的重要一部分。
而风力发电则需要使用到风力发电机组，风力发电机组的使用过程中却容易受到雷电的危害。
作为风力发电厂的核心装置，对于风力发电机组的保护十分重要。
发电厂在进行生产计划制定的过程中必须要加强风力发电机组的综合防雷，由此来为风力发电机组创造较好的运行环境，避免雷电事故的出现影响到发电厂的整体经济效益以及生产秩序。
关键词：风力发电机组；综合防雷技术措施1雷击所造成的电力危害以及雷击损坏的机理 1.1雷击所造成的电力危害雷击所造的危害是多方面的，其电力方面的危害主要体现在以下几方面，分别是降低效益、损坏设备以及影响供电等方面。
在降低效益方面，主要是从电力行业发展的整体状况而言，雷击会给风力发电机组带来安全生产方面的危害，一旦发生雷击，往往会造成人员安全以及设备安全方面的问题，这就在一定程度上降低了电力企业的经济效益，增加了风力发电的成本。
损坏设备一般指的是严重性的损坏，一般雷击的电流较小时只会对发电机组的表面造成损坏，但雷击电流过大时便会损坏到风力发电机组的内部线路连接，这就很大程度上阻碍了机组的正常运行，也破坏了电力系统的性能。
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。
风力发电系统雷电综合防护设计方案
增 加使 得雷击破 坏发 生率比预 期的 有所扩大 ， 维 修费用 已达到 不可接 原则 ， 按照客户的要求 ， 进 行全面综 合系统 的防护 ； 计出最佳 方案来 防 受 的水平 。 随着风 电机 组单机 容量加 大以及 风电机组 向海 上发展 ， 雷击 止或减轻 因雷击所发 生的财产 损失、 人身伤 亡、 设备 损坏、 通讯 中断 等 故 障对风 电机 组运行 可靠性产 生重大 影响 。 特 别是 当多台 大型风 电机 损失。 组 安装在 风 电场同时 使用时， 因一次雷 击导 致多台大 型风 机停运 的潜 ４ ． 数 据勘 测 及结 论 在 损失是不 可接受的 。 风 电机 组因其实际尺寸和性 质上的特点 ， 它的防 ４ ． １ 现 场情况 。 百 花 山风 电场位于云 南省昆明市富 民县罗免彝族 苗 雷 问题 也不同。 风 电机组 广泛使用复合绝缘材料 ， 如 玻璃纤维 增强塑料 族乡， 海拔在 ２ ３ ０ ０ － ２ ７ ３ ０ ｍ之 间， 场区面积约２ １ ． ８ ｋ ｍ。 。 百花 山风 电场 的 （ 玻璃 钢 ） ， 作为承 载部件 。 防 雷保护系统应与风 电机组 的不 同部 分完 装机 容量为４ ８ ＭＷ， 拟安装单机 容量２ ． ０ ＭＷ的风力发电机组４ ８ 台， 轮 毂 全合为 一体 ， 确 保所有可能受 到雷击的部分 都可 耐受雷击， 并且雷电流 高度初 拟为８ ０ ｍ， 百 花 山风 电场 共有２ ４ 套风机 。 在百 花山风电场 内配 套 能 安全地 从雷 击点传 至地面 ， 从而 不致 对系统 造成 不可接 受的 损坏或 建设２ ２ ０ ｋ Ｖ升压站一座 ， 汇集风 电场电量并 向系统输 送。 风 电场 每台风 干扰 。 机 及其 配套的箱 变共用 一套 防雷接 地装 置， 每 套接地 装 置由水平接 地 １ ． ２ ｆ电危害的途径 ： 雷 击的危害众所周知 ， 它不但对人会造 成生命 体和 垂直接地体组 成， 升压站各 电压等级 电气设 备及建 构筑物等共用 一 危险 ， 而且对设备 也造成 损坏。 雷 击一般分为直击雷、 雷 电感应、 雷 电电 套 防雷接 地 装置 。（ 本方案 以１ 号风机 为例 ） １ 号风机 地 势平坦 、 宽 阔山 磁脉 冲、 地 电位 反击以 及操作过 电压这 五部 分 ： Ｌ ２ ． １ 直击雷。 雷 电直接 顶 ， 周边为２ ０ ３ ０ 。 下坡 ， 岩土组合地 基。 石芽分布 ， 基岩面起伏较 大 ， 未 击在建 筑物上 ， 产生 电效 应、 热 效应 和机械 力等混 合力的作用， 使建 筑 发现 溶洞 发育。 强风化 白云 岩。 基 岩出露 ， 部分地 区土 层为硬 塑状 态粉 物产生实质性损坏 ， 以及引起人员伤 亡和财产损失等。 １ ． ２ ． ２ 雷电感应。 质粘士 ， 厚约０ ． ５ 米， 测得土壤电阻率约为１ ７ ４ ２ ． ７ Ｑ・ ｍ。 雷云之 间或雷云对 地之 间的 放电而在附近 的架 空线路， 埋 地线路 ， 金属 ４ ． ２ 勘测 结论 。 按照 《 建筑 物 防雷 设计 规范 》Ｇ Ｂ ５ ０ ０ ５ ７ － ２ ０ １ ０ 第 管道或 类似 的传导体上 产生 感应过 电压， 该电压通过导体传送到 设备间 ３ ． ０ ． ３ 条 第３ 款要求 ：“ 国家 级计算中心 、 国际通讯枢纽 等对 国民经济有 接摧 毁微 电子设备。 据 资料显示微 电子设备 遭雷击损坏 ， ８ Ｏ ％以 上是 由 重要意义的建筑物 ” 规 定， 百花 山风 电场为第 二类 防雷建筑物 ， 感应雷击 引起 。 １ ． ２ ． ３ 雷 电电磁脉冲。 是一种 电磁干扰 源， 由于闪 电通 道 ５ 设计 方案 或者 雷 电流下泄通 道有剧 变的 雷 电流 通过 时， 在 闪电通 道周围或 者金 ５ ． １ 接闪器。 利 用风电机组叶片作为接闪器， 接 闪器将雷 电流引入并 属导体周围产生向四周辐 射的强烈电磁场， 从而 引起 的雷电灾害事 故。 且能够 传导全部 的雷 电流； 另外 ， 接 闪器必须具 备一定尺寸以便牢 固地 特别是风 电系统 集中了大量的高科 技设备 ， 管理和 收费工作的实 时性， 固定在叶片表 面， 铝的横截面为７ ０ ｍｍ２ ； 机 舱顶端敷设一 圈环 形的避雷 雷 电灾害带来 的损失将无法估量。 １ ． ２ ． ４ 地 电位反击。 雷击点在风机 附近 带 ， 在机舱 盖后缘安装 避雷针， 避雷针高１ ． ５ ｍ 与避 雷带相互连接 。 或者 防雷装 置泄 放雷 电流入 地时产生 的瞬时高 电位 反窜回建筑物 内部 ５ ． ２ 引下线 。 利用 风电机 组叶片 中金 属 网格 、 钢丝 及电机 组叶片 的 对建筑 物 内部 的设 备和人 员造成 巨大损 失。 １ ． ２ ． ５ 操作过 电压 。 电涌 的 边角作为引下线， 起 引下线作用的 叶片表面金 属导体必须 有足够 断面才 来源除 了雷 电之 外还 有电气设备的 操作过 电压 。 在电感性 负载 突然切 能经 受住直击雷 ， 并 传导全 部的 雷电流 。 内部 引下线系统 ： 导体 放置在 断时， 在电感元件 中储存的磁 场能量 释放 出来， 变成 为电场能 量 ， 产生 叶片表 面是将雷电导体放 置在叶片 内部 。 导体的金 属固定装 置穿过叶片 很高的过 电压 。 操作过 电压虽然 电压不高 ， 但 持续时 间较长 ， 而且发生 表面起 离散 的雷 电接 闪器作用 。 目前生 产的 许多叶片使 用这 种 防雷保
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风电场是利用风能发电的重要设施，但由于其高处位置和金属结构等特点，容易成为雷击的目标。
雷击风电机组可能导致设备损坏、发电停止甚至火灾等严重后果，因此必须采取有效的措施防止雷击事故的发生。
以下是一些常见的措施：1.雷电监测系统：在风电场周围建立雷电监测系统，通过实时监测雷暴活动情况，以提前预警风电机组和人员，确保安全转避。
2.超高大风避雷装置：安装超高大风避雷装置，可大大降低风电机组被雷击的概率。
该装置采用棒状闪络绳、金属网和接地装置等，构成一个良好的避雷网，能够吸引雷电并将其引入地下。
3.接地系统的建设：准确设计和建设风电机组的接地系统，确保接地电阻低于一定标准。
接地系统能够将雷电引入地下，以保护风电机组设备免受雷击。
4.避雷针/避雷网：在风电机组的周围安装避雷针或避雷网，以降低雷击的可能性。
避雷针通过尖端放电，将雷电引导到地下，避免了对风电机组的伤害。
5.避雷防护盖：对风电机组的机舱部分安装避雷防护盖，减少雷击的可能性。
避雷防护盖能够吸引和引导雷电分散，避免雷电直接击中敏感部位。
6.防止静电聚集：有效地排除风电机组上的静电，减少雷击的可能性。
可以通过在机组上加装静电释放装置等方法来实现。
静电释放装置能够及时将静电释放到大气中，减少风电机组周围的电场变化。
7.高压装置的防护：电力设备和输电线路等高压装置容易成为雷击的目标，必须采取相应的防护措施。
可以通过安装避雷针、避雷网等设施，建立有效的接地系统，保护高压装置免受雷击。
8.定期维护和检测：定期对风电场的防雷设施进行维护和检测，确保其正常运行。
包括检查避雷装置的完好性，及时更换损坏的部件，保证其良好工作状态。
9.停电保护：在雷电活动频繁的天气条件下，可以考虑临时停电措施，以确保人员和设备的安全。
及时关闭风电机组，减少雷击风险。
总之，为了防止风电机组的雷击事故，必须采取一系列的措施，包括建立雷电监测系统、安装避雷装置和避雷网、做好接地系统、保护静电聚集、维护和检测等。
风力发电机直击雷的防护
风力发电机直击雷的防护摘要：本文介绍了风力发电机叶片的结构特点和直击雷防护措施，对于目前常用的直击雷防护措施进行了分析和比较，并就风力发电系统接地工程提出了一些建议。
关键词：风力发电；直击雷防护；新能源引言风力发电是新能源产业中的重要组成部分，截至2007年全球风电装机容量已经突破9万MW，我国预计到2010年风电装机容量将达到2000万kW，年发电量为400亿k W·h。
可见，未来几年风电产业将成为国内的支柱产业，也将带动一批相关的上下游产业的高速发展，风电系统防雷也将成为重要的组成部分。
1 风电防雷系统的组成针对风力发电机组的防雷，按照风力发电机的结构特点可分为直击雷防护和雷电电磁脉冲防护两部分:1.1风力发电机的直击雷防护(1) 叶片的直击雷防护；(2) 机舱及塔桶的等电位链接；(3) 风机的接地设计1.2风力发电机雷电电磁脉冲防护系统的组成(1) 电控系统的雷电电磁脉冲防护;(2) 信号控制系统的雷电电磁脉冲防护;(3) 等电位及屏蔽防护本文重点介绍风力发电系统直击雷防护系统中叶片的防雷特点和工程接地。
2 风力发电机组叶片的防雷从图1可见，风力发电机组中最高部分就是叶片的最高高度，当叶片运行到最高高度时，即可视为避雷针形成引雷通道，是目前全球范围风力发电机遭雷击破坏影响最大的一种情况。
对于风力发电机的叶片防雷，全球各风电设备制造厂商都采取了不同的防护措施，也都取得了一定的效果，对于目前行业中风电叶片的防雷措施本文也会做一下简单的比较。
图2 叶片的雷电放电测试(LM公司资料)2.1 叶片的结构目前，风力发电机组的叶片都是由复合材料制成的大型中空结构，如玻璃纤维增强的复合材料GRP(玻璃钢材料)，木材、复合板材和碳纤维增强塑料（CRP）。
碳纤维增强塑料（C RP）一般用于加强叶片的结构或特殊元件（如：带翼尖失速制动装置）的叶片变浆轴。
早些时间，一些观点认为雷电不会击中绝缘材料制成的叶片上，可是，实际的运行经验彻底的打破了这种观点，事实上，雷电会击中没有任何金属材料的叶片上，从而导致整机的火灾。
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
随着风力发电技术的快速发展，风力发电机组的防雷技术也成为了研究的热点之一。
在风力发电场中，风力发电机组经常会受到雷击的影响，从而可能导致风力发电机组的损
坏甚至引发火灾。
研究风力发电机组的综合防雷技术措施具有重要的理论和实际意义。
风力发电机组的综合防雷技术措施包括外部和内部两个方面。
在外部方面，应该优化
风力发电机组的布置，避免高雷电密度区域，特别是高耐雷区域。
还应加强对风力发电机
组周围的植被和建筑物等的防雷保护，以降低雷击对风力发电机组的干扰。
在内部方面，首先需选择合适的雷电防护设备，如避雷针和避雷网等，以确保风力发
电机组在雷电环境中运行时的安全性。
还需对风力发电机组的内部电气设备进行防雷处理，如对电缆进行防雷绝缘处理，以提高风力发电机组的抗雷击能力。
风力发电机组的综合防雷技术措施还需要考虑不同气象条件下的防雷效果。
由于气象
条件的不同，雷击形式和强度也会有所不同。
在不同气象条件下，需要调整风力发电机组
的防雷措施，以提高其在不同气象条件下的防雷能力。
风力发电机组的综合防雷技术措施还需要结合实际的运行情况进行优化。
通过实际运
行的数据分析，可以了解风力发电机组在不同情况下受到雷击的频率和强度，从而针对性
地进行综合防雷技术措施的优化和改进。
还可以通过远程监控系统对风力发电机组进行实
时监测，及时发现雷击问题并采取相应的措施，以确保风力发电机组的安全运行。
浅析风电机组直击雷击防护
浅析风电机组直击雷击防护摘要本文结合风电机组防雷的研究成果,对风电机组桨叶、轴承、机舱等的直击雷防雷措施进行较初步的阐述。
关键词风电机组直接雷击防雷措施一、前言风能作为一种清洁的可再生能源，日益受到世界各国的重视。
中国风能储量很大、分布面广，风力发电产业迅速发展，成为继欧洲、美国和印度之后的全球风力发电主要市场之一。
随着风电机组单机容量的增大，风电机组的塔筒越来越高，再加上大型风电机组一般安装于开阔地带或山地，因此风电机组遭受雷击的概率也较大。
直击雷是闪击直接击于建（构）筑物、其他物体、大地或外部防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力。
风电机组遭受直接雷击时，强大的雷电流将在其传输入地的路径上产生热效应和机械效应，对桨叶、轴承和传动部件造成直接和潜在的损坏，引起机组停运事故，危害风电系统的安全可靠运行。
因此，在风电机组的防雷设计中，直接雷击防护一直受到十分广泛的关注。
本文将介绍机组的雷击特性及桨叶和轴承部件的雷击损坏机理，并对机组的直接雷击防护措施加以讨论。
二、桨叶防雷1.雷击对桨叶的损坏。
桨叶是风电机组上最容易受到雷击的部件，在整个机组的雷击损坏维修成本中，它的损坏维修费用所占额度最高。
桨叶主要有玻璃纤维增强塑料（GRP）、碳纤维增强塑料（CFRP）、木质、钢和铝等材料组成，其结构常为外壳加内梁的组合形式。
由于所采用壳体材料的电阻率相当高，材料本身在正常情况下是不易导电的，但在强大电流作用下就能够产生导电路径。
当一片桨叶受到雷击后，在桨叶上出现的放电通道可能有3条，即桨叶壳体外表面、内表面和壳体材料叠层的交界面。
雷电流可以通过沿面放电通道直接在壳体外表面上传导，也可以在雷击点处产生一个热溶洞孔，透入洞孔去沿壳体的内表面或材料叠层交界面的沿面放电通道进行传到。
雷电流透入洞孔后，沿壳体内部路径传导，传导时常会出现电弧，弧道温度高达30000K，这样高的温度会严重烧毁弧道附近的壳体材料，同时高温也会在壳体内部产生高压力的冲击波，对桨叶壳体产生机械损伤，常使受雷击后的桨叶上出现裂缝，严重时会导致桨叶断裂。
风力发电场防雷接地施工方案
风力发电场防雷接地施工方案一、背景介绍风力发电作为新兴的清洁能源形式，在近年来得到了广泛的推广和应用。
然而，随着风电设施规模的不断扩大，雷电对风力发电场的危害日益凸显。
为了保障风力发电场设备的正常运行和人员的安全，建立合理有效的防雷接地施工方案势在必行。
二、施工目标本防雷接地施工方案旨在实现以下目标：1. 提供合理的防雷接地方式，有效阻止雷电对风力发电设备的损害。
2. 保护风力发电场的工作人员免受雷击伤害。
3. 确保风力发电场设备的正常运行，减少设备损坏和停工维修时间。
三、防雷接地施工方案根据风力发电场的特点和雷电防护的原则，本方案提出以下防雷接地施工方案：1. 防雷接地设施选址防雷接地设施选址需满足以下条件：- 避免设施受到周边建筑物和树木的阻挡，确保接地设施能够充分暴露于空气中。
- 选址处地质条件应稳定，避免存在湿地、泥泞等不利于接地效果的地方。
2. 接地棍的设计与安装接地棍是防雷接地系统的关键组成部分，其设计与安装需要遵循以下原则：- 接地棍的材料应选用导电性能好且耐腐蚀的铜材，确保接地效果稳定可靠。
- 接地棍的长度应根据设计需求和地质条件合理确定，通常要求接地棍埋入地下至少2米以上，并通过焊接、螺栓等方式与风力发电场设备连接。
- 接地棍的安装位置要靠近主要设备，同时考虑布置合理性和施工便捷性。
3. 接地线的布设接地线的布设需要注意以下要点：- 接地线选用耐候、耐腐蚀的铜材料，尽量减少导电电阻，确保接地的连续性和稳定性。
- 接地线的长度应尽量缩短，减少电阻的影响。
同时，要避免接地线与其他电线、电缆等设备发生干扰。
- 接地线的规划应符合相关安全规范和要求，合理划定接地范围。
4. 检测和维护防雷接地设施的检测和维护是保证施工方案有效的重要环节：- 定期对防雷接地设施进行检测，确保接地的连续性和稳定性。
- 如发现接地设施损坏或存在问题，应及时采取修复措施，确保设施的正常运行。
- 对防雷接地设施进行维护，及时清理接地设施周围的杂物和堆积物，保持设施表面的导电性能。
风力发电机组防雷设计方案
风力发电机组防雷设计方案深圳天顺科技有限公司曾中海一：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，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。
二：风机对比介绍风电变速恒频风力发电系统，主要分为双馈式和直驱式。
双馈式风力发电系统由于其变流器容量（滑差功率）只占系统额定功率的30％左右，能较多地降低系统成本，因此双馈式系统受到了广泛的关注。
与双馈式相比，直驱式采用低速永磁同步发电机结构，无需齿轮箱，机械损耗小，运行效率高，维护成本低，但是，由于系统功率是全功率传输，系统中变流器造价昂贵，控制复杂（本文重点介绍直驱式风电系统雷电防护）。
直驱风力发电系统风轮与永磁同步发电机直接连接，无需升速齿轮箱。
首先将风能转化为频率和幅值变化的交流电，经过整流之后变为直流，然后经过三相逆变器变换为三相频率恒定的交流电连接到电网。
通过中间电力电子变化环节，对系统有功功率和无功功率进行控制，实现最大功率跟踪，最大效率利用风能。
直驱式风力发电系统中的电力电子变换电路（整流器和逆变器）可以有不同的拓扑结构（常见2种见图1、2）。
图1图2三：设计依据标准1、Germanischer Lloyd; Vorschriften und Richtlinien, Kapitel IV: Nichtmaritime Te chnik, Abschnitt 1: Richtlinie für die Zertifizierung von Windeenergieanlagen 《GL指导文件IV‐1风力发电系统》2、IEC 61400-24 Wind turbine generator systems –Part 24: Lightning protection《IEC61400‐24风力发电系统防雷保护》3、IEC 62305 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。
风电机组发生雷击事故应急预案
一、总则1. 编制目的为提高我风电场应对雷击事故的应急处置能力，最大限度地减少雷击事故造成的损失，保障员工生命和企业财产安全，特制定本预案。
2. 编制依据《电力企业现场处置方案编制导则》《风电场安全生产规程》《雷电防护技术规范》3. 适用范围本预案适用于我风电场内所有风电机组发生雷击事故的应急处置。
二、组织机构及职责1. 应急领导小组由风电场主要负责人担任组长，各部门负责人为成员，负责全面指挥、协调雷击事故的应急处置工作。
2. 应急救援组由电气、机械、安全等部门人员组成，负责事故现场的具体救援工作。
3. 技术保障组由技术部门人员组成，负责事故现场的技术支持和设备恢复工作。
4. 信息联络组由办公室人员组成，负责事故信息的收集、整理和上报工作。
三、事故预警及预防措施1. 预警（1）密切关注气象预报，提前做好防范准备。
（2）加强对雷击事故易发区域的巡查，及时发现并消除安全隐患。
2. 预防措施（1）完善雷电防护设施，确保其正常运行。
（2）加强对风电机组的日常维护保养，提高设备抗雷击能力。
（3）定期对员工进行雷电防护知识培训，提高员工的安全意识。
四、应急处置程序1. 事故报告（1）发现雷击事故后，立即向应急领导小组报告。
（2）应急领导小组接到报告后，立即启动应急预案。
2. 初步处置（1）应急救援组迅速赶赴现场，评估事故情况。
（2）根据事故情况，采取相应的应急处置措施。
3. 现场救援（1）切断事故现场电源，防止火势蔓延。
（2）对受伤人员进行现场急救，并迅速送往医院治疗。
（3）对事故现场进行隔离，防止无关人员进入。
4. 技术支持（1）技术保障组对受损设备进行评估，制定修复方案。
（2）及时恢复设备运行，确保风电场正常运行。
5. 信息上报（1）信息联络组及时收集、整理事故信息，向上级部门报告。
（2）根据事故情况，及时发布事故信息。
五、后期处理1. 事故调查（1）对事故原因进行调查，查明责任。
（2）对责任人进行严肃处理。
风力发电机组防雷接地施工专项方案
目录1.编制目的 (2)2.风电厂地貌及接地电阻要求 (2)3．编制依据 (3)4.防雷接地系统 (3)4.1总接地网 (3)4.2风力发电机组接地布置 (3)4.3集电线路铁塔接地型式 (4)5.接地材料 (6)5.1材料选择 (6)5.2材质要求 (6)6．质量保证措施 (6)7．安全保证措施 (6)防雷接地施工专项方案1.编制目的目前，风力发电被称为明日世界的能源。
由于它属于可再生能源，为人与自然和谐发展提供了基础，而且不像火电、核电、水电会造成环境问题，所以符合社会可持续发展对能源的要求。
所以，风力发电已在我国达到了举足轻重的地位。
然而，风力发电机组是在空旷、自然、外露的环境下工作，不可避免的会遭受到直接雷击。
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。
主体高度约80米、叶片长度约45米、即最高点高度约为120米的风机，在雷雨天气时极易遭受直接雷击。
雷击是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。
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。
为保证风力发电机组的正常、安全使用，特编制此方案。
2.风电厂地貌及接地电阻要求甄家湾风电场位于河北张家口蔚县地区，风力发电机组功率2000KW。
此地，土壤电阻率比较高，超过450Ω.m，加之有岩石的存在，造成不同深度的土壤电阻率分布不均匀。
风机基础占地面积为9.8*9.8π,距其17.5m处有一台箱式变压器，再远处亦是35KV集电线路终端铁塔。
为保证风电场不遭受雷击而正常发电运行，要求风力发电机组的接地电阻值≤3.5Ω，35KV集电线路铁塔的接地电阻值详见接地装置数据表。
3．编制依据（1）施工招标文件及相关施工图；（2）国家、行业及自治区现行的有关工程建设标准、规范、规程及相关的法律、法规，具体如下：《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GBJ50242—2002 《风力发电场项目建设工程验收规范》DLT5191-20044.防雷接地系统4.1总接地网图1、风机与升压变接地网布置图4.2风力发电机组接地布置图2、风机接地布置图4.3集电线路铁塔接地型式铁塔接地施工参照表1以及相关施工图纸。
风电机组雷击应急演练方案
随着我国风力发电事业的快速发展，风电机组在恶劣天气条件下运行的风险日益增加。
雷击作为一种常见的自然灾害，对风电机组的安全稳定运行构成严重威胁。
为提高应对雷击事故的应急处置能力，保障人员生命财产安全，特制定本演练方案。
二、演练目的1. 提高风电机组雷击事故应急处置能力，确保在雷击事故发生时能够迅速、有效地进行救援和处置。
2. 检验应急预案的可行性和有效性，进一步完善应急预案。
3. 增强参演人员的安全意识和应急处置技能。
三、演练时间2022年X月X日四、演练地点某风电场五、参演单位及人员1. 参演单位：风电场、消防队、救护中心、气象局、气象台等。
2. 参演人员：风电场全体员工、消防队员、救护人员、气象局及气象台相关人员等。
六、演练内容1. 演练情景：某风电场在雷雨天气下，一台风电机组被雷击，导致机组损坏，两名维修人员被困。
2. 演练科目：（1）雷击事故报警及信息传递（2）现场应急响应（3）被困人员救援（4）火灾扑救（5）事故调查与处理七、演练步骤1. 演练准备阶段（1）成立演练指挥部，明确各部门职责。
（2）制定演练方案，明确演练时间、地点、内容、参演人员等。
（3）对参演人员进行培训，确保其熟悉演练内容、流程及操作规范。
2. 演练实施阶段（1）雷击事故报警及信息传递：模拟雷击事故发生，风电场工作人员发现后立即报警，并向相关部门报告。
（2）现场应急响应：演练指挥部根据事故情况，迅速启动应急预案，组织相关人员开展救援行动。
（3）被困人员救援：消防队和救护中心接到报警后，立即出动救援队伍，对被困人员进行救援。
（4）火灾扑救：消防队员对火情进行扑救，确保火势得到控制。
（5）事故调查与处理：事故发生后，相关部门对事故原因进行调查，并对责任人进行处理。
3. 演练总结阶段（1）参演单位对演练情况进行总结，分析演练过程中存在的问题和不足。
（2）演练指挥部对演练进行总体评价，提出改进意见和建议。
（3）对参演人员进行表彰，总结演练经验。
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一种新型的风力发电机组直击雷防护方案
雷防护, 风力, 发电机组, 方案
一种新型的风力发电机组直击雷防护方案
原作者：YasudaYoh（日本）编译：庄严
关象石庄严牛封
1、中国气象学会雷电防护委员会
2、中国可再生能源学会风能专业委员会
3、北京欧地安科技有限公司
风力发电机组由于其特殊的工作环境和高度特点，往往成为雷击的目标。
雷电对风力发电机的损坏不仅局限于对叶片的损坏，同时也会造成风力发电机组控制系统的严重事故，虽然国际电工委员会和各个国家都编制了相应的风力发电机组的相关规范，例如
IEC61400-24,NRELSR-500/31115中都有对风力发电机组的雷电防护作出规定，减少雷击对风力发电机组的侵害，但是实际运行中仍有大量的风力发电机组因雷击而造成严重的损失。
本文介绍了一种针对于风力发电机组的有效的解决方案，并且以模拟实验作为推理依
据。
关键词:风力发电、风力发电设备、防雷接地
1.背景介绍：
风力发电机的高速发展是全球能源问题的一个表现，在风力发电机在全世界范围内大规模的建设的同时，雷电对风力发电机组的威胁也越加严重，因为，风力发电组的平均高度都在100m左右，并且完全暴露在雷电活动的环境下，并且雷电对风力发电机组的破坏是系统性的同时具有严重的损害后果。
在日本，风力发电机组的防雷保护已经是风力发电企业必须重视的重要议题，事实上，在日本海沿海地区已经运行的风力发电机组经常会遭到
雷击，
有相应的数据表明，冬天的闪电其雷击频次和电流水平远远高于春夏季的正常水平。
虽然风力发电机组都采取了一定的防雷电措施，但是对于叶片和内部电控设备的损坏仍然没有得到大幅度的减少，而在机仓上树立一根避雷针是不能完全解决风力发电机组的防雷
问题的。
反倒会为机仓内的电子设备造成严重的雷击电磁脉冲的侵袭。
为了降低工程成本，按照IEC61400-24标准中的介绍，风力发电机组采用叶片作为接闪器，同样会造成对风力发电机组的严重损坏，由于泻流通道的不完善，风力发电机组的叶片、发电机、变压器及控制电路同样会遭到破坏。
根据IEC整理的相关数据表明，最常见的事故是低压配电系统和通信系统的损坏。
本文设计了一种针对于风力发电机的轮毂和机舱底座之间的放电通道，使雷电流不通过风力发电机的主轴及机舱壳体，减少了雷击电磁脉冲的强度。
本设计采用了2个环形放电极，分别固定在轮毂和机舱水平主轴上，通过间隙放电的形式使雷电流快速泻放。
本实验以模拟2KW的风力发电机按照1/100同比例缩小进行实验演示。
2.模拟系统的防雷方案
图1是本次实验的原理示意和传统的风力发电机雷电泻流通道的对比。
一般情况，雷电击中叶片后，会通过叶片上的避雷线传导雷电流到轮毂，并且通过轮毂的联轴器进入风机机仓的齿轮箱通过其外壳向塔筒泻流至大地；而新型的措施的雷电通道是通过叶片接闪后直接泻放到轮毂的环形放电器上，通过轮毂上的环形放电器与塔筒上水平安装的环形放电器之间的放电，泻放雷电流；由于雷电流没有通过机舱内部，所以不会对机舱内的电子
设备和线路造成干扰和损害。
3．模型试验
为了验证提出的防护措施有效性，作者进行了模拟雷击实验。
为了精确的模拟2MW风机的模型，采用1/100的比例进行缩小，2MW的风机高度为60m，叶片旋转半径39m，模型的高度为60cm,叶片旋转半径39cm（如图2.3）.该模型有不可燃的ABS树脂作为模型的制作材料，用其制作塔筒、叶片和机舱，环形电极采用4mm的铜线制成，分别固定在轮毂和机舱旋转面以下。
在叶片上采用2mm的铜线作为叶片的避雷线。
塔筒上的环形电极通过单独的引线接地。
实验使用的是800KV/5KJ脉冲发生器，如图所示。
4．试验过程
实验表明（图6），通过对模型的放电观察，明显的看到，当叶片接闪后雷电流通过轮毂的环形电极与固定在塔筒上的水平电极形成了放电间隙，并持续的进行了放电；在改变放电板与叶片间的距离后（如图7）叶片的避雷线同样将雷电流引入轮毂的环形放电器，并通过其与塔筒的水平环形放电极进行了放电。
当改变风车的角度后（图9），是雷电流击中风车机舱时，可以明显的看到机舱顶部的避雷针已经形成了上行先导，当雷电通道形成后，固定在轮毂的环形放电器与固定在塔筒的环形放电器同样形成了放电通道。
通过对全部细节情况(b)的放大。
可以看到轮毂上固定的垂直环形电极与塔筒上的水平电极之间的放电效
果.在（图10）中通过数值的总结及对比以上的试验结果。
并且验证了这种方式的有效性，无论是采用正极性还是负极性产生的电流都能够有效的通过两道环形放电极进行泻放，试验结果表明，环形放电极之间的距离越小，对雷电的泄放效果越好，但目前的问题是如何在风机的轮毂及塔筒上固定好这两个环形放电极，由于风机在运行过程中会产生自振和共振效应，需要确保量和环形放电极之间的距离保持一定，并且能够良好接触。
5．结论
本实验提出了一种新型的对于风力发电机防雷有效的防护方法，改变了传统的雷电泻流通道，减少了雷击电磁脉冲对机舱内电子设备的侵入程度，有效的提高了风力发电机组
的抗雷能力。
附图：
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