风电场防雷接地系统的相关技术
风力发电机组的气象防雷保护
风力发电机组的气象防雷保护：随着风力发电机组单机容量的不断増大，风机轮毂高度和叶片高点也在不断増高，在旷野、山顶和沿海地区，风机遭受雷击的概率非常大。
从各风场反馈的情况来看，雷击不但是造成风机故障停机的重要因素，甚至直接影响风电场的安全运行。
本文首先从雷电的破坏机理和形式入手，对雷电的防护区域进行了划分，并提出了风力发电机组的防雷保护设计原则和防雷系统工程方案;而后对风机整机系统的防雷保护进行了系统的分析，并提出了具体的防雷保护方法。
标签：风力发电防雷雷电1引言风能是一种绿色、安全的清洁能源，也是当前技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生能源。
近年来，风力发电机组的单机容量越来越大，为了吸收更多能量，轮毅高度和叶轮直径不断增高;同时，高原、沿海、海上等新型风力发电机组的开发，使风力发电机组开始大量应用于高原、沿海、海上等地形更为复杂，环境更为恶劣的地区，更加加大了风力发电机组被雷击的风险。
据统计，风电机组故障中，由遭遇雷击导致的故障占到4%。
电具有极大的破坏力，雷击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、控制元器件烧毁等故障，给风电场带来直接和间接的巨大经济损失，此风力发电机组的防雷保护已日益引起各个风电机组制造厂家和风电机组研发设计人员的重视。
风电机组的防雷是一个综合性的工程，防雷设计的到位与否，直接关系到风电机组在雷雨天气时能否正常工作，并且确保风电机组内的各种设备不受损害。
2雷电的产生及危害雷电是雷云间或雷云与地面物体间的放电现象，电位差可达数兆瓦甚至十兆瓦，放电电流几十千安甚至几百千安。
经验表明，对地放电的雷云绝大部分带负电荷，当雷暴经过大地时，云块下方原本负电荷充电的几公里的雷暴范围内的大地可以变为正极充电。
这些正电荷会集中在垂的物体上，比如树木和高耸的建筑物。
这些物体向上释放出正极的放电，并试图与从云块发出的向下的负极放电相结合，当正负电荷相结合时，闪电就发生了。
2.1雷电的破坏形式风力发电机一般都是安装在空旷的地方，并且明显高于附近的建筑物和树木，所以整个风机是暴露在直接雷击的威胁下，尤其是叶片。
多雷地区风电场架空集电线路防雷改造与技术创新
摘要：随着国内山地风电场建设，山地多雷地区风电场内35kV集电线路每年雷雨季节因雷击跳闸的故障已成为较普遍的问题。
本文通过对部分风电项目防雷技改及运行的效果进行分析，阐述场内集电线路防雷技术创新实践。
关键词：架空集电线路防雷改造1、引言风电场由于其特殊的野外工况条件，场内架空输电线路路径基本在山脊上，由于35kV架空集电线路的防雷标准滞后的问题造成这种特殊的工况下防雷措施存在一定的瑕疵，例如铁塔塔型落后、地线保护角过大、线路避雷器设计通流量偏小等问题在风电行业较为普遍，由此导致的风电场架空集电线路因雷跳闸率居高不下；现有设计虽然满足现行35kV防雷标准，但又存在与风场需求相悖的矛盾，集电线路防雷改造是否需要技术创新？怎样创新才能有效降低风电场的雷击概率？本文通过对风电场集电线路的防雷改造及运行效果进行介绍，提出对风电场线路防雷保护的新思路并促进风电防雷标准体系的完善。
2、风电场雷击跳闸案例某项目位于湖南省郴州市附近，郴州地区是湖南省雷暴活动最为活跃的地区，2019年发布的当地雷暴日为61.5天，属多雷区；根据近30年平均雷暴数据显示，每年雷暴日活跃周期从每年4-8月份。
图1：湖南地区雷电活动分布示意图图2：湖南地区30年平均雷暴活动月份分布雷电活跃的月份与项目每年遭受雷击导致停电跳闸的周期具有高度的一致性，2018年上半年集电线路因雷跳闸9次，以7月13日一次雷暴引起的两条线路跳闸为例：1）15:00′1#集电线路过流保护I段动作跳312开关，查保护装置和故障录波，雷击时AB相最大电流1#集电线路为3.876A，经过约220ms延时跳闸（1#集电线路过流I段保护定值为2.3A.延时0.15S），超过过流一段动作电流；判断1#集电线路发生的是雷击引起的AB相间短路瞬时故障并在释放对地放电电流引起37#风机终端塔A相避雷器外表复合绝缘破裂，保护动作正确，跳闸正确。
2）15:04′2#集电线路过流保护I段动作跳311开关，查保护装置和故障录波，雷击时AB相最大电流1#集电线路为5.343A，经过约222ms延时跳闸（2#集电线路过流I段保护定值为2.75A.延时0.15S），超过过流一段动作电流；判断2#集电线路发生的是雷击引起的AB相间短路瞬时故障并在释放对地放电电流引起31#风机终端塔B相避雷器外表复合绝缘破裂，保护动作正确，跳闸正确。
风电场的防雷和接地
风电场电气系统
2
§1.2 雷电的危害
防雷与接地
直击雷：雷云放电时，雷电流可达几百千安。通过被雷击物 体时，产生大量的热量，使物体燃烧。
感应雷：雷电感应是雷电的第二次作用，即雷电流产生的电 磁效应和静电效应作用。
❖ 电气设备的接地：通常情况下是指不带电的金属导体（一 般为金属外壳或底座）。
❖ 非电气设备的导体接地：如风管、输油管及建筑物的金属 构件经金属接地线与接地电极相连接。
风电场电气系统
6
§2.1 接地基本概念
防雷与接地
Uk
❖ 接地电阻：即接地装置对 地电压与入地电流之比。
它包括接地线、接地体的
电阻以及接地体与土壤间
属体，如输油金属管道等，称为防电蚀接地。牺牲阳极保 护阴极的称为阴极保护。
风电场电气系统
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防雷与接地
§2.3 接地的一般要求
§2.3.1 接地网设计基本要求
❖ 1）电气设备及设施宜接地或接中性线，并做到因地制宜， 安全可靠，经济合理。
❖ 2）不同用途和不同电压的电气设备，除另有规定者外， 应使用一个总的接地系统，接地电阻应符合其中最小值的 要求。
➢ 电力设备传动装置。 ➢ 互感器的二次绕组。 ➢ 配电、控制保护屏（柜、箱）及操作台等的金属框架。 ➢ 屋内配电装置的金属构架和钢筋混凝土构架，以及靠近带
电部分的金属围栏和金属门、窗。 ➢ 交、直流电力电缆桥架、接线盒、终端盒的外壳、电缆的
屏蔽铠装外皮、穿线的钢管等。 ➢ 装有避雷线的电力线路杆塔。 ➢ 在非沥青地面的居民区内，无避雷线非直接接地系统架空
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。
风力发电机组防雷接地施工专项方案
目录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*π,距其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≤Ω，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.防雷接地系统总接地网图1、风机与升压变接地网布置图风力发电机组接地布置图2、风机接地布置图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。
表1、35KV集电线路铁塔接地型式一览表5.接地材料材料选择根据设计要求，风机接地网采用60*6热镀锌扁钢，接地体采用热镀锌钢管（φ70 b= L=2500mm）；集电线路铁塔采用φ12热镀锌圆钢。
风力发电系统防雷技术分析与改进
风力发电系统防雷技术分析与改进摘要：风电行业是一个正处于高速发展的行业，近年来雷击事件屡有发生，致使风电机组无法使用。
本文主要讨论风力发电系统防雷问题，经过对风电机组中的防雷性能以及防雷技术进行分析，相应地提出有针对性的防雷措施，保证风电场的安全性。
希望通过本文的分析能为以后的具体工作起到一定的参考作用。
关键词：风力发电；雷电；防雷保护；浪涌保护引言风力发电是一种清洁的、为人与自然提供了和谐发展的可再生能源。
由于风力发电系统工作在自然环境下，不可避免的会遭受到雷电的影响，涉及的过电压保护及防雷接地问题较多。
雷击是自然界中对风力发电系统安全运行危害最大的一种灾害。
如雷击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。
通过对风力发电系统防雷方案的阐述，对风力发电的设计具有一定的工程实际意义。
1、雷电的危害雷电对风电发电机组的危害，可分为雷电对机械结构的损坏和对电气系统的损坏。
雷电对机械结构的损坏，主要是指雷电对叶片、测风仪等风电机组尖端部件的损坏，由于风力发电机组的叶片高度较高，叶片成了最易受直接雷击的部件。
叶片是风力发电机组最昂贵的部件之一，大部分雷击事故只损坏叶片的叶尖部分，少量的毁损坏整个叶片；雷电对电气系统的损坏，主要是指雷电电流通过导体直击或感应作用在电气系统上，如发电机、电控系统等，会造成器件绝缘受损或被击穿、电气件损坏等严重后果。
2、设计方案的原则在防雷工程设计中要达到技术先进，安全可靠和经济合理首先依赖于对雷电流的科学认识。
国际电工委员会（IEC）于1992年在IEC61024-1-1和1995年的IEC61312-1中相继公布了雷电波参数和典型雷电流波形。
参考建筑物防雷设计规范GB50057-2000第6.4.7条有具体要求。
对那些处于旷野、或较高的建筑物，因可能直接击接闪雷击，均应按10/350μs波形来考虑防护，在低压主配电柜位置应加装通流量大、焦耳量高的符合I级测试要求（10/350μs）的开关型防雷及电涌保护器SPD，以利于在入户处将大部分雷电流转移入地，保障后续设备安全，我们就可以针对雷电波入侵的路径进行系统的防护。
风电场防雷接地施工工法
风电场风机基础防雷接地工法（三门峡渑池荆庄100MW风电项目）一、前言风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。
因此风力发电也因之崛起，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。
风力发电场广泛随着社会经济的发展，建设量也持续增加。
然而，风力发电机组是在空旷、外露的的环境下工作，不可避免的会遭受到直接雷击。
由于风电技术的迅速发展，风力发电机组的容量也越来越大，轮毂高度100米，叶片长度68米、即最高点高度约168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。
这种情况下，防雷接地系统问世。
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，因此风机基础的防雷接地施工技术成为重中之重。
二、工法特点2.1施工工序衔接紧密，人员分工详细，各负其责，互相协作，既能确保工程质量，又可以提高工作效率。
2.2该工法易于掌握，施工方便，且满足设计要求。
三、适用范围本工法适用于风力发电机组基础、变电站防雷接地装置施工作业。
四、工艺原理该工法根据流水法施工原理，结合接地网施工特点，科学合理安排施工工序，将整个施工过程分为：（1）接地网测量放线；（2）接地沟开挖；（3）敷设接地扁钢与垂直接地极；（4）接地扁钢之间连接与垂直接地极连接；（5）接地扁钢涂刷防腐、防锈材料；（6）检查验收合格；（7）接地沟回填；（8）检测接地电阻值；（9）检测接地电阻值是否≤4Ω，如小于该步骤结束进入下到施工工序，如＞4Ω需放置接地模块。
九个工序，按顺序施工，当上一道工序完成一定工作量后，同时开始下一道工序施工。
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。
风力发电场防雷接地技术
风力发电场防雷接地技术摘要：雷电对风扇的危害包括直雷、雷电感应和雷电波侵入。
雷击具有随机性强、破坏力强的特点，风电机组不可能完全避免遭雷击。
因此，采取有效措施减少累积破坏是每个风电场面临的最重要问题。
对于风力发电来说，良好的接地系统对于在发生雷击时尽快将雷击电流释放到地面是非常重要的。
关键词：风力发电场；接地电阻；防雷保护；雷击是影响风电机组乃至整个风电场安全运行的重要因素，因此对风电场的防雷接地的研究具有重要的现实意义。
结合实际风电场分析了风机雷击事故的破坏机理，针对实际风机接地电阻阻值要求和接地电阻的影响因素，对接地系统进行了研究，并对接地电阻进行了计算，提出了接地设计中应该注意的问题。
一、风力发电场机组接地要求1.接地装置材料的选择。
一般来说，风力发电机组接地装置都是由结构钢制作而成，但如果土壤电阻率相对较高，应该及时采取有效的方法，应用特殊的接地装置材料，诸如长效防腐降阻剂等。
选择材料的时候必须仔细检查材料，不能有粗细不均或锈蚀的现场。
垂直安装的接地体一般是由钢管或角钢制作而成，角钢制作接地体具有成本低、制作过程便捷等特点，但散流效果不够理想。
所以针对土壤电阻率较高的地区，接地装置通常是由钢管制作而成，钢管制作而成的接地装置具有更长的使用寿命，具有较好的防腐效果。
2.技术要求。
（1）所有风电机完成接地网施工后必须单独进行电阻值的测试。
一旦发现测试结果不理想，立即按照涉及要求进行完善。
（2）控制接地体埋深和施工最终夯实地面的距离>1.0m，接地体完成买入后，必须进行分层夯实。
（3）不管是接地体和引线之间，还是接地体之间，都必须做好防腐处理工作。
（4）为了对接地装置进行检测，需要设置测量井。
（5）在进行直埋电缆沟内施工的过程中，应该格外注意电缆的保护。
二、风电场接地系统结构同其他的电力系统一样，风力发电系统必须接地，从而在电气设备和大地之间建立起低阻抗的电气贯通，以确保机组的可靠运行。
风力发电机的防雷与接地
风力发电机的防雷与接地
风机的接地
➢ 风电机组采用TN方式供电系统,可以较好的保护风机电 气系统及人员的安全.
➢ TN系统,T：系统中有一点一般是电源的中性点直接接 大地,称为系统接地System Earthing；N：用电设备的 外壳经保护接地即PE线Protecting Earthing conductor与系统直接接地点连接而间接接地,称为保 护接地Protective Earthing.意思就是风力发电机组 宜设一共用接地装置,供所有接地之用对于其他原因必 须分开装设的接地装置,应采取等电位连接,连到共用 接地装置上.
风力发电机的防雷与接地
内部防雷过电压保护系统
风力发电机的防雷与接地
内部防雷过电压保护系统
依据是否可能发生直击雷,雷电流的幅值以及相关 电磁场情况,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.
风力发电机的防雷与接地
内部防雷过电压保护系统
雷击造成的巨大声波,对叶片结构造 成冲击破坏
风力发电机的防雷与接地
研究表明,物体被雷电击中时,雷电流总是会选择传导性最 好的路径.故针对雷电的这一破坏特性,可以在被击设备内 部构造出一个低阻抗的对地导电通路,这样就可以使设备 免遭雷击破坏.这一原理是整个叶片防雷措施的基础,并且 贯穿于整个风力发电机的防雷系统中.
风力发电机的防雷与接地
风力发电机的防雷与接地
风力发电机的防雷与接地
鉴于雷击无法避免的 特性,风力发电机组的 防雷重点在于雷击时 如何迅速将雷电流引 入大地,尽可能减少由 雷电引入设备的电流, 最大限度地保障设备 和人员安全,使损失降 低到最小程度.
对于风力机而言,直接 雷击保护主要是针对 叶片、机舱、塔架防 雷,而间接雷击保护主 要是指过电压保护和 等电位连接.
防雷接地施工技术措施
目录一编制说明21.1编制依据21.2适用围2二、工程概况2三、人员组织及分工3四、主要材料及工机具34.1主要材料34.2主要施工机具3五、施工工序3六、施工技术要求46.1接地体（线）的连接46.2避雷针的接地：46.3室、电缆沟接地布置5七、质量注意事项6八、质量保证措施6九、安全文明施工7十、防雷接地施工示7十一、防雷接地施工危险点识别、评价及控制措施9一编制说明1.1 编制依据●《城步十里平坦风电场110kV升压站工程项目管理实施规划》●《电力建设安全工作规程》（DL 5009.3-1997）●《变电（换流）站土建工程施工质量验收及评定规程》（Q/GDW1183-2012）●《中华人民国工程建设标准强制性条文电力工程部分（2006版）》●《国家电网公司电力建设安全健康与环境管理工作规定》（国家电网工[2003]168号）●《国家电网公司输变电工程施工工艺示手册》（基建质量[2006]135号）●《关于利用数码照片资料加强输变电工程安全质量过程控制的通知》（基**全[2007]25号）；●《省电力公司输变电站工程施工标准化作业指导书（2007）》●省电力公司变电站工程标准化施工作业票（湘电公司基建[2008]755号）●《电气装置安装工程接地施工及验收规》（GB50169-2006）；●●《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》●施工图纸《防雷接地》1.2 适用围本措施适用于城步十里平坦风电场110kV升压站工程防雷接地施工。
二、工程概况城步十里平坦风电场110kV升压站工程采用避雷针方式防直击雷，设两根构架避雷针30m。
根据本工程岩土电阻率测试报告，所区平均土壤电阻率取值为1427Ω.m。
接触电势、跨步电势分别要求接地电阻为0.57Ω和4.6Ω。
根据所区电阻率分布特点，本工程采用以水平接地体为主的人工接地网，埋深0.8m，考虑在填方区敷设深层接地网，在允许的围尽量埋深。
局部采用垂直接地体作为集中接地装置。
风电机组雷电防护技术发展综述
风电机组雷电防护技术发展综述摘要：雷电活动，属正常的大自然现象，当前尚没有绝对可靠的防雷技术和措施，现有的防雷技术措施，只能够降低雷害概率。
风电机组因其独特的结构、高度以及区域环境，遭受雷击的风险巨大。
基于此，本文就风电机组雷电防护技术发展进行简要探讨。
关键词：风电机组；雷电防护；技术发展1 风电机组雷电防护概述1.1 常规风力发电机组防雷接地系统目前，一般的风力发电机组防雷接地网设计都是以风机塔筒中心为圆心一圈环形施工水平接地体，再根据现场地形辐射接地网及设置降阻坑，将发生雷击事件产生高频和高强度能量的自然雷电流安全地引导入地，确保人身和设备安全。
而对于高海拔、高土壤电阻率地区风电场，为了让风机接地网电阻值达到设计值，往往是采取各台风机接地网与附近机组的接地装置及架空集电线路避雷线接地网相连，形成大接地网，才能满足风机接地网接地电阻值≤10Ω的要求。
但这种大接地网随着运行年限增加，各相连部位会发生断接或连接不可靠等问题及其他各种外界因素影响，造成单台风机接地网电阻值大大增加，达不到风机防雷的要求。
1.2 风力发电机组防雷接地系统优化改造对于高海拔、高土壤电阻率地区风电场，除了按照常规的风力发电机组设备雷电防护系统安装技术操作规范基本要求进行风机接地网施工外，还应结合风场当地的土壤电阻率、环境因素等，对风机的接地网进行接地优化改造。
通过增设深井接地极、传统垂直接地极和外引水平接地极，与风机原有接地网组成复合接地网，尽可能有效降低接地网的接地电阻，保证风电场各台风机接地网符合防雷要求，以便减小其遭受雷击的概率。
2 风电机组雷击的影响风电机组大多裸露在自然环境中，极易受到雷电的影响。
风电机组遭受雷击后，会形成强烈的过电压，进而对风电机组产生影响。
风电机组雷击的类型，主要包括两种，首先是直击雷，直击雷的损害主要是通过雷电直接放电产生的巨大电磁能量对所击中的风机叶片或者机舱等部件产生的损害。
其次是感应雷，指的是雷电击中风电机组或附近以及雷电流泄放过程中传导到电气和控制系统的电磁效应，这些系统和设备耐压能力弱，极易损坏。
浅析高海拔风电场防雷接地技术
电机 组 防 雷的 几 点建议 与设 想 ， 以供 探 讨 。 关键词： 高海拔 ； 直击雷； 浪 涌保 护 器 ； 接 地 电阻
Ｕ ＝ Ｒ ｉ 十 Ｌ 亟
ｄ ｔ
式中 ， Ｒ为接 地 电阻 ， ｌ ｑ ； ｉ 为 雷 电流 峰值 ， ｋ Ａ； Ｌ为 引下 线 及 接 地 网 的 电感量 ， Ｈ； ｄ ｉ ／ ｄ ｔ 为 雷流 变 化率 ， ｋ Ａ ／ ｓ 。 取 风 机 接地 电阻 为 ４ Ｑ， 雷 电流 １ ０ ０ ｋ Ａ， 雷击点高 １ ０ ０ ｍ（ 引 下 线 电感 取 １ Ｉ ￣ Ｉ － Ｉ ／ ｍ） ， 陡度 为 １ ０ ｋ Ａ ／ ｓ ，得 到 雷 击 过 电压 达 １ ４ ０ ０ ｋ Ｖ ｔ ２ ］ 。雷 击 过 电压 使 得 叶片 、 机 舱 盖 破 损、 断 裂 甚至 是 发 生火 灾 。假 设发 电机 额定 电压 为 ６ ９ ０ Ｖ， 雷 击 过 电 压幅值是额定 电压的 ２ ０ ０ ０多倍 ， 过电压会导致发 电机绝缘击穿。因 此， 风 电机 组应 有 防 直击 雷 措 施 ， 可 在 叶 片上 装 设接 闪器 ， 通 过 引 线 连接至风机接地 网， 另外 ， 装设分段式避雷器及叶片表面涂抹传导 材料 两 种方 法 有 待进 一 步研 究 和 完善 ［ ３ １ 。 ２ ． ２感 应 雷 感 应 雷侵 袭 的 主要 对象 是 风 电 机 组保 护 、 监 控 等 弱 电设 备 及 其 电源 系 统 。感 应 雷击 过 电压 的 防护 分 为 电 源防 雷 和信 号 防 雷 ， 其中 电源 系 统 避 雷过 压保 护 措 施采 用 三 级 防 护 。保 护 、 监 控 及 电源 回路 应单 独 或 组 合 安 装 诸 如 放 电 间 隙 、 气 体保 护管 、 压 敏 电 阻 和 抑 制 二 极 管 之 类 的元 件 ， 此外 ， 电涌 保 护 器 Ｓ Ｐ Ｄ连 接导 线 、 电缆 应 尽 可 能
风力发电系统的防雷设计
风力发电系统的防雷设计防雷接地装置为风力发电机系统安全运行提供了重要保障，文章分析了风机防雷接地的措施，根据不同季节因素对接地电阻率进行了区分。
经过校验，确定方案中所选的材料满足热稳定性、腐蚀性的要求，由于土壤电阻率过高，所以为了使设计得以满足，从而选取了细土与降阻剂按1：8的比例回填土方法，使得接地电阻值达到要求的范围。
标签：雷电危害；接地电阻；接地方案；降阻近年来，随着单机容量的增加，风力发电机的塔架建造得越来越高，因此风力发电机遭受雷击的几率也比过去增加了许多，大力发展防雷保护技术，如何使风力机在遭受雷击时，使受损的可能性降到最小，成为很重要的课题[1]。
1 雷电危害及其防护措施（1）雷电的危害。
雷电会带来严重的危害，就其破坏因素来说，主要来自电效应、热效应和机械效应三个方面。
（2）防雷系统。
防雷接地电缆布局：共2根接地引下电缆。
叶片防雷：240平橡套电缆一根，直接从主轴滑环引入塔筒地基的2个相邻接地点。
机舱防雷及PE：240平橡套电缆一根，直接从主轴滑环引入塔筒地基的其余的2个相邻接地点。
2 双馈异步风力发电机系统接地风力发电基本原理是：风机叶片在风力的作用下旋转，并通过传动轴和变速箱带动发电机旋转产生电，然后经过变压、调频等，再通过电缆送到外部电网。
风力发电机系统接地由几大部分组成。
2.1 轮毂和叶片部分负责吸收风能，产生转动的动力。
一般叶片由复合材料制成，重量轻，有接雷器及疏雷导体，直接接触雷云。
2.2 机舱部分内置变速箱、发电机组、和发电机电气控制箱部分。
电气部分控制发电机的转动，偏航对风，紧急情况下的刹车等，有风速仪架防雷、机舱PE 接地防雷。
2.3 塔筒和地基部分塔筒为机舱、叶片等提供支撑，同时也是电缆走线和维修调试人员的通道，塔底开关柜控制电力的输入和输出。
地基接地为圆周均匀布局4根（点）380平镀锌母排，接地电阻4到10欧姆，另外可以设置直流接地1欧姆单独接地点，为控制系统单独接地抗干扰。
风电防雷接地
风电防雷接地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。
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风电场防雷接地系统的相关技术
发表时间：2018-10-17T16:09:14.387Z 来源：《电力设备》2018年第19期作者：顾展召
[导读] 摘要：随着社会经济的发展，风电场建设量持续增加。
（中广核（福建）风力发电有限公司福建省福州市 350400）
摘要：随着社会经济的发展，风电场建设量持续增加。
与此同时，风电场出现的问题也越来越多，其中，雷击事故最为突出。
这种情况下，防雷接地系统问世，该系统中的接地装置由接地体本身电阻、土壤电阻、引线电阻等共同组成，由接地装置、土壤电阻率决定。
由于风电场的建设环境不同，电阻的降低方法也不同，有的地方土壤电阻率低，进行简单的敷设就能满足需求，而山地等地区，电阻率比较高，仅简单敷设电网并不能降低电阻，需借助各种方式实现目标。
因此，本文对风电场防雷接地系统的相关技术进行分析。
关键词：风电场；防雷接地系统；相关技术
近年来，我国风电装机容量呈现出跨越式增长，风电场的建设在全国各地遍地开花，然而，随着越多风电场的建设，暴漏出的问题日益增多，其中防雷击是风场面临的重要问题之一。
接地电阻是接地装置技术要求中最基本的技术指标，主要由土壤电阻、土壤和接地体之间的接触电阻、接地体本身的电阻及接地体引线的电阻等组成，其中主要由土壤电阻率及接地装置结构来决定。
风电场建设的环境不同，降低接地电阻的方法迥异，有些地方土壤的电阻率较低，简单敷设接地网便可达到设计要求，有些地方如山地，土壤电阻率高达数千欧姆，靠简单敷设接地网已远达不到降阻要求，需要采用多种降阻方法结合来达到降阻目的。
1雷电产生的机理
雷电是雷动间或雷动与地面物体间的放电现象。
电位差可达数兆伏甚至数十兆伏，放电电流几十千安甚至几百千安。
经验表明，对地放电的雷动绝大部分带负电荷，所以雷电流的极性也为负的。
2风电场防雷接地系统的作用
作为风电场的主要部分，防雷接地系统具有重要作用。
防雷接地系统施工过程中，需综合考量各问题，只有严格把控全局，才能从根本上解决危险因素，预防雷击事故的发生。
和其他事故相比，雷击事故带来的后果比较严重，造成的损失也比较大。
与此同时，风电场还会因雷击的影响，产生系列衍生性的灾害，如电灾、火灾等，通常无法扑救。
因此，强化防雷接地系统施工非常重要。
一般来讲，雷击所带来的破坏主要表现为这样几个方面：第一方面，天气因素影响，造成雷击事故频发。
若雷击后未将雷电引入大地中，而是穿透建筑结构本身，将导致强大电流破坏电气设施，一旦电气设施遭到严重破损，将引发火灾。
而火灾的发生又会危害人身安全；第二方面，电气设施的损害也会影响到基其他设备的正常运行，影响用户正常用电。
基于此，施工中需全面考量防雷问题。
3风电场防雷接地系统的设计
3.1风机基础和箱变配电设备防雷接地系统设计
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，接地扁铁宽度不小于60MM，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≤4Ω的要求。
3.2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：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。
3.3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，通常情况下要满足R≤30Ω。
4风电场防雷接地系统的相关技术分析
4.1改变土壤电阻率，降低接地电阻
所谓接地电阻，是指雷电产生的巨大电流经由风电场防雷接地装置流入大地，电流经过大地流向另外的接地体或者直接向远处扩散所遇到的电阻。
接地电阻的大小直接体现着风力发电机设备与大地接触的良好程度，关系着雷电能否通过接地体得到有效的疏导和扩散，可以说接地电阻的大小是接地系统施工工艺中最基本的技术指标。
因此，分析探索风电场防雷接地系统的具体施工工艺，首先该最大限度地降低接地装置中的接地电阻，保证施工工艺的基本技术指标。
接地电阻主要包括接地装置（接地线和接地体）本身的电阻、接地体与大地之间的接触电阻以及两个接地体之间大地的电阻，土壤电阻率是影响接地电阻的决定性因素。
因此，降低风电场防雷接地系统中的电阻应该从改造土壤电阻率入手。
我们知道风电场所在地的土壤特性、地区降雨量、土壤温度以及该地的其他地理环境等因素会对土壤电阻率造成一定的影响。
降雨量、土壤温度以及地理环境因素是影响土壤电阻率的不可控因素，我们无法改变，因此我们只能通过改造土壤特性的方式来改造土壤电阻率，进而降低风电场防雷系统的接地电阻。
严格来说改造土壤特性也是不可能的，当前我们主要通过使用降阻剂替代与大地接触的部分土壤，在一定程度上改变该地整体的土壤特性，进而改造土壤电阻率的方法来实现降低接地电阻的目的。
4.2采用先进的连接工艺
在风电场的防雷接地系统中，接地装置深埋地表以下，其接受地下化学物质腐蚀的机会远远多于暴露于空气中的风力发电机设备，不仅接地体本身受到腐蚀，接头更是成为传统接地装置中最易受到腐蚀的地方。
接头是接地装置中最为薄弱的环节，也是决定接地装置好坏的重要因素之一。
因此，分析探索风电场防雷接地系统施工工艺，还应该采用先进的连接工艺，保证接头受到较少腐蚀，以实现防雷接地系统的防雷目的。
在风电场的防雷接地系统中，传统的连接工艺主要是电焊。
在使用电焊进行接头连接的过程中，一方面，电弧产生的高温和电离子破坏了接地材料表面的防腐涂层，不利于接地装置的维修和保护；另一方面，在电离子的作用下，接地材料中的有些物质可能会发生某种化
学反应，降低接地材料本身的导电性，同时也加速接头的腐蚀，进而给整个接地装置带来一定程度的安全隐患。
因此，对风电场的防雷接地系统的施工工艺进行分析探索，我们还应该积极借鉴国外的成功经验，采用先进的连接工艺，不断推进风电场防雷接地系统施工工艺的进步和发展，保证防雷接地系统的顺利运行。
目前，通过参考和借鉴国外在接地连接工艺方面的成熟经验，我们主张选用国外主流的放热焊接作为标准的连接工艺。
这种连接工艺改善了传统的电焊连接工艺，对于风电场的防雷接地系统施工工艺的进步具有一定的启发性。
结束语：
由于风电场位置的特殊性，常常会受到雷电天气的影响，雷击事故在风电场中时有发生。
为了避免雷击造成风电场设备损坏或者人员伤亡，应该建立防雷接地。
风电场防雷接地系统的施工工艺分析探索，对于风电场免遭雷电袭击，更好地实现风能的开发利用具有重要的意义。
参考文献：
[1]张修志.风电场防雷系统的相关探讨[J].电子制作，2015，36（20）
[2]孙云.风电场防雷接地系统的施工工艺分析[J].应用能源技术.2014（11）
[3]司磊.关于风电场防雷系统探索研究[J].军民两用技术与产品，2014，22（7）。