风力发电机雷电防护
浅析风力发电机组的雷电防护
浅析风力发电机组的雷电防护摘要随着风电技术的发展，大型风力发电机不断研制成功，随之机组的塔架也越来越高，风力机遭受雷击的几率也比过去增加了很多，在沿海或林区的风电场，防雷是不可忽视的，在这些风电场尽管也采取了一些防雷措施，但雷击还是造成了叶片和电控器件的损坏，借鉴经验及总结教训，我们应该做到防患于未燃，将防雷工作做的更彻底、更全面，以使雷击对风机的损坏降到最小。
关键词:风电;风力发电机;防雷一、引言雷电是自然界中一种常见的放电现象。
关于雷电的产生有多种解释理论，通常我们认为由于大气中热空气上升，与高空冷空气产生摩擦，从而形成了带有正负电荷的小水滴。
当正负电荷累积达到一定的电荷值时，会在带有不同极性的云团之间以及云团对地之间形成强大的电场，从而产生云团对云团和云团对地的放电过程，这就是通常所说的闪电和响雷。
具体来说，冰晶的摩擦、雨滴的破碎、水滴的冻结、云体的碰撞等均可使云粒子起电。
一般云的顶部带正电，底部带负电，两种极性不同的电荷会使云的内部或云与地之间形成强电场，瞬间剧烈放电爆发出强大的电火花，也就是我们看到的闪电。
在闪电通道中，电流极强，温度可骤升至2万摄氏度，气压突增，空气剧烈膨胀，人们便会听到爆炸似的声波振荡，这就是雷声。
而对我们生活产生影响的主要是近地的云团对地的放电。
经统计，近地云团大多是负电荷，其场强最大可达20kV/m。
二、雷电的危害自然界每年都有几百万次闪电。
雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一。
最新统计资料表明，雷电造成的损失已经上升到自然灾害的第三位。
全球每年因雷击造成人员伤亡、财产损失不计其数。
雷击造成的危害主要有5种：（1）直击雷带电的云层对大地上的某一点发生猛烈的放电现象，称为直击雷。
它的破坏力十分巨大，若不能迅速将其泻放入大地，将导致放电通道内的物体、建筑物、设施、人畜遭受严重的破坏或损害——火灾、建筑物损坏、电子电气系统摧毁，甚至危及人畜的生命安全。
风电雷电防护与检测标准
风电雷电防护与检测标准
风电雷电防护与检测标准是为了确保风力发电机组在雷电环境下能够安全、可靠地运行而制定的一系列标准和规范。
这些标准涉及到风电机组的防雷设计、施工、检测和验收等各个环节，具体包括以下几个方面：
1.接地系统：规定了风电机组接地系统的设计、施工和检测要求，包括接地
电阻的测量和计算、接地线的选择和连接方式等。
2.防雷装置：规定了风电机组防雷装置的设计、施工和检测要求，包括避雷
针、引下线、接地网等的布局、安装和材料选择等。
3.电气系统：规定了风电机组电气系统的防雷要求，包括电源系统、控制系
统、通信系统等的防雷措施和设备选择等。
4.雷电预警与监测：规定了风电机组雷电预警和监测系统的设计、施工和检
测要求，包括雷电预警系统的布局、安装和运行，以及雷电监测数据的处理和分析等。
5.验收与评估：规定了风电机组防雷工程的验收和评估要求，包括验收程序、
评估标准和安全性能测试等。
总之，风电雷电防护与检测标准是为了确保风电机组在雷电环境下能够安全、可靠地运行而制定的一系列标准和规范。
在实际工作中，风电企业应该遵循这些标准，加强风电机组的防雷保护，提高其运行的安全性和可靠性。
风力发电机组雷电防护
为一 个 电气 的整体 ， 使之 遭受 雷击 时 ， 能 有 一 个 快 速 的通 道沿 塔身 引入 接地 装置 。 由于风力 发 电机 高 度 均 超 过滚 球 半 径 ， 侧 击 雷 防 护 必 不 可 少 。风 力 发 电 机 结 构 均 为 金 属 材 料 ， 叶 片 内也布 满金 属 网 ， 这 样 使 得 风 力 发 电 机 侧 击 雷 防 护 成 为 可 能 。将 各 个 金 属 构 件 相 互 可 靠 搭 接 ， 形 成 机 身全 面等 电位 连接 ， 连 接 处 过 渡 电 阻 同 样 需 要 符 合 要求 ０ ． Ｏ ３ Ｑ。 ３ ． ２ ． ３ 接 地 装 置 。 风 力 发 电 机 组 的 接 地 网 要 进 行 总 体 设 计 。 ① 风 力 发 电 机 与 机 组 变 压 器 要 共 用 同一 接 地装 置 ， 防雷接 地 、 放静 电接 地 、 工 作接 地均 共用 ； ② 接 地 网 的 形 式 要 网形 闭 合 ， 形 成 闭合环 形接地 网 ， 对 于各类 土 壤可 降低 对 接 地 电阻 的要 求 ； ③ 地 网 的 面 积不 应小 于 １ ２ ０ ０ ｍ。 ； ④ 垂 直 接 地 体 围绕 风 机 基 础 布设 不应 少 于 三 层 ， 距塔筒 中心 １ ０ ｍ、 １ ５ ｍ、 ２ ０ ｍ 布设 ， 水平 间距 应每 隔 ５ ｍ 布设 一 根 ， 采 用辐 散 式设 计 主 要 考 虑 接 地 装 置 在 泄 放 雷 电流 时 ， 均匀泄 放 ， 降 低 接地 装置 上 的高 电位差 ， 防 止地 电位 反击 的形成 ； ⑤ 水平 接地 体要 与 风 机 基 础钢 筋 交 汇 处 可靠 连 接 ， 同 塔 筒 内部 等 电 位 均 压 环 可 靠 连 接 ， 接 地 线 平 直 设 置 ， 铜 质接 地线 截面 积不 应 小 于 １ ０ ０ ａｍ ｒ ； ⑥ 风 机 接 地 引线 不应 少 于三 根 、 机 组 变 压 器 接 地 引 线 不 应 少 于两 根 ； ⑦ 接地 装置 使用 材料 必须符 合 规范要 求 ； ⑧ 般情 况下 ， 共 用 接地 电 阻值 不 应 大 于 ４ Ｑ， 但 土 壤 电阻率 较高 地 区可 以 适 当放 宽 接 地 阻值 的要 求 ； ⑨ 接 地装 置 的埋深 不应 小 于地平 面 １ ． ５ ｍ＿ ８ ］ 。
风力发电机防雷系统的组成、措施及思路
风力发电机防雷系统的组成、措施及设计思路1.风电防雷的组成风电的防雷主要由雷电电磁脉冲防护系统和直击雷防护系统组成。
雷电电磁脉冲防护系统主要针对风电的掌握系统；直击雷防护系统主要包括风塔、叶片及接地系统的防护。
从构筑物的角度进行考虑，风塔可以进行LPZ进行防雷分区，依据这种分区方式同样可以确定风塔的不同位置需要实行什么样的防护措施。
依据危急成都进行划分：处于LPZO区的部分包括叶片、风速仪，LPZ1区包括：风机（机舱）罩、塔桶内电缆、，LPZ2区包括: 变浆柜、掌握柜、等。
2.掌握系统的防雷设计对于处于野外高雷击风险环境的雷电电磁脉冲防护应重点考虑采纳等电位、屏蔽及在掌握线路上安装SPD。
3. 1机舱内的等电位系统设计风电掌握机舱内主要有变浆掌握柜、制动掌握柜、机械箱（齿轮箱）、液压掌握柜、发电机及传动系统，由于各系统之间的链接主要是靠地板的链接，各金属外壳间存在肯定的接触电阻，所以应重点做好设施之间的等电位链接，可在用紫铜带或者铜编织带进行牢靠的等电位链接。
4.2屏蔽措施屏蔽措施主要针对目前国内一些风机外科采纳高强度玻璃钢材料而言，由于雷电电磁脉冲的冲击是在空间范围内存在的，所以，为了削减机舱内电子设施受雷电电磁脉冲的冲击，应采纳金属的机舱罩, 减弱雷电电磁脉冲对机舱内设施的影响，减小雷电电磁脉冲的强度，同时也可有效的削减雷电电磁脉冲在线路上产生的浪涌脉冲。
2.3在不同位置安装相应的SPD依据国外风场的统计数据表明，风电场因雷击而损坏的主要风电机部件是掌握系统和通讯系统。
雷击事故中的40%〜50%涉及到风电机掌握系统的损坏，15%〜25%涉及到通讯系统，15%〜20%涉及到风机叶片，5%涉及到发电机。
由此可见，雷电对风机系统遭成的影响是不同的，进行具有针对性的防护是避开和削减事故的重要手段。
依据IEC61312-3. 61024和61400及GB500577994中关于雷电流安排的推举计算可计算出风机内部不同系统存在的雷击电流强度。
风力发电站防雷技术要求
风力发电站防雷技术要求
1.现代风力发电站设计应考虑雷电保护。
在选址时应考虑雷电频率和强度等因素，以确保风力发电站的雷电保护效果。
2. 风力发电站应设立接地系统，以确保设备与地面之间的电位差不超过安全范围。
接地系统应满足国家标准和规范要求。
3. 风力发电站应配备适当的避雷设备，如避雷针、避雷带等等，以防止雷电对设备的损坏和火灾等安全事故的发生。
4. 风力发电站应进行雷电防护的设备和线路的隔离和保护。
应采用合适的防雷措施，如采用避雷器、绝缘子等，以提高风力发电站的雷电保护能力。
5. 风力发电站应定期进行雷电保护的检查和维护。
应制定完善的防雷检查制度，定期对设备和线路进行检查和维护，确保设备的正常运行和安全使用。
6. 风力发电站应建立防雷应急预案，以应对雷电对设备和人员造成的安全威胁。
应制定完善的应急预案和演练方案，以确保在雷电事故发生时能够迅速、有效地应对。
7. 风力发电站应加强防雷技术研究和应用。
应不断探索和推进防雷技术的发展和应用，提高风力发电站的抗雷能力和安全性能。
- 1 -。
风力发电机雷电防护 共28页PPT资料
防雷系统的思路
通过外部防雷装置将雷电与雷电电磁脉冲的能量泄放到大 地，并且应符合层次性原则，即尽可能多、尽可能远地将 多余能量在引入通信系统之前泄放入地；层次性就是按照 所设立的防雷保护区分层次对雷电能量进行削弱。
等电位就是保持系统各部分不产生足以致损的电位差。由 可靠的接地系统、等电位连接用的金属导线和等电位连接 器（防雷器）组成一个电位补偿系统，在瞬态现象存在的 极短时间里，这个电位补偿系统可以迅速地在被保护系统 所处区域内将所有导电部件之间建立起一个等电位区域， 使得所有导电部件之间不存在显著的电位差。
外部防雷措施
通过70mm2铜编织带缠绕硅胶条柔性连接的方式将叶片和 轮毂等电位连接。如图（4）所示。 图（4）叶片至轮毂的连接
外部防雷措施
风机的主轴接地利用与锁紧盘连接的两个接地铜刷通过 70mm2铜编织带连接到机架。接地示意图如图（5）。 具体装配方法及要求详见图纸1－MF－660－000－A、图 纸1－MF－670－000－A。机架的接线柱如下图（6）所 示。
图（5）主轴接地示意图
外部防雷措施
图（6）机架接线柱位置示意图
外部防雷措施
机架与塔筒的连接采用碳刷与防雷引弧爪并联方式，连接 点为2处，碳刷数量共4个。碳刷通过偏航制动器防雷支架 固定在偏航制动器的支座上，安装后与偏航制动器的压力 大约150N。安装前需将偏航制动器内圆周面的油漆与污渍 清理干净。装配示意图如图（7）：
图（1）气象桅杆法兰跨接示意图
外部防雷措施
图（2）机架气象桅杆接线柱位置示意图
外部防雷措施
2、叶片尖端装有雷电捕捉器，捕捉器截面积大约 200~300mm2。雷电捕捉器通过叶片内部的70mm2接地电缆 连接到叶片根部法兰处，每个叶片接地线底部安装有一个 雷电峰值记录卡。如图（3）所示：
风力发电机的防雷知识
风力发电机的防雷知识
风力发电机为什么要做雷电防护?雷击发生时，闪电电流通过风力发电机组件传导至地面，由于风力发电机位于疾风区，通常选址在空旷开阔的丘陵或山脊上，其高度远高于周围的地形地物，再加上风力发电机安装地点土壤电阻率通常较高，对雷电流的传导性能相对较差，特别容易受到直击雷、侧击雷和感应雷的袭击，因此，对风电机组件采取防雷措施是非常必要的。
那么，风力发电机雷电防护内容是什么呢?目前国际上还没有专门针对风力发电的雷电防护标准，只能参照IEC61024-1、IEC61024-1-2、IEC61312-2、IEC61312-3、IEC61312-4和IEC61312-5等标准的相关内容，通过对风机内机械、传动、电气和电子系统的屏蔽、等电位连接、浪涌保护器(SPD)和氧化锌避雷器，过压保护器，接地装置，人为的把雷击造成的损坏降到可接受的水平。
风力发电机的雷电绕击分析与防护
风力发电机的雷电绕击分析与防护风力发电因其清洁无污染、可永续利用等特点，对于调整我国能源结构、加强资源节约利用、促进生态环境保护、推进经济可持续发展意义重大。
我国幅员辽阔，风能资源丰富，发展风力发电优势得天独厚。
为了能保障风机发电系统在一个可靠的环境下安全运行，对风机采取相应的雷击保护措施是不可避免的。
对此，本文针对风力发电机雷击及其防护进行了研究，以雷击风机桨叶暂态特性仿真分析为案例，提出了防雷整改措施，希望为雷击事故应对和处理提供参考。
标签：风力发电机；雷电绕击；防护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，风力发电的蓬勃发展正在受到日益严重的雷电灾害的威胁。
国内外相关案例都表明雷击是严重威胁风力发电场安全的主要问题之一。
雷电击中风机后，雷电流将会对风机叶片等结构造成严重破坏，导致高昂的经济损失，如维修费用、人工成本和停运损失等。
为避免雷击事故中雷电流对风机的损害，风电场的雷击防护至关重要。
一、雷电放电概述雷电具有非常强大的爆发力，也具有很大的随机性，雷电的放电主要是雷云和雷云之间或者雷云内部进行的，其中雷云放电是在某些适当的地理和气象条件下，由于比较强烈的潮湿热气流不断上升进入稀薄大气层后冷凝的结果。
雷云对地放电是从下行先导放电阶段开始的。
如今的风电机组容量已经从几百千瓦扩大到兆瓦级的，高度也已经达到了一百多米，属于高体结构，其雷云在下行先导通道中负电荷的感应作用下，风电机组会出现感应正电荷。
当下行先导头部接近机组时，风机的叶片尖端部分会发生畸变作用，伴随着电场强度快速扩大，附近的大部分空气产生游离，就会发生上行先导。
其中上升放电先导是分布正电荷，向上的速度是（0.05～1.2）×106m/s。
接着上升先导和下升先导在空气中会合之处就产生了回击放电，于是风机就遭受了雷击，会合之处就是雷击点。
风力发电机组内部防雷要点
风力发电机组内部防雷要点随着风电机组单机容量和风电场规模的增大，风电场的安全运行问题日益受到重视。
在影响风电场安全运行的诸多因素中，遭受雷击是一个重要方面。
本文结合风电机组防雷的研究成果，对风电机组的雷击过程、雷击损坏机理以及防雷措施进行了其内部防雷设计的要点阐述。
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。
1、雷电对风电机组的危害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。
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。
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%。
2、雷电的破坏形式设备遭雷击受损通常有4种情况，一是，设备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、电源线或其他金属管线侵入设备使其受损;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，设备因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。
浅谈风力发电机主轴承的雷电防护
浅谈风力发电机主轴承的雷电防护摘要：在风力发电机运行过程中，由于雷电放电导致的风机主轴承损坏现象时有发生。
因此，为确保风力发电机在恶劣天气下安全运行，必须对风力发电机主轴承采取必要的防护措施。
本文主要针对风力发电机主轴承的雷电防护措施进行了研究，旨在为风力发电机的运行维护人员提供参考。
在风力发电机运行过程中，由于雷电放电产生的强脉冲电流会通过电缆、光缆等进入到风机主轴承中，当这些强脉冲电流在主轴承壳体中产生局部过热时，会造成风电机组主轴承局部温度升高。
在某些情况下，还会造成风机主轴承内部出现裂纹，这将对风电机组的安全运行构成严重威胁。
关键词：风力发电机；主轴承；雷电防护随着中国经济的快速发展，电力需求不断增加，使得风力发电得到了越来越广泛的应用。
风力发电机主轴承是由主轴、轴承和轴承座组成。
其中，主轴是整个风力发电机的核心部件，起着关键作用。
它将风能转化为机械能，并将其传递给轴承。
轴承则用于支撑主轴和整个机组的重量，还起着密封和润滑作用。
1.风力发电机雷电防护现状随着我国风电行业的发展，风电机组的单机容量也在不断增大，这为风电场的建设提供了巨大的空间。
然而，随着风电机组单机容量的增大，雷击造成的风机损坏事故也随之增多。
目前，在国内风电机组上使用最多的防雷措施是避雷针和接地装置，这两种防雷措施能有效地避免雷击事故对风机造成损伤。
而在实际工作中，由于雷击事故对风机主轴承的影响往往容易被忽视，从而导致风电机组遭受雷击事故。
风力发电机运行时产生的强脉冲电流会通过电缆、光缆等进入到风机主轴承中，由于电缆、光缆具有绝缘性能较差、线路防护等级低等特点，当这些强脉冲电流通过电缆、光缆进入到主轴承中时，会造成主轴承局部温度升高，进而对风电机组造成损伤。
在这种情况下，若不采取有效措施对风机主轴承进行防护，那么风力发电机将会因雷击而出现损坏。
然而目前国内对于风电机组雷电防护技术研究较少，对风机主轴承雷电防护技术不够重视。
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。
低风速风力发电用变压器的雷电防护设计
低风速风力发电用变压器的雷电防护设计随着可再生能源的不断发展，风力发电成为了一种重要的清洁能源来源。
而在风力发电系统中，变压器是一个不可或缺的组成部分，用于将风力发电机产生的电能升压后输送到电网中。
然而，由于风力发电机往往位于室外，容易受到雷电的侵袭，变压器的雷电防护设计显得尤为重要。
低风速风力发电用变压器的雷电防护设计主要包括以下几个方面。
首先，需要对变压器进行合理的接地设计。
良好的接地系统可以将雷击电流引导到地下，减小雷电对变压器的影响。
在设计接地系统时，需要选择合适的接地材料和布置方式，并确保接地电阻符合相关的规定。
此外，还需要定期检查和维护接地系统，确保其正常运行。
其次，应采取可靠的过电压保护措施。
雷电产生的过电压可能会对变压器引起损坏，因此需要在变压器进行内外抗雷击设计。
内部抗雷击设计可以通过合理布置变压器的绕组和接线来降低雷电对变压器的冲击。
外部抗雷击设计可以使用避雷针、避雷网等设施来引导雷电，减小雷电对变压器的直接影响。
此外，还可以使用过压保护器等设备来限制过电压，保护变压器的安全运行。
另外，需要对变压器进行适当的绝缘设计。
绝缘系统可以有效地防止雷电对变压器的侵害。
设计时需要选择合适的绝缘材料和结构，并保持绝缘系统的完整性。
同时，定期进行绝缘电阻检测和击穿试验，确保绝缘系统的稳定性和可靠性。
此外，还应考虑到周边环境的因素。
例如，变压器的安装位置应尽量远离高耸物体，避免与雷电直接接触。
同时，还需要注意地形和地质条件，选择合适的基础和支撑结构，确保变压器的稳定性。
此外，变压器周围的防护措施也需要考虑，例如建设围墙或安装避雷器等，保障变压器的安全运行。
最后，对于低风速风力发电用变压器的雷电防护设计来说，还需要进行相关的测试和验证。
通过模拟雷电击打和过电压冲击等实验，验证设计的有效性和可靠性。
同时，还需要根据当地的雷电活动情况和实际使用情况定期进行检测和维护，确保变压器的雷电防护系统的可靠性和持久性。
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
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。
风力发电防雷综合防护
浅析风力发电系统雷电综合防护摘要：风力发电作为一种新型能源，正在受到越来越多的应用。
而与风力发电机运行直接相关的防雷问题也就十分突出了。
本文通过对国家所颁标准中有关规定的理解以及雷电知识的掌握，阐述了风力发电系统雷电综合防护的具体要求，并给出了一些看法，这对风力发电系统的防雷工作有着重要的现实意义。
关键词: 防雷、风电、雷击、接地不可再生资源日益匮乏的今天，风力发电作为一种可再生并无污染的新型能源，正在受到越来越多的应用。
我们在享用风力发电带来的好处的同时，也要时时关心下风力发电的安全问题，这其中就包括风力发电系统的防雷安全。
如今，每年发生的雷电等自然灾害越来越多，雷击成了自然界中对风电机组安全运行危害最大的一种灾害。
在过去的几年中，因雷击造成的风电机组损坏已是一个公认的越来越严重的问题。
雷电释放的巨大能量，会造成风电机组叶片损坏、发电机绝缘击穿、控制元器件烧毁等。
统计资料显示，从1991年到1998年，德国全部的1498台风电机组共发生738起雷击故障事件。
我国风电场所处位置的地质和气候相对复杂，风电机组遭到雷击的事故也经常发生。
我国红海湾风电场建成投产至今发生了多次雷击事件。
其中，叶片被击中率达4%，其他通讯电器元件被击中率更高达20%。
若风电机组遭受雷击，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。
风电机组安装数量的增多，单机容量越来越大，随着轮毂高度和叶轮直径的增高，相对也增加了被雷击的风险，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在损失是不可接受的。
架空线、变电站和发电厂等其他电气设施的周边或上方可有针对性地设置保护性导体。
与这些设施不同，风电机组因其实际尺寸和性质上的特点，它的防雷问题也不同。
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
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
建筑物电子信息系统
WEC MINGYANG 1.5 MW Lightning Protection（
Aerodyn）
精品课件
防雷设计遵循原则
风机的接地电阻值应不大于4欧姆。 与风机结合在一起的所有的金属件都应等电位连接在一起，
并与防雷装置相连。 接地系统有直通大地的连接，等电位连接网不应设单独的
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
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；
精品课件
防雷系统的思路
通过外部防雷装置将雷电与雷电电磁脉冲的能量泄放到大 地，并且应符合层次性原则，即尽可能多、尽可能远地将 多余能量在引入通信系统之前泄放入地；层次性就是按照 所设立的防雷保护区分层次对雷电能量进行削弱。
E≥99.7％
精品课件
防雷保护级别及其参数
根据IEC61400－24风力发电机系统-防雷保护，结合WEC MINGYANG 1.5 MW Lightning Protection（Aerodyn）， 在此我们把明阳风力发电机按照一类防雷进行设计。
参数(防雷保护等级1)
精品课件
风力发电机雷电防护区域 的划 分
等电位就是保持系统各部分不产生足以致损的电位差。由 可靠的接地系统、等电位连接用的金属导线和等电位连接 器（防雷器）组成一个电位补偿系统，在瞬态现象存在的 极短时间里，这个电位补偿系统可以迅速地在被保护系统 所处区域内将所有导电部件之间建立起一个等电位区域， 使得所有导电部件之间不存在显著的电位差。
图（7）偏航轴承刹车制动盘碳刷装配示意图
精品课件
外部防雷措施
从塔内接地环预留端子引出一条240mm2接地电缆，与机架 接线柱可靠相连，使机架可靠接地。接地电缆要求最短。 此电缆通过解缆系统时，在保证安全的情况下保持最短的 线路和最小的感应率。机架接地点如图（8）中红色接线 柱。
图（8）机架接地点示意图
图（5）主轴接地示意图
精品课件
外部防雷措施
图（6）机架接线柱位置示意图
精品课件
外部防雷措施
机架与塔筒的连接采用碳刷与防雷引弧爪并联方式，连接 点为2处，碳刷数量共4个。碳刷通过偏航制动器防雷支架 固定在偏航制动器的支座上，安装后与偏航制动器的压力 大约150N。安装前需将偏航制动器内圆周面的油漆与污渍 清理干净。装配示意图如图（7）：
精品课件
等电位连接
机舱柜 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）所示。
图（9）机舱控制控制柜外部接地点
精品课件
等电位连接
发电机转子接地点与机架接地点相连。选用95mm2电缆进 行连接。发电机转子外部接地点如图（10）所示
Ng＝0.1×Td
Td—年平均雷暴日。这里根据湛江气象站资料，为96次/年 。
Ng＝0.1×96
＝9.6
雷电直接击中平地上风机的年平均频率
Nd＝Ng×9πh2×10-6
＝9.6×9π×1002×10-6
＝2.71
在小山或者丘陵的风力发电机遭受雷击的概率为平地风机的 2倍。
防雷保护系统效率
E ≥（1－ 10-3/3.58 ）×100％
精品课件
外部防雷措施
1、气象桅杆做成避雷针的形状。在气象桅杆的合叶连接 的上端面通过35 mm2导线以最短连接方式连接到机架接地 点上，接地电缆应保持一定的松紧度，不宜拉的太紧，以 免因为热胀冷缩而损坏。接地电缆安装尽量做到短、直。 气象桅杆避雷针的连接法兰采用35mm2接地电缆跨接，跨 接前应将接线端子与法兰的接触面的油漆去掉。
雷电防护区的提出，是为保护风机系统里的元件。风机系 统可以分为几个不同的区域。雷电防护系统依据标准制定 划分区域，目的是为了减少电磁干扰与可预见的耦合干扰。
LPZ 0A 有直击雷侵袭的危险，完全处在电磁场环境中，完全具
有雷击电涌破坏的可能。 这个区域包括：叶片；机舱罩；气象桅杆避雷针系统；
塔架 LPZ 0B
图（10）发电机转子外部接地点
如图（3）叶片正面形状及防雷电结构示意图
精品课件
外部防雷措施
通过70mm2铜编织带缠绕硅胶条柔性连接的方式将叶片和 轮毂等电位连接。如图（4）所示。 图（4）叶片至轮毂的连接
精品课件
外部防雷措施
风机的主轴接地利用与锁紧盘连接的两个接地铜刷通过 70mm2铜编织带连接到机架。接地示意图如图（5）。具 体装配方法及要求详见图纸1－MF－660－000－A、图纸 1－MF－670－000－A。机架的接线柱如下图（6）所示。
没有直接遭受雷击的危险，但电磁场环境与雷电电涌没 有任何减低。 这类区域包括：风向仪；风速仪；航标灯；机舱内部； 发电机；齿轮箱；液压系统；传动系统；电气控制柜；
精品课件
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
风力发电机防雷保护方案
精品课件
设计依据，标准、规范
IEC61024-1 分 通则
建筑物防雷 第一部
IEC/TR 61400-24 保护
风力发电机系统-防雷
IEC61312-1 第一部分 通则
雷电电磁脉冲的防护
GB 50057-2010 建筑物防雷设计规范Biblioteka B 50343-2004 防雷设计规范
图（1）气象桅杆法兰跨接示意图
精品课件
外部防雷措施
图（2）机架气象桅杆接线柱位置示意图
精品课件
外部防雷措施
2、叶片尖端装有雷电捕捉器，捕捉器截面积大约 200~300mm2。雷电捕捉器通过叶片内部的70mm2接地电缆连 接到叶片根部法兰处，每个叶片接地线底部安装有一个雷 电峰值记录卡。如图（3）所示：
接地装置。 防雷接地、交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地、
防静电接地共用一组接地装置。 接地装置应利用风机的自然接地体，当自然接地体的接地
电阻达不到要求时必须增加人工接地体。 接地设计必须遵守国际标准和规范。
精品课件
10 3 3 . 58
风力发电机雷电损坏风险评估
雷击大地的年平均密度