4风电机组易遭雷击

风力发电机组火灾原因分析及对策一、风力发电机组成（一）风轮。

大型风力发电机的风轮结构分为水平轴、垂直轴达拉斯和扩散体三种。

风轮叶片通常是三片。

叶片材料主要是增强型树脂玻璃纤维、增强型聚酯玻璃纤维和碳纤维，表面涂层为浅灰色以防光反射。

风轮的运行是全自动的。

风速达到切入风速3-4m/s时，风轮起动。

发电机通过控制器软切换并网。

（二）齿轮箱。

低速直接驱动采用无增速齿轮箱；混合驱动采用一级齿轮传动；高速驱动有多级齿轮箱。

多级齿轮箱的第一级是结构紧凑且坚固的高转矩行星齿轮，第二和第三级为旋转级。

齿轮箱内的冷却油与发电机冷却系统的热交换器相连。

系统监控油温以确保冷却油保持恒定或最佳温度值。

（三）发电机。

目前，兆瓦级风力发电机以双馈异步发电机为主，电励磁同步发电机和永磁同步发电机也在不断发展。

发电机设计性能应满足高效率最佳运行，适合宽范围转速调节，采用F级绝缘，可工作在B级绝缘，这样可延长发电机寿命。

发电机安装在机舱内比安装在塔底地面有利于空气流通散热。

（四）偏航系统。

偏航系统采用四点球轴承回转环，确保风轮处于正确的风向位置。

偏航操作由三个行星齿轮完成，每一个由电力电子控制的电机驱动，这样偏航齿轮的负荷大小均匀。

偏航制动由六个液压制动器控制的大盘制动，且每一个偏航齿轮独立制动，整个系统保证偏航控制平滑。

偏航系统有两个独立的风向标检测风速并送主计算机，保证风能最佳利用且驱动链应力最小。

（五）雷电保护。

风力发电机的塔架一般有圆锥形钢结构和梯形栅格钢结构两种。

塔架基础采用地下钢筋混凝土结构。

随着塔身高度增加，风轮叶片遭受雷击的概率也增加，必须设计防雷系统。

（六）控制器。

风轮功率控制采用大功率整流-逆变控制器，以及有源滤波和无功补偿。

信号处理通常有两个独立的计算机或高速数字信号处理芯片。

主机在地面控制室的开关柜内，从机设在机舱内。

风力发电机完全实现远程监控，从远程计算机可读取所有风轮数据。

二、风电机组火灾危险性在任何地方，风电机组和电器设备的运行区域都是在位于距地面50米以上的高度，且无人值守。

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控制系统；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，按照这种分区方式同样可以确定风塔的不同位置需要采取什么样的防护措施。

按照危险成都进行划分：处于LPZ0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、控制柜、等。

2.控制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用等电位、屏蔽及在控制线路上安装SPD。

2.1机舱内的等电位系统设计风电控制机舱内主要有变浆控制柜、制动控制柜、机械箱（齿轮箱）、液压控制柜、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，各金属外壳间存在一定的接触电阻，所以应重点做好设备之间的等电位链接，可在用紫铜带或者铜编织带进行可靠的等电位链接。

2.2屏蔽措施屏蔽措施主要针对目前国内一些风机外科采用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，为了减少机舱内电子设备受雷电电磁脉冲的冲击，应采用金属的机舱罩，削弱雷电电磁脉冲对机舱内设备的影响，减小雷电电磁脉冲的强度，同时也可有效的减少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根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控制系统和通讯系统。

雷击事故中的40％～50％涉及到风电机控制系统的损坏，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免和减少事故的重要手段。

按照IEC61312-3、61024和61400及GB50057-1994中关于雷电流分配的推荐计算可计算出风机内部不同系统存在的雷击电流强度。

关于叶片防雷及接地的避免措施和检查方法整理如下，希望有所帮助。

一、目前叶片雷击基本为：雷电释放巨大能量，使叶片结构温度急剧升高，分解叶片内部气体高温膨胀，压力上升造成爆裂破坏（更有叶片内存在水分而产生高温气体，爆裂）。

叶片防雷系统的主要目标是避免雷电直击叶片本体而导致叶片损害。

经过统计：不管叶片是用木头或玻璃纤维制成，或是叶片包导电体，雷电导致损害的范围取决于叶片的形式。

叶片全绝缘并不减少被雷击的危险，而且会增加损害的次数。

多数情况下被雷击的区域在叶尖背面（或称吸力面）。

根据以上叙述，叶片防雷设计一般在叶尖装有接闪器捕捉雷电，再通过敷设在叶片内腔连接到叶片根部的导引线使雷电导入大地，约束雷电，保护叶片。

二、按IEC61400-24标准的推荐值，叶片防雷击铜质电缆导线截面积最小为50平方毫米。

如果为高发区，可适当增加铜质电缆导线截面积。

三、我集团近期刚出的一个检查标准：1、叶片吊装前，逐片检查叶片疏水孔通畅。

2、叶片吊装前，逐片检查叶片表面是否存在损伤。

3、叶片吊装前，应逐片检查叶片防雷引下线连接是否完好、防雷引下线截面是否损伤，检测叶片接闪器到叶片根部法兰之间的直流电阻，并做好检测记录。

若叶片接闪器到叶片根部法兰之间的直流电阻值高于20 mΩ，应仔细检查防雷引下线各连接点联接是否存在问题。

叶片接闪器到叶片根部法兰之间直流电阻测量采用直流微欧计、双臂电桥或直流电阻测试仪（仪器分辨率不低于 1 mΩ），采用四端子法测量，检查叶片叶尖及叶片上全部接闪点与叶片根部法兰之间直流电阻，每点应测三次取平均值。

4、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。

表1 防雷检查及测试验收清单。

风电技术知识问答1、风力发电机组的整体检查包括哪些内容答,1检查法兰间隙,2检查风电机组防水,防尘,防沙暴,防腐蚀情况.3一年一次风电机组防雷系统检查,4一年一次风电机组接地电阻检查,5检查并测试系统的命令和功能是否正常,6检查电动吊车,7根据需要进行超速试验,飞车试验,正常停机试验,安全停机,事故停机试验.8检查风电机组内外环境卫生状况.2、风力发电机组机械制动系统的检查包括哪些专案答,1接线端子有无松动,2制动盘和制动块间隙,间隙不得超过厂家规定数值；3制动块磨损程度,4制动盘有无磨损和裂缝,是否松动,如更换按厂家规定标准执行.5液压系统各测压点压力是否正常；6液压连接软管和液压刚的泄露与磨损情况；7根据力矩表100%紧固机械制动器相应螺栓；8检查液压油位是否正常;9按规定更新筛检程式；10测量制动时间,并按规定进行调整.3、哪些事故出现,风力发电机组应进行停机处理答,1叶片处于不正常位置与正常运行状态不符时；2风电机组主要保护装置拒动或失灵时,3风电机组因雷击损坏时.4风电机组发生叶片断裂等严重机械故障时,5出现制动系统故障时.4、如何处理风力发电机组故障性自动停机答,对由故障引起的不定期自动停机,即操作手册规定外的停机,操作者在重新启动风电机组之前,应检查和分析引起停机产生的原因,对这类停机都应认真记录,应检查和分析引起停机产生的原因,对这类停机都应认真记录,而未造成临界安全损伤的外部故障,如电网无电后又恢复的情况,在完成停机检查程式后,允许其自动恢复到正常状态.5、为什么风电场要进行运行分析答,风电场进行运行分析主要是对风电设备的运行状况,安全运行,经济运行以及运行管理进行综合性或专题性分析,通过分析可以摸索出运行规律,找出设备的薄弱环节,有针对性地制定防止事故的措施.从而提高风电设备运行的技术管理水准和风电场的经济效益.6、试述风力发电对环境的影响答,1优点:风力发电利用的是可再生性的风能资源,属于绿色洁净能源,它的使用对大气环境不造成任何污染,从另一角度来看充分利用风力发电,也可降低矿物燃料的使用,从而减少污染物的排放量,相应地保留了矿物质第一次性能源.风力发电对场内的土地利用不受限制,未占的大面积土地仍可按计划继续留做他用.2缺点:视觉侵扰,杂讯,电磁干扰及对微气候和生态影响都是风力发电的不足之处,便这些负面影响可以通过精心设计而减少.7、风力发电机组的日常运行工作内容主要包括哪些答,1通过中控室的监控电脑,监视机组的各项参数变弯及运行状态,并按规定认真填写风电场运行日志,当发现异常变化趋势时,应对该机组的运行状态实施连续监视,并根据实际情况采取相应的处理措施.2遇到常规故障,应及时通知维护人员,应根据当时的气象条件做相应的检查处理,并在风电场运行日志上做好相应的故障处理记录及品质验收记录.3对于非常规故障,应及时通知相关部门,并积极配合处理解决.8、风力发电机组的巡视检查工作重点应是哪些机组答,在风力发电机组巡检工作中,要根据设备近期的实际情况有针对性地重点检查,1故障处理后重新投运的机组,2启停频繁的机组,3负荷重,温度偏高的机组4带病运行的机组,5新投入运行的机组.9、风力发电机组因液压故障停机后应如何检查处理答,应检查：1油泵工作是否正常,2液压回路是否渗漏,3若油压异常,应检查液压泵电动机,液压管路,液压刚及有关阀体和压力开关等,必要是应进一步检查液压泵本体工作是否正常.4待故障排除后再恢复机组运行. 10、当风力发电机组在运行中发生主开关跳闸现象应如何检查处理答,1目测检查主回路元件外观及电缆接头处有无异常,2在拉开箱变侧开关后应当测量发电机主回路绝缘以及可控硅是否正常,若无异常可重新试送电,3借助就地临近机提供的有关故障资讯进一步检查主开关动作的原因,若有必要应考虑检查就地监控机跳闸信号回路及主开关自动跳闸机构是否正常.4经检查处理并确认无误后,才允许重新启动风电机组.11、什么叫污闪,哪些情况下容易发生污闪答,瓷质绝缘表面由于环境污秽和潮湿而引起瓷表面沿面放电以致发生闪络的现象,通常称为污闪,一般在毛毛雨,大雾,雪等气候条件下容易发生污闪.12、电力变压器的正常巡视检查专案有哪些答,1声响,油位元,温度是否正常,2气体继电器是否充满油,变压器外壳是否清洁,有无渗漏,防爆管是否完整,无裂缝.3套管是否清洁,无裂文,无打火放电现象,引线接头是否良好,有无过热现象.4冷却系统是否正常,吸湿器是否畅通,吸潮剂有无潮体.5负荷是否正常,有载调压装置的运行是否正常,分接开关的位置是否符合电压的要求.13、电气绝缘材料在电工技术中有何作用答,1使导电体与其他部分相互隔离,2把不同电位的导体分隔开,3提供电容器储能的条件,4改善高压电场中的电位梯度.14、试述补偿电容器采用星形,三角形连接各有什么优缺点答,1星形连接的补偿效果,仅为三角形连接的1/3,这是因为在三相系统中采用三角形连接法时,电容器所受的为线电压,可获得较大的补偿效果.2当采用星形接法时,电容器所受电压为相电压,其值为线电压的1比√3,而无功出力与电容器电压平方成正比,即QC=U2C/XC故星形接线的无功出力将下降1/3.3星形连接时,当电容器发生单相短路,短路相电流为未短路两相电流的几何和,其值不会超过电容器额定电流的三倍,而三角形连接发生单相短路时,短路电流会超过电容器额定电流的很多倍,易引起事故的扩大.故从短路全方面考虑,采用星形接线比较合理.15、试述电气设备接地的巡视内容答,1电气设备接地线,接地网的连接有无松动,脱落现象,2接地线有无损伤,腐蚀,断股,固定螺栓是否松动,3人工接地体周围地面是否堆放或倾倒有易腐蚀性物质.4移动电气设备每次使用前,应检查接地线是否良好；5地中埋设件是否被水冲刷,裸露地面,接地电阻是否超过规定值.16、试述1000V以上电气设备的接地情况答：凡电压在1000V以上的电气设备,在各种情况下,均应进行保护接地,而与变压器或发电机的中性点是否直接接地无关.17、试述液压油的分类及它们的基本情况答,液压油分矿物油型,乳化型和合成型.矿物油型又分机械油,汽轮机油,通用液压油,液压导轨油和专用液压油.专用液压油有,耐磨液压油,低凝液压油,清净液压油和数控液压油.乳化型又分油包水乳化液和水包油乳化液.合成型又分磷酸酸基液压油和水一二元醇基液压油.18、试述液压系统中滤油器的各种可能安装位置答,1液压泵回油管路上；2系统压力管道上；3系统旁通油路上；4系统回油管路上；5单独设立滤油器管路上.19、流量阀的节流口为什么通常要采用薄壁孔而不采用细长小孔答,1薄壁小孔的流量特性好；2薄壁小孔不容易堵塞,可以获得最小开充,故可以获得比细长小孔更小的稳定流量；3薄壁小孔的流量公式中不含黏度参数,流量受温度的影响小.20、试述直流电磁换向阀和交流电磁换向阀的特点答,交流电磁换向阀用交流电磁铁,操作力较大,启动性能好,换向时间短,但换向冲机和杂讯较大,当阀芯被卡阻时,线圈容易因电流增大而烧坏,换向可靠性差,允许的换向频率低.而直流电磁换向阀频率高,冲机小,寿命长,工作可靠但操作力小,换向时间长.21、保谓液压系统的爬行现象,如何寻找产生爬行的原因答,液压传动系统中,当液压刚或液压马达低速运行时,可能产生时断时续的运动现象,这种现象称为爬行.产生爬行的原因道德是和磨擦力特性有关,若静磨擦力与动摩擦力相等,摩擦力没有降落特性,就不易产生爬行,因此检查液压刚内密封件安装正确与否,对消除爬行是很重要的,爬行的产生与转动系统的刚度有关,当油中混入空气时,则油的有效体职弹性系数大大降低,系统刚度减小,就容易产生爬行,因此必须防止空气进行液压系统,并设法排出系统中的空气.另外,供油流量不稳定,油液变质或污染等也会引起爬行现象.22、试述液压传动的工作原理答液压传动的工作原理就是利用液体的压力传递运动和动力,先利用动力元件液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能,再利用执行元件液压刚将液体的压力能转换为机械能,驱动工作部件运动.液压系统工作时,还可利用各种控制元件如溢流阀和换向阀等对油液进行压力,流量和方向的控制与调节,以满足工作部件对压力,速度和方向上的要求.23、与其他传动方式相比,液压传动有哪些优缺点答,优点：1传动平衡,易于频繁换向；2品质轻体积小,动作灵敏；3承载能力大；4调速范围大,易实现无级调速；5易于实现超载保护；6液压元件能够自动润滑,元件的使用寿命长；7简易实现各种复杂的动作；8简化机械结构;9便于实现自动化控制;10便于实现系列化,标准化和通用化.缺点有：1液压元件制造精度要求高；2实现定比传动困难;3油液易受温度的影响;4不适宜远距离输送动力;5油液中混入空气容易影响工作性能;6油液容易被污染;7发生故障不容易检查与排除.24、什么是变浆距控制,它有哪些特点答,变桨距控制主要是指通过改变翼型迎角,使翼型升力发生变化来进行输出功率的调节,变桨距控制风轮的特点如下,优点：1启动性好；2刹车机构简单,叶片瞬浆及风轮转速可以逐渐下降；3额定点前的功率输出饱满；4额定点后的输出功率平滑；5风轮叶根随的静动载荷小；6叶宽小,叶片轻,机头品质比失速机组小.缺点：由于有叶片变距机构,轮毂较复杂,可靠性设计要求高,维护费用高.25、齿轮箱常见故障有哪几种答1齿轮损伤.2轮齿折断,断齿又分超载折断,疲劳折断以及随机断裂等.3齿面疲劳,4胶合,5轴承损伤,6断轴,7油温高等.26、如何检查齿轮箱异常高温答,首行要检查润滑油供应是否充分,特别是在各主要润滑点处,必须要有足够的油液润滑和冷却；再次要检查各传动零部件有无卡滞现象,还要检查机组的振动情况,前后连接接头是否松动等27、当风力发电机组发生事故后,应如何处理答,发事事故时,值班负责人应当组织人员采取有效措施,防止事故扩大并及时上报有关部门及人员,同时应保护事故现场,为事故调查提供便利,事故发生后,运行人员还应总结教训,分析事故原因.28、请阐述风的测量及自动测风系统的主要组成部分答,风的测量包括风向和风速测量.风向测量是指测量风的走向,风速测量是测量单位时间内空气在水准方向所移动的距离.自动测风系统主要由六部分组成.即感测器,主机,资料存储装置,电源,安全与保护装置.感测器分风速感测器,风向感测器,温度感测器,气压感测器,输出资讯为频率或类比信号.主机利用微处理器对感测器发送的信号进行采集,计算和存储,由资料记录装置,资料读取装置,微处理器,就地显示装置组成.29、试述风力发电机组巡视检查的主要内容,重点和目的答,风力发电机组巡视检查工作主要内容包括,机组在运行中有无异常声响.叶轮及运行的状态,偏航系统是否正常,塔架外表有无油蹟污染等.巡视过程中要根据设备近期的实际情况有针对性地重点检查：1故障处理后重新投运的机组；2起停频繁的机组；3负荷重,温度偏高的机组,4带病运行的机组,5新投入运行的机组,若发现故障隐患,则应及时报告和处理,查明原因,从而达到避免事故发生,减少经济损失的目的,同时要做好相应的巡视检查记录进行备案30、风力发电机组因异常情况需要立即停机应如何进行操作答,操作顺序是,1利用主控电脑遥控停机,2遥控停机无效时,则就地按正常停机按钮停机,3当正常按钮仍无效时,拉开几力发电机组主开关或连接此台机组的线路断路器,之后疏散现场人员做好秘要的安全措施,避免事故范围扩大.31试述风务发电机组手动启动和停机的操作方式有哪些答,1主控室操作.在主控室操作电脑启动键和停机键.2就地操作,断开遥控操作开关,在风电机组的控制盘上,操作启动或停机按钮,操作后再合上遥控开关.3远端操作,在远端终端上操作启动键和停机键.4机舱上操作.在机舱的控制盘上操作启动键或停机键,但机舱上操作许可权于调试时使用.32、什么是图示,图示的主要内容包括哪些答,图示又称标题栏,一般在图样的右下角,其内容主要包括,图名,图号,工程名称,设计单位,设计,制图,描图者,审批及批准者,以及比例,单位,日期等.33、试述电气图的主要特点答,电气图的特点主要有,1其主要表达形式是简图.2其主要表达内容是元件和连接线,3电气图中的元件都是按正常状态绘制的,5电气图往往与主体工程及其他配套工程的图有密切关联34、电工测量仪表有哪几方面的作用答,1反映电力装置的运行参数,监测电力装置回路的运行状况,2计量一次系统消耗的电能,3保证一次系统安全,可靠,优质和经济合理的运行. 35、为什么三相照明负载要采用三相四线制,假若中线断开时,将有什么问题出现答,三相照明负载属于不对称负载,且它的额定电压均为相电压.采用三相四线制,有中线是为了各相负载电压对称,使其正常安全工作,若中线断开,则各相电压不对称,有的相电压低于额定值,不能正常工作,有的相电压则高于额定电压,将损坏负载.36、在三相全控桥整流装置中,若改变电网电源进线程式,则可能会出现什么情况答,电路工作不正常,直流输出电压波形不规则,不稳定,缺相,移相等,调节控制不能进行.37、为什么要采用三相交流电,三相交流电是如何产生的答,采用三相交流电能够使发电机的体积造得小一些,从而节约材料,在输电方面,若选用截面相同输电线,采用三相交流电能够使导线的根数减少；在用电方面,使用三相电源供电的三相电动机比单相电源供电的电动机结构简单,价格低,性能平稳.三相交流电是由三相交流发电机产生的,在发电机的定子上装有三个几何状,尺寸与匝数都相同的绕组,当转子磁场按暂态针方向均匀转运时,相对而言,绕组作切割磁力线的运动,每个绕组中将感应出一个交流电动势,这样就产生了三相交流电.。

第６期（总第１３６期）　２００６年１　２月　山　西　电　力　

ＳＨ　ＡＮＸＩ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　ＮＯ．６（Ｓｅｒ．１３６）　

Ｄｅｃ．２００６　

风电机组的防雷问题　康春华，张小青，王　芳　（北京交通大学新能源研究所。北京　１０００４４）　

摘要：针对随着风电机组单机容量和风电场规模的增大，雷击对风电场的安全运行的危害日益突　出的问题，根据行业标准，划分了风电机组的防雷区；介绍了风电机组中各部件的雷电防护措　施；给出了风电机组接地系统的设计方法。　关键词：风电机组；防雷保护；接地　中图分类号：ＴＭ６１４　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—０３２０（２００６）０６—００６２—０３　

随着风力发电的迅猛发展，风电机组单机容量　已上升到ＭＷ级水平，风电机组的安全运行日益　受到重视。由于风电场一般设立于环境条件比较恶　劣的地带，防雷的重要性显而易见。雷电对风机的　危害方式有直击雷、雷电感应和雷电波侵入等３　种。根据德国的运行统计，风力发电机的毁坏主要　是由雷电感应和雷电波侵入所致。风力发电机组主　要部件雷击毁坏率由高到低是电控系统（４０　～　５０　）、叶片（１５　～２５　）、发电机（５　）。由雷　击引起的维修成本由大到小依次是叶片、发电机、　电控系统、通讯系统。　１　风力发电机防雷区和保护等级的确定　根据Ｗｉｎｄ　Ｔｕｒｂｉｎｅ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｓｅｓｔｙｍｓ—ｐａｒｔ２４：　Ｉ　ｉｇｈｔｎｉｎｇ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ（ＩＥＣ　ＴＲ　６１４００—２４），防雷区　分为ＢＳＺ０Ａ，ＢＳＺＯＢ，ＢＳＺ１，ＢＳＺ２等４个区。易　直接雷击的部分为ＢＳＺＯＡ区，传导全部雷电流。　而在ＢＳＺＯＢ区内的物体不会遭到直接雷击，但该　区内的电磁场没有衰减。这部分包括风轮叶片、轮　毂、机舱罩、测风设备的风况传感器、无屏蔽措施　的操作间和变电站，土壤的电缆连接线。ＢＳＺ１区　内的物体不会遭到直接雷击，该区内所有导电体的　电流比ＢＳＺＯＢ区进一步减小，电磁场可能衰减，　这部分包括采取了有效雷电导引和屏蔽措施风轮叶　收稿日期：２００６—０５—１０。修回日期：２００６—０８—２０　作者简介：康春华（１　９８２一）．男，北京人，硕士研究生．从事电力系统　及自动化研究工作；　张小青（１　９５７一），男，北京人，博士，博士生导师．教授．目　前研究方向是雷电防护技术；　王芳（１９８０一）．女，北京人，硕士研究生．从事电力系统　及自动化研究工作。　・　６２　・　片内部、全金属覆盖的机舱罩内部、金属塔架的内　部、操作间和变电所的内部。ＢＳＺ２区内的所有设　备不会遭到直接雷击，但为了进一步干扰效应，还　必须采取附加屏蔽措施ｕ一。　２风电机组的防雷［　］　２．１机械部件的防雷　２．１．１　叶片防雷　雷击造成叶片损坏的机理是：雷电释放巨大能　量，使叶片温度急剧升高，分解气体高温膨胀，压　力上升造成爆裂破坏；另外当雷电流流过叶片中的　导体时还可能产生很大的电磁力，电磁力的作用也　可能使其弯曲甚至断裂。　目前大型风机使用的叶片，从结构上可分为两　大类型：定浆距失速型风机和变桨距风机，前者广　泛使用的是有叶尖阻尼器结构的叶片，后者则采用　无叶尖阻尼器的叶片（少数失速型风机使用）。　２．１．１．１　无叶尖阻尼器结构的叶片（图１）　由于无叶尖阻尼机构，因而该型叶片防护方式　实现起来较为简单。一般是在叶尖部分的玻璃纤维　外表面预置金属化合物作为接闪器，并与埋置于叶　片内的铜导体相连（５０　ｍｍ？铜导线与叶根处金属　法兰相连接）。　法兰　

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。

风力发电场防雷接地工程方案一、概述目前，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40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。

它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。

本方案针对风力发电机组的防雷接地。

二、风力发电厂地貌及接地电阻要求风力发电场位于某地区，风力发电功率为1500kw。

土壤电阻率比较高，超过450Ω.m。

由于有岩石的存在，造成不同深度的土壤电阻率分布不均匀。

风机接地电阻要求做到4欧姆。

风机基础占地面积大约14×14平方米，距其10m处有一台箱式变压器，其接地电阻值的要求为4欧姆。

三、接地材料的选择及地网设计接地是指将风机的外壳与大地连接一起，以便在正常运转、变乱接地和遭受雷击的情况下，将其接地点的电位固定在允许范围内，从而保证人身和设备安全。

风机的接地体系是风机防雷保护体系中一个关键环节。

在地网开挖面积有限、泥土电阻率较高的环境条件下，要能到达上面的技术要求，用传统常规的角钢、扁铁等接地材料举行施工是非常困难的。

本方案发起采用新型的接地材料：高效低阻接地极。

下面介绍常规接地材料与新型高效接地模块的使用。

1、常规接地材料一般来说，程度接地体采用不小于40×4mm的热镀锌扁钢，垂直接地体采用不小于50×50×5mm的角钢，每根角钢的长度大约2.5-3米。