风力发电机的雷电绕击分析与防护
发表时间：2018-12-07T10:00:32.543Z 来源：《防护工程》2018年第25期作者：郑卓骅林娜
[导读] 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。
郑卓骅林娜
广东省揭阳市气象局
摘要：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。
关键词：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。
二、绕击模型
目前较为常用的绕击分析模型包括经典电气几何模型和Eriksson提出的改进电气几何模型。电气几何模型在分析输电线路屏蔽失效的方面获取了较好的效果。电气几何模型是基于击距概念，击距是将线路引雷能力与雷电流幅值联系在一起。在电气几何模型的基础上，相关的学者又通过完善提出了引雷空间法开展线路防雷保护的分析。引雷空间法中的非常重要的一个概念是吸引半径，具体说的是引雷的结构物包含一定的雷电吸引范围，一旦雷电下行先导进入吸引半径区域内，结构物会产生迎面先导从而拦截下行先导，否则雷电先导击中地面。吸引半径较击距更能看出建筑产生的上行先导所产生的雷击影响。
三、雷击风机桨叶暂态特性仿真分析
由于风机高耸的结构和桨叶顶端突出的特点，风机桨叶是比较容易遭到雷击的部位之一，而又因桨叶通常处于旋转状态，受雷击后，其雷电流泄放通道更难形成，所以桨叶也很容易击坏。可以把整张叶片看成一条传输线，并且等值成一个RLC电路，选取的叶片仿真模型在工程中实际长度为60m。在ATPdraw仿真电路中，把叶片依次从上往下等分成A、B、C三段，雷电流从桨叶的顶部注入，在每相隔的RLC 电路中添加节点电压测量仪，设置每段20m的单相分布传输线。
为更接近实际风机情况，对风机进行模拟计算时，选取风机的部分参数为：整机总体直径是130m，塔体高80米，叶片长度为60m，叶根弦长4m。设雷电流波形为我国电力行业规定采用的2.6/50μs，且在仿真软件中参数设置幅值为100kA，波头时间为4E-6，半波时间为5E-5。在ATPdraw仿真软件中，设定仿真参数后，进行仿真。
另外，雷电流沿壳体内部路径传导时常会出现电弧，弧道附近的壳体材料，同时高温可能高达几千度，这样高的温度会严重烧损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，这种损伤连同电弧通道高温的烧灼作用，常使受雷击后的桨叶出现裂痕。
四、风电场防雷整改措施
（一）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依据风机的所在的地理环境、土壤电阻率、雷电灾害发生的频率等条件，并根据IEC61400-24-2010等的相关规范和要求来设计。
风力发电机组的接地系统不仅是风机与箱变的防雷接地，同时也是系统接地（防静电接地）、保护接地和工作接地。首先，要利用风力发电机基座基础接地装置当作自然接地体，其次，依据现场的实际情况和土壤电阻率在风机基础接地体外进行敷设，接地铜引线穿过基座时与基座里的钢筋有效的连接，并与箱变设备的接地连接在一起，将风机基础内的接地和基础外接地网联系构成完整的接地体。最后，埋设垂直接地体以及外延接地体当作扩散雷电流的人工接地网，通过利用厚度不小于4mm的热镀锌扁铁，且埋地的深度不小于80cm，以符合接地电阻阻值小于4Ω的要求。
结合风电场的实际现场环境，通过利用半球接地原理，在风机基础外延一定数量的水平接地体，并在外延水平接地体上均匀地布设相应数量的接地高效降阻产品DK-AG/Fb防腐电解地极，利用电解质向地表深层和四周的泄放，可使导电率极差的地质结构，形成一个很好的导电通道，大大降低接地电阻。
五、结束语
综上所述，在风电机组设备损坏当中，叶片的损坏对发电量的影响最大，所需要的维修费用最多，维修工艺也最复杂。严重的雷击叶片事故甚至可能导致整台风电机组报废。而风机的雷击特性又和叶片密切相关，因此叶片的防雷是风电机组防护的重点和难点。针对雷电
风力发电机组保护系统 在方案设计阶段，应在风力发电机组的系统方案框架内建立其运行管理，以使系统运行最佳化，并且保证万一发生故障时，仍能使风力发电机组保持在安全状态。 通常，风力发电机组的运行管理由控制系统执行。气程序逻辑应保证风力发电机组在规定的条件下能有效、安全和可靠地运行。 风力发电机组的安全方案由保护系统执行。安全方案应考虑像许用超转速度、减速力矩、短路力矩、允许的振动等有关使用值范围以及随即故障、操作失误等不安全因素。下图表示了控制系统和保护系统的相互关系。 1、过速保护系统： 此风机过速保护系统包括硬件过速和软件过速 硬件过速是在风机控制柜中设有过速继电器WP2035，它的整定值跟低速轴前端得脉冲信号紧密联系，如果前端脉冲信号为8那么它的整定值为0404（4.0HZ/4S 平均）如果前端脉冲信号为4那么它的整定值为0208（2HZ/8S ）。在调试的过程中为了测试过速继电器，继电器的设置必须降到0.5HZ 。随后，风机通过手动变桨调节转速。当转速达到了0.5HZ ，安
全链开启并且释放状态吗“过速继电器”。测试后，过速继电器一定要再次设置到4HZ，平均=4。 软件过速是在控制系统中设有故障逻辑控制。如果风大于1290rpm时风机就会通过软件报312、315故障导致风机停机、安全链断开桨叶变为顺桨位置。在调试的过程中测试WP3100的过速1，在“参数运行控制器”下：状态315设置为300RPM，手动变桨调节风机的速度，当风机的转速达到300RPM/Min时风机会风机过速1故障而停机。 风机过速保护系统是风机安全设计中考虑要最全面的安全系统，所以如果风机真过速硬件过速和软件过速都必须要动作导致安全链断开来保护风机。 2、主电网保护 从箱变到风机是由三相五线制240平方和185平方的电缆连接而成。下面是对主电网的要求，如果有一项没有达到要求值风机就会因报电网故障而停机。 a、L1-L2-L3三相的相位为120°±6° b、L1-L2-L3三相电流对称，<或>50A 延时时间为0.8S c、L1-L2-L3三相电压对称，最大值为690V*1.08，最小值为690V*0.94，延时的时间为5*20S d、电网的频率为50HZ±1HZ，延时的时间为5*20S e、电网的最大电流为2000A 3、发电机短路保护 发电机是风力发电机组的重要组成部分，然而发电机的短路保护也是风机设计的重要组成部分。它由一个总的短路保护器控制。主要的保护功能有以下几点： a．过电压保护 系统运行中，不管并网以否当发电机电压连续高于设定过压保护值690*（1+2%）V一定时间（0.05S）时，保护器判为“过压”故障。保护器都发出常规“跳闸”命令，“故障” 继电器动作，同时发出常规告警信号（断续蜂鸣告警声、故障指示灯亮），数码显示自动切到电压值显示状态，实时显示此时的电压值，同时电压指示灯闪烁。延时（参数12）设定的一段时间后，如发电机电压恢复正常，则解除告警信号，继电器断开，退出故障状态。 注意：任何故障状态都可以人工提前退出，按一下《参数》键（即使没有进入参数状态也一样）几秒后即退出故障状态，用《增》、《减》键可以解除蜂鸣告警声，但不能提前退出故障状态。 b．过电流保护 并网运行中，发电机三相电流中最大一相电流连续大于设定过流设定值2500A （110%～150%Ie）一定时间（0.06S）时，保护器判为“过流”故障，发常规“跳闸”命令和常规告警信号，“故障” 继电器动作。数码显示自动切到电流值显示状态，显示跳闸时刻的电流值，同时电流指示灯闪烁。延时设定的一段时间后，自动解除告警信号，退出故障状态。同样可以人工提前退出故障状态。过流保护也是反时限控制，在设定的过流延时跳闸时间的基础上，保护器根据“温升相等”原则自动修改过流动作时间，过流越大，则保护动作也越快。 c．过速保护（飞车保护） 过速（飞车）保护同样分“并网”前和“并网”后，“并网”前过速我们通常叫“飞车”，在系统甩负荷以及保护跳闸后,原动机能量来不及关小，发电机可能出现飞车现象。“并网”前当本保护器确认发电机频率（转速）超过设定值（51.0HZ～75.0HZ）时判为“飞车”故障，发常规告警信号，同时“故障” 继电器动作（不是用来“跳闸”，而是用来向
浅论架空输电线路雷电绕击与反击的识别 摘要：由于防雷与接地措施不到位而引发的跳闸等事故的频繁发生，给经济社 会的发展带来了很多的不便，因此，加强架空输电线路的防雷接地的相关研究是 非常必要的。反击主要靠提高线路绝缘水平、降低杆塔接地电阻来提高耐雷水平，而绕击主要靠改进线路保护角等方式来降低绕击率。对雷击故障类型进行辨识可 以为防雷设计提供依据，有针对性地采取防雷措施，可提高线路防雷水平。 关键词：架空输电线路雷电绕击反击识别 1 架空输电线路的雷电危害 雷电危害大多发生在春夏两季，但是，它也会受不同地区地理环境差异的影响。雷电对输电线路的危害主要表现在以下几方面：一是，雷电自身的高热效应 危害。当遇到输电线路时，雷电的高热效应会转变为电流，使被击中部位瞬间产 生极高的热能，导致此段输电线路被融化，进而燃烧起来。二是，雷电所产生的 电磁场危害。在雷电形成的过程中伴有电磁效应，当输电线路被雷击中时，这部 分电磁效应会在雷击部位形成交变电磁场，使得电路中的电流量瞬间增大，导致 线路高温燃烧。三是，雷电附带的高压效应危害。雷电形成的瞬间电压通常为高压，能够达到十几万伏以上。这种高压在雷击点会对输电线路上的电气设备造成 极大的攻击，导致输电线路被烧坏、出现短路的情况，甚至还会引发更严重的事故。四是，雷电所发出的电波危害。电波也是雷电附带的一种现象，它经常会干 扰防雷装置的正常工作，使其无法有效发挥防雷功能，变为放电器反击输电线路。 2 架空线路雷击跳闸分析 雷电直击、绕击、反击、直击（雷直击铁塔顶部、雷直击避雷线中央）和反 击（过高的接地电阻，造成塔顶电位大幅度上升）现象大体相同，其耐雷水平在 规程中也是做统一规定，由于篇幅有限，在这我们把它们列入一起进行阐述，而 绕击现象与直击和反击不同，它也是引起高压送电线路跳闸的主要原因，也是我 们今后防雷工作的重点。 雷电直击、反击跳闸一般雷电流较大，如500kV典型铁塔反击耐雷水平可达125kA～175kA，雷电反击一般有下列特征：a.多相故障一般是由直击引起； b.水 平排列的中相或上三角排列的上相故障一般是由雷电反击引起；c.档中导地线之 间雷击放电（极为罕见的小概率事件）的，一般是雷电直击、反击引起；d.一次 跳闸造成连续多级铁塔闪络的，有可能是雷电直击、反击引起。 雷电绕击导线引起绝缘闪络对应的雷电流幅值较小，如 500kV线路绕击耐雷 水平为22kA～24kA。理论分析和国内外实践经验表明超高压线路尤其是山区线路存在明显的绕击现象。雷电绕击故障一般有下列特征： a.雷电绕击一般只引起单 相故障； b.导线上非线夹部位有烧融痕迹（有斑点或结瘤现象或导线雷击断股）的，一般是雷电绕击引起；c.水平排列的中相或上三角排列的上相导线一般不可 能雷电绕击跳闸 d.水平或上三角排列的边相或鼓形排列的中相有可能雷电绕击；e.雷电绕击电流与导线保护角和塔高度有关，当雷电流幅值较大时，绕击的可能 性较小。 对于雷电反击故障，降低接地电阻、加强线路绝缘、加装耦合地线、安装线 路避雷器比较有效，对于雷电绕击故障，减小避雷线保护角、安装线路避雷器、 加装耦合地线比较有效。对于双回路或多回线路，差绝缘配置有一定效果。 3 输电线路雷电过电压识别判据 3种雷电过电压的电流行波区别主要体现在三相电流行波相似程度以及电磁
风电机组易遭雷击技术法规破解防雷桎梏 中国新能源网| 2011-8-16 11:04:00 | 新能源论坛| 我要供稿 特别推荐：《2010中国新能源与可再生能源年鉴》 2011年6月9日，国家电网报《产经周刊》刊登了风机防雷问题的新闻调查。报道刊出后，参与调查的编辑、记者陆续收到各方面反馈，电网企业的工程技术人员认为需要高度重视风机防雷和防火工作，气象部门提出要从技术和法规层面规范风机防雷……在风电技术新标准出台之际，我们再次呼吁：请重视风机防雷。 来自国家能源局的最新统计数据显示，截至2010年年底，我国新增风电装机1600万千瓦，累计装机容量达到4182.7万千瓦，均居世界前列。 在这种大好形势下，有关专家指出，我国的风力发电机组防雷存在隐患。 风电机组缘何易遭雷击 我国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%，其他电器元件被击中率更高达20%。被誉为“中国风电开发的先锋”的粤东南澳岛，几乎年年都发生雷击事件。 “虽然针对风力发电机的防雷已有一套严格的技术，但是，当遭遇直击雷时，风力发电机组只能…束手就擒?。目前，风电部门防范直击雷的难度很大，成本也很高。”中国水电工程顾问集团公司新能源处处长易跃春告诉我们。 风力发电机组在露天环境下工作，难免受到自然灾害的影响。现代科学技术迅猛发展，风力发电机组的单机容量越来越大，一台现代风力发电机的发电能力是20年前的100倍。为了吸收更多能量，轮毂高度和叶轮直径随着增高，雷击风险也随之增加。 著名防雷专家关象石认为，风力发电机身处雷击困境有三个原因：风力发电机组大，一般处于海岸、丘陵、山脊乃至海面上，周围少有障碍物，恰是易遭雷击的地方；为了捕捉更多的风能，风力发电机组一般都设置在高于周边的制高点，更易吸引雷电；上行雷威胁风力发电机组会对雷云产生向上的先导闪击，“主动迎接”雷闪。 细数雷击“三宗罪”
风力发电机的雷电绕击分析与防护 发表时间：2018-12-07T10:00:32.543Z 来源：《防护工程》2018年第25期作者：郑卓骅林娜 [导读] 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。 郑卓骅林娜 广东省揭阳市气象局 摘要：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。 关键词：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。 二、绕击模型 目前较为常用的绕击分析模型包括经典电气几何模型和Eriksson提出的改进电气几何模型。电气几何模型在分析输电线路屏蔽失效的方面获取了较好的效果。电气几何模型是基于击距概念，击距是将线路引雷能力与雷电流幅值联系在一起。在电气几何模型的基础上，相关的学者又通过完善提出了引雷空间法开展线路防雷保护的分析。引雷空间法中的非常重要的一个概念是吸引半径，具体说的是引雷的结构物包含一定的雷电吸引范围，一旦雷电下行先导进入吸引半径区域内，结构物会产生迎面先导从而拦截下行先导，否则雷电先导击中地面。吸引半径较击距更能看出建筑产生的上行先导所产生的雷击影响。 三、雷击风机桨叶暂态特性仿真分析 由于风机高耸的结构和桨叶顶端突出的特点，风机桨叶是比较容易遭到雷击的部位之一，而又因桨叶通常处于旋转状态，受雷击后，其雷电流泄放通道更难形成，所以桨叶也很容易击坏。可以把整张叶片看成一条传输线，并且等值成一个RLC电路，选取的叶片仿真模型在工程中实际长度为60m。在ATPdraw仿真电路中，把叶片依次从上往下等分成A、B、C三段，雷电流从桨叶的顶部注入，在每相隔的RLC 电路中添加节点电压测量仪，设置每段20m的单相分布传输线。 为更接近实际风机情况，对风机进行模拟计算时，选取风机的部分参数为：整机总体直径是130m，塔体高80米，叶片长度为60m，叶根弦长4m。设雷电流波形为我国电力行业规定采用的2.6/50μs，且在仿真软件中参数设置幅值为100kA，波头时间为4E-6，半波时间为5E-5。在ATPdraw仿真软件中，设定仿真参数后，进行仿真。 另外，雷电流沿壳体内部路径传导时常会出现电弧，弧道附近的壳体材料，同时高温可能高达几千度，这样高的温度会严重烧损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，这种损伤连同电弧通道高温的烧灼作用，常使受雷击后的桨叶出现裂痕。 四、风电场防雷整改措施 （一）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依据风机的所在的地理环境、土壤电阻率、雷电灾害发生的频率等条件，并根据IEC61400-24-2010等的相关规范和要求来设计。 风力发电机组的接地系统不仅是风机与箱变的防雷接地，同时也是系统接地（防静电接地）、保护接地和工作接地。首先，要利用风力发电机基座基础接地装置当作自然接地体，其次，依据现场的实际情况和土壤电阻率在风机基础接地体外进行敷设，接地铜引线穿过基座时与基座里的钢筋有效的连接，并与箱变设备的接地连接在一起，将风机基础内的接地和基础外接地网联系构成完整的接地体。最后，埋设垂直接地体以及外延接地体当作扩散雷电流的人工接地网，通过利用厚度不小于4mm的热镀锌扁铁，且埋地的深度不小于80cm，以符合接地电阻阻值小于4Ω的要求。 结合风电场的实际现场环境，通过利用半球接地原理，在风机基础外延一定数量的水平接地体，并在外延水平接地体上均匀地布设相应数量的接地高效降阻产品DK-AG/Fb防腐电解地极，利用电解质向地表深层和四周的泄放，可使导电率极差的地质结构，形成一个很好的导电通道，大大降低接地电阻。 五、结束语 综上所述，在风电机组设备损坏当中，叶片的损坏对发电量的影响最大，所需要的维修费用最多，维修工艺也最复杂。严重的雷击叶片事故甚至可能导致整台风电机组报废。而风机的雷击特性又和叶片密切相关，因此叶片的防雷是风电机组防护的重点和难点。针对雷电
风力发电机机组基础预算
目录 引言 750KW风力发电机组基础土建工程 750KW风力发电机组基础电气工程 750KW风力发电机组基础预算书 750KW风力发电机组基础单位工程预表750KW风力发电机组基础单位工程费用表汇总表 总结
关键词： 施工图预算：施工图预算是指一般意义上的预算，指当工程项目的施工图设计完成后，在单位工程开工前，根据施工图纸和设计说明、预算定额、预算基价以及费用定额等，对工程项目所应发生费用的较详细的计算。它是确定单位工程、单项工程预算造价的依据；是确定招标工程标底和投标报价，签订工程承包合同价的依据；是建设单位与施工单位拨付工程款项和竣工决算的依据；也是施工企业编制施工组织设计、进行成本核算的不可缺少的文件。 单位工程：单位工程指具有独特的设计文件，独立的施工条件，但建成后不能够独立发挥生产能力和效益的工程。 直接工程费：直接工程费是指施工企业直接用与施工生产上的费用。它由直接费、其他直接费和现场经费组成。 间接费：间接费是指施工企业用与经营管理的费用，它由企业管理费、财务费用和其他费用组成。
风力发电机机组主要包括：机舱（主机）、叶轮、塔架、基础、控制系统等等。风力发电机机组基础是风力发电机重要组成成分之一，一般陆地风电场风力发电机机组基础占风力发电机总造价16%左右；海上风电场风力发电机机组基础占风力发电机总造价25%左右。 风力发电机机组基础的外型为正八边形，一般是依据地质报告和冻土层深度可分为三种基础：标准基础、深基础、加深基础。 风力发电机机组基础预算计算主要包括：挖基坑、回填土、自卸汽车运土、混凝土基础垫层、钢筋、现浇砼独立基础。 以新疆达坂城风电三场一期30MW项目工程750KW机组基础预算工程量计算为例：
科目：电磁干扰与兼容 任课老师：崔志伟 作业：雷电电磁脉冲干扰与防护姓名：朱传帅 学号：1505122194
雷电电磁脉冲干扰与防护 绪论 雷电是由带电的云在空中对地放电导致的一种特殊的自然现象，其具有选择性、随机性、不可预测性以及破坏性。雷电存在的形式除了可以直观感受到的发光、发热、发声的雷电流以外，在雷电流形成的同时由于电磁效应还会产生雷电电磁脉冲。在当今信息化的时代，强大的雷电电磁脉冲是造成电子设备损坏的重要原因，可导致各种微电子设备的运行失效甚至损坏，成为威胁航空航天、国防军事、铁路运输、计算机与通信等领域的一大公害。 电子设备包括信息电子设备和电力电子设备两大类，信息电子设备基本采用微电子控制技术，电力电子设备相对于信息电子设备无信号传输线路外，其控制单元也大多采用微电子控制技术。近20 年来新发现的电子设备雷灾的起因是闪电的电磁脉冲（LEMP）辐射造成的，电子设备越先进、耐压等级越低、能耗越小，灵敏度越高、体积越小，则雷电电磁脉冲的危害范围越大。电子设备抗雷电电磁脉冲的干扰危害已是一个不可回避的问题。 雷电电磁脉冲既是雷电，又是电磁脉冲，但它既有别于直击雷，又有别于普通意义上的电磁脉冲干扰信号。现在对直击雷的防护技术已相当成熟，由于直击雷包含着巨大的能量，通常采用避雷针、避雷网等引雷入地，其实这就是将所接收到的雷电能量直接引向大地而起到分流雷电流的作用，但避雷针引下线由于电感的作用，最多也只能将5 0 % 的雷电流入地，余下的雷电流将通过其他途径或四处扩散后入地。扩散入地的雷电流就以雷电电磁脉冲的形式出现，对雷电电磁脉冲的防护，要从干扰和所具有的巨大能量两个方面来综合考虑。直击雷的强大能量需要入地释放，同理，雷电电磁脉冲的能量也必须旁路泄放入地，在入侵通道上将雷电电磁脉冲引起的过电压、电流加以阻挡，且直接或间接泄放入地，从而达到保护电子。 正文 雷电防护系统( Lightning Protection System（LPS）)是指用以对某一空间进行雷电效应防护的整套装置，它由外部雷电防护系统和内部雷电防护系统两部分组成。 注：在特定的情况下，雷电防护系统可以仅由外部防雷装置或内部防雷装置组成。 目前雷电电磁脉冲防护技术即防雷技术已经发展成熟，国内各大防雷企业都能够实现从设计、产品提供到施工及售后服务的防雷一体化体系解决方案（防雷体系）。在一个完整的防雷体系按照功能的不同分为以下五个部分： 1、直击雷防护(Direct Lightning Protection) 直击雷防护是防止雷闪直接击在建筑物、构筑物、电气网络或电气装置上。直击雷防护技术主要是保护建筑物本身不受雷电损害，以及减弱雷击时巨大的雷电流沿着建筑物泄入大地的过程中对建筑物内部空间产生影响的防护技术，是防
文件编号：TP-AR-L6127 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 风力发电机组中的安全 系统(正式版)
风力发电机组中的安全系统(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 1.安全系统在风力发电机组运行中的地位 安全生产是我国风电场管理的一项基本原则。而风电场则主要是由风力发电机组组成，所以风力发电机组的运行安全是风电场最重要的。控制系统是风力发电机的核心部件，是风力发电机组安全运行的根本保证，所以为了提高风力发电机组的运行安全性，必须从控制系统的安全性和可靠性设计开始，根据风力发电机组控制系统的发电、输电、运行控制等不同环节的特点，在设备从安装到运行的全部过程中，切实把好安全质量关，不断寻找提高风力发电机组安全可
靠性的途径和方法。 风力发电机组的安全生产是一项安全系统工程，而控制系统是风力发电机组的重要组成部分，它的安全系统构成整个安全系统的一部分，需要以系统论，信息论，控制论为基础，研究人、设备的生产管理，研究事故、预防事故的一门科学。从系统的观点，纵向从设计、制造、安装、试验、运行、检修进行全面分析，横向从元器件购买，工艺、规程、标准、组织和管理等全面分析最后进行全面综合评价。目的使风力发电系统各不安全因素减到最小，达到最佳安全状态生产。 2.机组控制运行安全保护系统
输电线路雷电绕击评估方法分析及展望谢永彬 发表时间：2019-04-01T15:14:30.483Z 来源：《电力设备》2018年第29期作者：谢永彬许文广[导读] 摘要：随着我国超/特高压输电线路建设工程的发展，由雷电绕击引起的跳闸事故愈发频繁，严重影响到超/特高压输变电系统的安全可靠运行。 （河北省石家庄国网河北省电力有限公司检修分公司 050000）摘要：随着我国超/特高压输电线路建设工程的发展，由雷电绕击引起的跳闸事故愈发频繁，严重影响到超/特高压输变电系统的安全可靠运行。现有的众多雷电绕击评估方法受计算模型和雷电观测手段的限制、以及各种关键性参数与判据的不确定性等因素的影响，无法满足对输电线路雷电屏蔽性能分析准确性的需求。因此，详细阐述了当前各种雷电绕击评估方法的研究现状与进展，归纳了各方法存在的问 题，并基于此分析了输电线路雷电绕击评估方法的机遇与发展趋势，指出随着长空气间隙放电理论和雷电观测手段的研究发展，未来关于输电线路雷电绕击评估方法的重点在于根据雷电绕击微观物理过程和相应关键参数的测量，建立更为完善和准确的绕击评估方法，为输电线路差异化防雷工作的开展提供重要的理论支撑。 关键词：雷电绕击；输电线路；评估方法；长空气间隙放电；上行先导；雷电参数引言 我国能源中心和电力负荷中心在地域上存在巨大差异，导致在电网中需使用大容量、远距离、高稳定性的电能传输方式。随着我国“西电东送”发展战略的实施与深化，采用超/特高压输电方式是保障这种远距离输电的必然途径。长期以来，我国输电线路的稳定运行都遭受着各种因素以及各种方式的威胁，运行经验表明，雷击是造成我国输电线路跳闸故障的主要原因。我国输电线路大多处于旷野高山且相互间纵横交错，绵延数百至数千 km，极易遭受雷击而导致跳闸事故的发生，给国民经济带来了巨大的损失。本文针对输电线路雷电绕击问题，详细阐述了当前各种雷电绕击评估方法的研究现状与进展，结合超/特高压输电线路的特点分析了各方法中存在的问题，并对绕击评估方法的发展进行了预测与展望。 1 输电线路雷电绕击评估方法现状与问题分析 1.1 雷电参数 地闪密度和雷电流幅值概率分布是影响输电线路绕击评估结果准确性的重要参数。早年，由于雷电监测技术的限制，这 2 个参数在一个较大区域内往往只能取同一平均值，并不能体现出不同地区雷电活动的差异性。近年来，由于雷电定位系统等雷电监测技术的出现，使得雷电参数的监测能够更加精细化和精确化，在绕击评估中可以将输电线路走廊不同区段雷电参数差异化，进而更为准确地反映出输电线路各区段的绕击耐雷性能。 近年来，随着雷电定位系统定位技术的成熟、定位基站的建设完善，地闪密度可以以更为精细、更为准确的方式进行统计。雷电定位系统依靠测量雷电发生时产生的电磁波，获得雷电位置、时间、幅值等信息。目前，中国电网雷电定位系统部分区域探测效率已>90%，定位精度达到 200 m。使用这些雷电定位数据可以获得更为准确的输电线路走廊地闪密度分布情况。 1.2试验验证法 该验证方式是指通过一些雷电监测手段获得绕击模型中部分参数或过程的观测值，通过这些实测值来验证绕击模型中的一些关键参数或过程。例如，Becerra 和 Cooray 在建立上行先导模型时，为验证其模型的有效性，利用 Willett 等人在佛罗里达进行的人工引雷试验获得的平均电场对比分析了其模型的计算结果，结果表明其模型在考虑了空间电荷影响后，稳定电场与试验结果保持了很好的一致性。 2 输电线路雷电绕击评估方法的展望 前文对当前广泛应用的输电线路雷电绕击评估方法的研究现状以及存在的问题进行了详细描述与分析，尽管多年来国内外学者在该领域开展了大量的研究工作，但依然无法得到精细化的模型使其能够准确反映雷电绕击输电线路的物理过程。然而鉴于超/特高压输电线路因遭受雷击导致的跳闸事故日益增多，超/特高压输电线路的雷电屏蔽问题严重制约了我国电网的安全稳定运行，继续深入开展雷电绕击输电线路评估方法的研究工作具有重要意义。本章根据当前该领域的研究热点以及相关工作的最新进展，对输电线路雷电绕击评估方法的机遇进行了总结，并对未来发展趋势做出展望。 3 输电线路雷电绕击评估方法的发展趋势 如前文所述，随着长空气间隙放电试验与仿真研究的不断发展，能够对长空气间隙放电过程中的各物理参量实现准确观察与测量，并利用仿真模拟加深对长空气间隙放电微观过程的理解，结合自然雷电和人工引雷试验研究，通过试验与仿真方法的相互配合，将相关研究成果应用于输电线路绕击评估方法中，可以得到更为精确的评估模型。 此外，先导发展模型作为更适合超/特高压输电线路的绕击评估方法，许多学者曾提出由于该方法的工作量与时间消耗巨大，不利于实际工程应用，因此如何缩小计算量与工作耗时也是其未来发展的一大趋势。Dellera 和 Garbagnati 在提出先导发展模型的同时，通过一组应用图对输电线路耐雷水平进行简化估算从而缩短计算时间。此后，通过对2维空间的离散化处理，简化了先导的运动过程，提高了计算效率。Tavakoli 等人通过 3层感知器构成的人工智能模型缩短输电线路跳闸率的计算时间。司马文霞等人通过微分方程的形式将复杂耗时的先导发展模型简化为解析模拟方法，将先导发展模型的计算效率提升了 40 余倍，极大地推进了其工程应用发展。 4 结论 长久以来，输电线路雷电绕击评估方法的发展主要是受到我国输电线路长期遭受雷击跳闸事故以及相应的治理、设计和防护需求所推动的，尤其是近年来随着我国大力开展特高压输电线路的建设，为使其免于遭受雷击从而减少跳闸事故带来的经济损失，输电线路雷电绕击评估方法仍需要进一步的发展。本文通过对当前各种雷电绕击评估方法的研究现状进行详细分析，得到了如下结论及对未来研究的展望： 1）随着输电线路结构尺寸的增大，电气几何模型由于无法考虑雷云放电以及产生下行先导行进过程的分散性，其在超/特高压输电线路的雷电绕击评估中的计算结果误差较大，相比之下，先导发展模型更适用于超/特高压输电线路的绕击评估工作。 2）受限于当前长空气间隙放电研究的研究进展，先导发展模型中的众多参数与判据存在多样性以及争议性，且各参数与判据的准确性仍有较大欠缺，极大地限制了先导发展模型评估结果的精确度。同时，先导发展模型工作量大、耗时长的特点也制约了其在实际工程中的应用。
海上风力发电机组基础设计
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一、前言
与陆上风电场相比,海上风电具有以下优 点：
风能资源储量大、环境污染小、不占用耕 地； 低风切变，低湍流强度——较低的疲劳载 荷； 高产出：海上风电场对噪音要求较低，可通 过增加转动速度及电压来提高电能产出； 海上风电场允许单机容量更大的风机，高者 可达5MW—10MW。
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一、前言
海上风力发电机组通常分为以下两个主 要部分： （1）塔头（风轮与机舱） （2）塔架 （3）基础（水下结构与地基）
与场址条件密切相关的特定设计； 约占整个工程成本的20%-30%； 对整机安全至关重要。
支撑 结构
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二、海上风电机组基础的形式
目前经常被讨论的基础形式主要涵盖参考 海洋平台的固定式基础，和处于概念阶段的漂 浮式基础，具体包括：
单桩基础； 重力式基础； 吸力式基础 ； 多桩基础 ； 漂浮式基础
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二、海上风电机组基础的形式
①单桩基础（如图2所 示）
采用直径3～5m 的大直径 钢管桩，在沉好桩后，桩顶固 定好过渡段，将塔架安装其 上。单桩基础一般安装至海床 下10-20m，深度取决于海床基 类型。此种方式受海底地质条 件和水深约束较大，需要防止 海流对海床的冲刷，不适合于 25m 以上的海域。
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图 2 单桩基础示意图
二、海上风电机组基础的形式
②重力式基础（如图3 所示）
重力式基础因混凝土沉箱 基础结构体积大，可靠重力 使风机保持垂直，其结构简 单，造价低且不受海床影 响，稳定性好。缺点是需要 进行海底准备，受冲刷影响 大，且仅适用于浅水区域。
图 3重力式基础示意图
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风力发电场设计技术规范DL/T5383-2007 Technical specification of wind power plant design 1.范围本标准 规定了风力发电场设计的基本技术要求。本标准适用于 装机容量5MW及以上风力发电场设计。 2.规范性引用文件 GB5005935~110KV变电所设计规范 GB5006166KV及以下架空电力线路设计规范 DL/T5092110KV~500KV架空送电线路设计技术规程 DL/T5218220KV~500KV变电所设计技术规程 3.总则 3.0.1风力发电场的设计应执行国家的有关政策，符合安全可靠、技术先进和经济合理 的要求。 3.0.2风力发电场的设计应结合工程的中长期发展规划进行，正确处理近期建设与远期 发展的关系，考虑后期发展扩建的可能。 3.0.3风力发电场的设计，必须坚持节约用地的原则。 3.0.4风力发电场的设计应本着对场区环境保护的，减少对地面植被的破坏。 3.0.5风力发电场的设计应考虑充分利用声区已有的设施，避免重复建设。 3.0.6风力发电场的设计应本着“节能降耗＂的原则，采用先进技术、先进方法，减少 损耗。 3.0.7风力发电场的设计除应执行本规范外，还应符合现行的国家有关标准和规范的规 定。 4.风力发电场总体布局 4.0.1风力发电场总体布局依据：可行性研究报告、接入系统方案、土地征占用批准 文件、地质勘测报告、环境影响评价报告、水土保持评价报告及国家、地方、 行业有关的法律、法规等技术资料、 4.0.2风力发电场总体布局设计应由以下部分组成： 1.风力发电机组的布置 2.中央监控室及场区建筑物布置 3.升压站布置。 4.场区集电线路布置 5.风力发电机组变电单元布置 6.中央监控通信系统布置 7.场区道路 8.其他防护功能设施（防洪、防雷、防火） 4.0.3风力发电场总体布局，应以下因素： 1.应避开基本农田、林地、民居、电力线路、天然气管道等限制用地的区域。 2.风力发电机组的布置应根据机组参数、场区地形与范围、风能分布方向确定，并与本声规划容量、接入系统方案相适应。 3.升压站、中央监控室及场区建筑物的选址应根据风力发电机组的布置、接入系统的方案、地形、地质、交通、生产、生活和安全要素确定，不宜布置在主导风能分布的下风各或不安全区域内。 4.场区集电线路的布置应根据风力发电机组的布置，升压站的位置及单回集电线路的输送距离、输送容量、安全距离确定。
第四章雷电电磁脉冲场 人类研究雷电已有200多年的历史，到目前为止，对直击雷和传导浪涌的防护技术已经发展得较为成熟，相对而言，对雷电电磁脉冲的研究还有待深入。雷电电磁脉冲（LEMP）是伴随雷电放电产生的电流瞬变和强电磁辐射，属于雷电二次效应之一，它是最常见的一种天然强电磁脉冲干扰源。直到20世纪70年代以后，雷电的电磁辐射效应才逐渐引起重视。LEMP的发生频率远大于核电磁脉冲和高功率微波、超宽带等非核电磁脉冲，其峰值场强大，波形上升沿陡，对周围空间的各类敏感电子设备构成严重威胁，国内外相关事故报道不胜枚举。LEMP的危害区域远大于直击雷，它既可以由云地闪电产生，也可以由云内闪电和云间闪电产生，影响区域遍布对流层以下至大地表层，对空中飞行的火箭、飞机、导弹、地面架空运输电线、各种电子设备都有不同程度的危害，因雷电电磁脉冲造成室内电磁设备损坏、失效、误动作等造成的间接损失更是难以估计。随着电子设备的高集成化、智能化、低功耗化、LEMP的危害日益突出。 因此，LEC研究报告指出：“雷电电磁脉冲是信息化时代的公害。”对LEMP的防护是目前雷电防护研究领域的热点和难点，对LEMP进行详细研究，有利于有针对性地做好设备防护工作。 4.1 雷电电磁脉冲分类 根据IEC61312-1标准的定义，LEMP包括非直击雷产生的电磁场和电流瞬变。以此为依据，LEMP可以划分为3种形式：静电脉冲、地电流浪涌和电磁脉冲辐射场。以往防雷工程中强调的LEMP通常是指地电流瞬变和架空输电线的传导浪涌，而现在对电磁脉冲辐射场的危害越来越严重了。 4.1.1 静电脉冲 大气电离层带正电荷，与大地之间形成了大气静电场，通常情况下，平原地区地面附近电场强度约150V/m。雷雨云的下部静电荷较为集中，其电位较高，因此其下方地面局部静电场强远高于平时的大气静电场强，雷雨降临之前，该区域地面场强可达10000V/m~30000V/m。 雷雨云形成的电场，在地面物体表面磁感应出异号电荷，其电荷密度和电位随附近近大气场强而变化。例如地面上10m处的架空线，可感应出100kV~300kV的对地电压。落雷的瞬间，雷雨云电荷被释放，大气静电场急剧减小，地面物体的感应电荷失去束缚，会沿接地通路流向大地，由于电流流经的通道存在电阻，因而出现电压，这种瞬时高电压称为静电脉冲（Electrostatic Pulse），也称天电瞬变（Atmospheric Transients），如图4—1所示。对于接地良好的导体而言，静电脉冲极小，可以忽略。但静电接电阻较大的孤立导体，其放电时间常数大于雷电持续时间，静电脉冲的危害尤为明显。 静电放电脉冲的危害形式，只要表现为以下两种： （1）电压（流）浪涌。输电线路上的静电高压脉冲会沿导线向两边传播，形成高压浪涌，对相连的电气设备造成危害。 （2）高压电击。垂直安放的导体，如果接地电阻较大，会在尖端出现火花放电，能点燃易燃易爆物品；如果人，畜在闪电过后的短暂时间内触摸或接近这类物体（如 木门框上的铁门），可能遭电击身亡。 图4-1 静电脉冲的形成原理 4.1.2 地电流瞬变 地电流瞬变是由落雷点附近区域的地面电荷中和过程形成的。以常见的负地闪为例，如图4-2所示，主要电通道建立后，产生回击电流，即雷雨云中的负电荷会流向大地，
计算机信息系统实体安全技术要求 第一部分：局域计算环境GA 371-2001 2001-12-24发布2002-05-01实施 5．环境安全 5．3 电磁屏蔽与静电防护 5.3.1 机房的静电防护措施应符合GB 50174-1993中的 6.3规定。 5.3.2 计算机信息系统的信号及电源线路，若非铠装电缆或屏蔽电缆都必须穿金属管或槽布设，金属管或金属槽都应妥善接地。 5.3.3 计算机信息系统的设备应有良好的屏蔽与接地。 5．4 雷电防护 5.4.1 建筑物的雷电防护应符合GB 50057 的规定。 5.4.2 计算机信息系统电源线路、信号线路必须穿金属管槽屏蔽并且两端良好接地，所有其他金属管道及金属构架必须等电位连接。 5.4.3 电源进线、信号传输线在进入计算机信息系统设备时，必须安装电涌保护器。 5.4.4 电源系统电涌保护器可以进行多级配置，在进行多级配置时应考虑电涌保护器参数之间的配合。同时还需考虑安装电涌保护器损坏时的过流保护装置，如熔断器、断路器等，电涌保护器应有劣化显示功能。 5.4.5 计算机信息系统供电电源装设电涌保护器的模块数和接线方式，应符合GB 50057-1994的第6章的规定。 5.4.6 计算机信息系统传输的信号频率及电平各异，因此通信接口电路宜采用逐级泄流、滤波、低压箝位等多级防护措施。 5.4.7 在信号线上安装的电涌保护器，其通流容量、插入损耗、驻波、频率、带宽等参数应符合计算机信息系统的匹配要求。 5.4.8 在格栅形大空间机房内的计算机信息系统设备应安装在远离格栅的位置，具体的安全距离按GB 50057-1994 的附录计算。 5．5 接地与等电位连接系统 5.5.1 计算机信息系统各类接地的接地电阻值要求为： a）交流工作接地电阻不大于4Ω。 B）直流接地电阻应按计算机信息系统具体要求确定。 C）安全保护接地电阻不大于4Ω。 D）防雷接地电阻应符合GB 50057规定。 5.5.2 交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地应共用接地系统，其接地电阻按其中最小值确定。 5.5.3 机房应设等电位网，机房内所有设备的交流工作接地、安全保护接地、直流接地等均就近与等电位网连接，并按需要采用星型（S型）或网型（M型）连接方式。 5.5.4 对于计算机信息系统所在的建筑物应采用共用接地系统。
1 范围 1.0.1 本标准规定了风电场风电机组塔架地基基础设计的基本原则和方法，涉及地基基础的工程地质条件、环境条件、荷载、结构设计、地基处理、检验与监测等内容。 1.0.2 本标准适用于新建的陆上风电场风电机组塔架的地基基础设计。工程竣工验收和已建工程的改（扩建）、安全定检，应参照本标准执行。 1.0.3 风电场风电机组塔架的地基基础设计除应符合本标准外，对于湿陷性土、多年冻土、膨胀土和处于侵蚀环境、受温度影响的地基等，尚应符合国家现行有关标准的要求。
2 规范性引用文件 下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用标准，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些标准的最新版本。凡是不注日期的引用标准，其最新版本适用于本标准。 GB 18306 中国地震动参数区划图 GB 18451.1 风力发电机组安全要求 GB 50007 建筑地基基础设计规范 GB 50009 建筑结构荷载设计规范 GB 50010 混凝土结构设计规范 GB 50011 建筑抗震设计规范 GB 50021 岩土工程勘察规范 GB 50046 工业建筑防腐蚀设计规范 GB 50153 工程结构可靠度设计统一标准 GB 60223 建筑工程抗震设防分类标准 GB 50287 水力发电工程地质勘察规范 GBJ 146 粉煤灰混凝土应用技术规范 FD 002—2007 风电场工程等级划分及设计安全标准 DL/T 5082 水工建筑物抗冰冻设计规范 JB/T10300 风力发电机组设计要求 JGJ 24 民用建筑热工设计规程 JGJ 94 建筑桩基技术规范 JGJ 106 建筑基桩检测技术规范 JTJ 275 海港工程混凝土防腐蚀技术规范
风电机组的防雷和防雷标准 1 引言 在我国风电发展初期，风电场大部分集中在年平均雷电日较少的新疆和内蒙古等地区，采用的主要是450kW 级以下的风电机组，雷害问题并不突出。随着我国风电场建设速度不断加快、规模不断扩大以及风电机组的日益大型化，风电机组的雷害也日益显露。现阶段，我国风电场开发不断向高海拔和沿海地区拓展，大功率风电机组的塔架最高已经超过120m，是风电场中最高大的构筑物。在风电机组的20年寿命期内，难免会遭遇到雷电的直击。中国可再生能源学会风能专业委员会于2009 年9月在肇庆召开的叶片专业组年会，将叶片的防雷作为一个重要问题进行了研讨，说明风电机组防雷已经引起专家的高度重视。 国际电工委员会（IEC）第88 工作委员会（IEC TC 88）在编制风电机组系列标准IEC 61400 时，编制了一个技术报告（TR），作为IEC 61400 系列标准的第24 部分于2002 年6 月出版，其初衷是想为这个相对年经的工业提供防雷知识。该标准在几年的实践中证明，技术报告对防止和减少风电机组的雷害是有效的。但是随着大型风电机组的发展和风电场向外海的拓展，雷害问题比2002 年以前更加复杂和突出。因此，有必要制订一个风电机组防雷标准以供风电行业人员使用。将IEC 6 1400 由技术报告（TR）升级为技术标准（TS）便提上了议事日程。 2 风电机组的雷害 IEC 61400-24 2002 中，阐明了不同于其他建筑物的风电机组雷害问题，机组的结构特点、工作原理以及所处场地等因素使其容易遭受雷害。人们已经了解建筑物高度对雷击过程的影响。高度超过60m 的建筑物会发生侧击，即部分雷电击中建筑物侧面而不是建筑物顶部。风电机组塔架是高于60m 的构筑物，所以侧击概率比建筑物大很多，并造成严重损害。另外，从雷电机理可知，与
输电线路雷电绕击评估方法分析及展望 发表时间：2018-01-28T20:01:46.140Z 来源：《电力设备》2017年第28期作者：杨志民 [导读] 摘要：雷电绕击造成输电线路跳闸的状况越来越多，严重的影响到了高压输电变电系统的正常运行。 （铜仁供电局贵州铜仁 554300） 摘要：雷电绕击造成输电线路跳闸的状况越来越多，严重的影响到了高压输电变电系统的正常运行。当前存在很多针对雷电绕击防护方法在受到了具体的计算模型和对雷电的观测技术的制约以及对其中出现的各种参数分析不准确等方面的因素和影响，造成了输电线路对雷电的防护性能不能实施有效的判断。所以，针对当前各种不同类型的雷电绕击发生时对输电线路的影响进行了相应分析，并且针对性的提出了问题的解决方法，希望对我国的电力发展起到一定的推动作用。 关键词：雷电绕击；输电线路；评估方式；雷电参数； 0引言 当前我国在能源中心或电力负荷中心的分布状况存在着比较大的差异性，造成了在电力网当中需要使用较大容量、超远距离及稳定性较高的输电方式来进行电力的传输。通过之前相关的经验可以看出，雷电绕击是导致我国电力线路产生跳闸现象的主要的原因。我国输电线路大部分都处于比较空旷的山野，表现为相互间的纵横交错，实际的传输距离非常的长，可以达到数千米以上，这种状态的输电线路非常容易受到雷击，进而对我国电力事业的发展产生不良的影响。 1.雷电参数 雷电参数就是地闪密度与雷电产生电流幅值发生的概率，属于电力线路中绕击评测结果最为准确的一种参数设置。在之前，因为对雷电监测方面的技术比较落后，对这两种参数的分析在一定的区域内通常只能取其中的一个平均值，并不能有效的体现出不同地区中雷电活动的差异性。在最近几年的发展过程中，因为对雷电定位系统和雷电监测技术的不断开发，使得对雷电参数的监测可以更加的具体化和精确化，进而更加准确有效的表现出高压输电线路在不同地区的抗雷击的能力。 1.1地闪密度 所谓的地闪密度，其实就是代表着一个城市或者一个地区中出现雷电现象的频繁程度，地闪密度和绕击跳闸现象发生的概率成正比状态。在之前，因为受到了监测技术的限制，使得这种参数需要参照理论上的雷电公式来进行计算，在部分的文献中使用的地闪密度估算的公式也有不同的区别，这样我们就可以知道在出现雷电现象之后，所使用不同类型的公式来对地闪密度的计算结果差异性也较大。所以，在绕击评测过程中对地闪密度公式的使用，可以依照不同类型的计算方式来进行计算，但是经常会出现实际结果差异较大的状况，为绕击评估结果带来不确定性的影响因素。 1.2雷电电流幅值的分布 雷电流的幅值主要是通过高杆、高塔以及比较高大的建筑物上面安装测量电流装置的方式，来对电流的实际幅值进行测量，在通过数百个电流幅值的数据来对电流幅值出现的概率值进行监测，或者通过雷电流幅值出现的概率密度的具体分布曲线来进行分析。通过相关公式的分析我们可以得出，雷电流在经过测量之后得到的数据相对比较准确，但是缺点在于收集到的样本太少，通常都是数百个左右；从另一个方面来看，雷电定位系统中对雷电流幅值的分析提供出了全新的计算思路，因为雷电定位系统的实际检测效率非常高，所以我们可以获得更多、更准确的雷电流的数据信息，甚至还可以依照地闪密度中具体的数据计算方式，形成对塔杆附近区域内雷电流的幅值来进行分析。 2.雷电绕击模型分析 当前输电线路中出现的几种绕击模型的评测方式主要有：规程法、电气几何分析法、模型导入法等。 2.1规程法 规程法属于一种参照电力网运行多年经验的基础之上，通过小尺度放电实验结果所得到的绕击计算公式，参照DL/T620-1992，其中输电线路出现雷电绕击的概率可以参照公式（4）中来进行计算： 规程法所使用的经验公式形式相对比较简单，工程应用相对比较便捷，但是其中的方式和方法并没有真正的涉及到雷击的整个过程中，在工程使用过程中出现的规程法是无法对一些被屏蔽掉或者是失效的现象进行分析的，所以说规程法在某种程度上是有着一定的局限性的。 2.2电气几何模型 通过电气几何模型可以将雷电绕击电流幅值和击距之间形成有效的联系，认为两者相互之间存在着某种特定的函数关系，即： 一些相关学术研究学者则认为，大地对雷电的吸收能力和导线、避雷设备相比有着比较大的差异性，因此建议使用其他的系数进行相应的校正。通过对击距的分析，雷电绕击的输电线路问题是电气几何的核心问题，通过对避雷线及其各自击距的有效分析，当雷电下行首先传入到地下导线或者是避雷针中的导线部分，则证明已经产生了雷电绕击或者是避雷线正在进行电流传导。我们在对击距和大地雷击的距离位置进行分析，通过几何图的方式得到了暴露弧或地面上投影距离，使用不同类型的极端方式对输电线路出现电流幅值所产生的雷电绕击概率进行计算。 3.分析输电线路中雷电绕击的影响因素 通过上述对电气模型的分析，是提出雷电绕击模型发展的一个非常重要环节，这种模型受到了国际上相关研究学者的一致好评。当前