第7章 风电场的防雷与接地

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。

风力电力站的接地和防雷解决方案
风力电力站的接地和防雷问题解决
风机口及其输电设备的接地和防雷接地的要求：
风力电站的设备接地与防雷接地应该区分但又必须共用接地系统。

区分在于入地点之间的区分和选择。

共用接地在于地下部分的巧接和系统之间泄流与保护的功用关系
风力电站设备接地与防雷接地共用地网，其接地地阻为1欧姆以下。

地网布置适用双环行射线状，其外环与内环应间距应为内环到风机口的4倍。

其内环应根据风机口基础的深度确定，应大于基础深度的8-10倍，一般不低于12米。

外围射线布置根据土壤确定，不应低于4条，其长度为风机口到外环的2倍。

地网材料的要求：
水平接地体：5*50以上热镀锌扁钢或4*40以上铜条
垂直接地体：6*63以上热镀锌角钢或5*50以上铜包钢材料
为保证风力电站接地的长久效果，接地材料不适合采用降阻新型材料。

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。

风力发电场防雷接地施工方案的设计与实践一、引言风力发电场是当今绿色能源发展的重要组成部分，而在发电场的建设过程中，必须考虑到防雷问题。

本文将介绍风力发电场防雷接地施工方案的设计与实践，以确保发电设备的安全和稳定运行。

二、风力发电场防雷接地施工方案设计1. 风力发电场的特点风力发电场分布广泛且高度暴露，容易受到雷击的影响。

因此，防雷接地施工方案设计必须考虑到风力发电场的特点，包括地形、气候等因素。

2. 地面接地设计地面接地是防雷接地施工方案的关键部分。

在设计中应考虑地下土壤的电阻率、风力发电机组的功率等因素，以确保接地系统具有足够的导电性能。

3. 避雷针设计风力发电场通常需要安装避雷针，以吸引雷电击中。

在设计中，应考虑到风力发电场的高度和外形，合理确定避雷针的位置和数量。

4. 绝缘设计在设计防雷接地方案时，还需考虑到设备的绝缘设计。

通过合理的接地设计，可以减少雷击对设备的影响，确保风力发电机组的安全运行。

三、风力发电场防雷接地施工方案实践1. 施工材料的选择在实际施工过程中，应选择高质量的导电材料，包括铜材、铝材等，以确保接地系统的导电性能。

2. 施工操作规范施工操作必须符合相关的规范和标准，确保施工过程中的安全性。

施工人员应经过专业培训，并持有相关资质证书。

3. 施工现场管理在风力发电场的防雷接地施工过程中，应加强现场管理，确保施工进度、安全和质量。

定期检查施工设备和材料的质量，及时处理施工中的问题和隐患。

4. 施工后的测试与维护在防雷接地施工完成后，应进行必要的测试，以验证接地系统的有效性。

并制定相应的维护计划，定期检查和保养接地系统，确保其长期有效。

四、结论风力发电场防雷接地施工方案的设计与实践是保障发电设备安全运行的关键。

通过合理的施工方案设计，选择优质的材料，规范的施工操作和有效的维护，可以提高风力发电场的抗雷能力，保障设备的安全性和稳定性。

在未来的发展中，应进一步加强对风力发电场防雷技术的研究和改进，不断提高防雷接地施工方案的效果，为风力发电行业的可持续发展做出贡献。

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。