风力发电站防雷技术要求

山地风力发电机防雷接地技术探讨

雷电是自然界的一种常见天气现象，对于风力发电机这样高耸在地面上的设备来说，防雷接地技术尤为重要。山地地区的风力发电机因地形复杂，地势高低不平，雷电活动频繁，因此需要特别注意其防雷接地技术。本文将对山地风力发电机防雷接地技术进行探讨。

对于山地风力发电机来说，选择合适的安装位置是关键。要避免在山顶、山峰或者暴露的高地上安装风力发电机，因为这些地方雷击率更高，风力发电机更容易成为雷电的吸引物。最好的安装地点是在山地下方的平地上，这样可以减少雷电的袭击频率。

合理的接地系统设计也是防雷的重要措施。风力发电机的接地系统包括线路的接地和设备的接地。线路的接地可以采用架空线路和地埋线路相结合的方式，尽量减少雷击对线路的影响。设备的接地要保证良好的接地电阻，在山地风力发电机的接地系统中，可以使用大面积的接地网或接地极来增大接地面积，降低接地电阻，提高接地效果。

山地风力发电机还可以采用避雷针等外部避雷装置来增强防雷能力。避雷针的作用是将电荷导入地下，形成一个比较优势的放电路径，使风力发电机免受雷击。在山地环境中选择适当的避雷针高度、形状和数量，合理布置在风力发电机周围，可以有效地提高防雷能力。

及时的维护检修也是防雷接地技术的重要环节。山地风力发电机暴露在自然环境中，容易受到风雨侵蚀和腐蚀，导致接地系统失效。定期对接地系统进行维护检修，保持接地装置的良好状态，确保其正常工作，可以有效地避免雷击事故的发生。

山地风力发电机防雷接地技术是确保设备安全运行的重要环节。通过选择合适的安装位置、合理设计接地系统、采用外部避雷装置以及定期维护检修，可以有效地提高风力发电机的防雷能力，保障设备的正常运行。

风力发电机的防雷解决方案(2009-03-02 00:00:54)

标签：风机 防雷 教育 分类：行业相关

风能是当前技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生洁净能源。风能发电为人与自然和谐发展提供了基础。由于风力发电机组是在自然环境下工作，不可避免的会受到自然灾害的影响。

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，相对的也增加了被雷击的风险，雷击成了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。我国沿海地区地形复杂，雷暴日较多，应充分重视雷击给风力风电机组和运行人员带来的巨大威胁。例如，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%，其他通讯电器元件被击中率更高达20%。为了降低自然灾害带来的损失，必须充分了解它，并做出有针对性的防范措施。

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等。

一、 直击雷防护

该风机主体高度约80米，叶片长度约40米，即风机最高点高度约为120米，且大多数风力发电机位于空旷地带，较孤立。风机的高度加上所处特殊的环境，造成风力发电机在雷雨天气时极易遭受直击雷。

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。

在金属塔架接地良好的情况下，叶片、机舱的外部（包括机舱）、塔架外部（包括塔架）、箱式变压器应属于LPZ0 区，这些部位是遭受直击雷（绕雷）或不遭受直击雷但电磁场没有衰减的部位。机舱内、塔架内的设备应属于 LPZ1

区，这其中包括电缆、发电机、齿轮箱等。塔架内电气柜中的设备，特别是屏蔽较好的弱电部分应属于 LPZ2。

风力发电机抗雷击保护标准技术建议

编者按：2009 年7 月29 日，第二届国际海上风电与传输大会在上海召开，会后相关企业领导与技术专家们对风力发电机的雷击现象表示担忧，而国内外也未在这一领域出台适用标准。因此，本文针对这一尚未解决的技术问题，介绍了相关标准情况，以及美国标准技术专家Bruce Glushakow 的标准制订技术建议，以供相关技术人员参考。

众所周知，风力发电机组通常分散安臵在风能资源比较丰富的各种复杂地形带，如旷野、山顶等，同时风机叶片的高点达100 多米。在这种情况下，风机极易遭到雷击。目前，风电机组的单机容量越来越大，随着轮毂高度和叶轮直径的增高，雷击的风险也相对增加，雷击已经成了自然界中对风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，会造成风电机组叶片损坏、发电机绝缘击穿、控制元器件烧毁等。目前，我国风电行业只能参照其他行业的标准，例如电力标准、气象标准等，同时验收标准也尚未统一。中科院电工研究所牵头制定的《风电机组的防雷标准》尚未完稿。在此，本文介绍相关标准的现状，以及国

外专家的一些相关建议。

（一） 雷电保护标准

现有应用于风力发电机的防雷电标准，有如下几项：

1.《IEC61024 防雷电结构》；

2.《IEC61662 雷电风险评估》；

3.《IEC61312 1-5 抗雷电电磁激励》。

目前，世界上还未专门针对风力发电机防雷电制定标准，在实际生产中，主要参考2002 年颁布的IEC/TR61400-24 Ed.1.0，名为《风力发电系统——24 节：雷电防护》。值得注意的是，在该文件的25 页注明：“此文件仅提供相关信息，非国际标准。”但不能否定，IEC/TR 614200-24 还是为风力发电机雷电保护相关标准的制定打开了大门。该文件包含了以下几个重要内容：

1. 风力发电机雷击损坏数据报告（章节4）；

2. 转子叶片、轴承和齿轮箱等部件雷电保护的综合分析（章节6 与7）；

风电机组的防雷和防雷标准

邱传睿

1、引言

风电作为高效清洁的可再生能源，一问世就受到各国高度重视，我国是较早利用风力发电的国

家，到现在为止，总装机容量已经排在亚洲第一、全球第三的位置，而发展速度名列世界前二。风场高速发展的同时，风电机组的雷害也日益显露，因此风电机组的防雷被问题摆到了风电研发人员

的面前。风力资源丰富的风场往往处于高海拔和远离城市的地区及荒郊，风场中的风电机组容易遭

受直接雷击。目前MW级的大功率的风电机成为风场的主机型，大功率风电机的风塔高度已经超过120m，是风场中最高大的构筑物，在风电机组的20年寿命期内，总会遭遇到几次雷电直击。最初，

我国的风电场从年平均雷电日较少的新疆和内蒙开始发展，那时都是450kW级以下的风力机，因此雷害并不突出，但是，今后我国风机要设置在苏北沿海、华南，甚至将离岸设置，同时我国将发展

2.5MW级以上的风机，风力机的雷害问题引起了有关方面的高度重视，中国风能协会叶片专业委员

会于2009年9月在肇庆召开的年会，将叶片的防雷作为一个重要问题进行了研讨，说明风力机的防

雷得到大家的重视。

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24部分，于2002年6月出版。当时，标准

编制工作组想为这个相对年经的工业提供雷电和防雷的知识。因此，在IEC 61400-24中提供了一些

风力机雷害的背景资料，也提供了最实用的防雷指导。在几年的实践中证明了编制工作组编制的该

技术报告对防止和减少风电机组的雷害是有效的。在IEC 61400-24问世后不久，风电工业迅速的向

大功率风力机发展，并且技术更加成熟，市场更加繁荣。同时雷害的问题比2002年以前更加复杂和日益突出。因此有必要有一个作为风电机组防雷标准的文件供风电行业人员使用。这样，将IEC 61400

由技术报告（TR）升级为技术标准（TS）便顺理成章提到议事日程上来了。