新疆大学电气工程学院课程作业
题目: 风力发电机防雷系统讲课老师: 王海云
学生姓名：
学号：
所属院系：电气工程学院
专业：电气工程及其自动化班级：电气09-4班
日期： 2013年5月
风力发电机防雷系统
0、引言
风能是当前技术较好的、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，并且雷击对风电机组造成的危害主要有直击雷、感应雷、雷电波侵入、地电位反击等形式。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。
1、雷电的产生
雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷风。积雨云顶部一般较高，可达20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空气对流等过程，使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂，但总体而言，云的上部以正电荷为主，下部以负电荷为主。因此，云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后，就会产生放电，这就是我们常见的闪电现象。闪电的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培。闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率。放电过程中，由于闪电通道中温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣。带有电荷的雷云与地面的突起物接近时，它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。
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。
（2）雷电波侵入：雷电不直接放电在建筑和设备本身，而是对布放在建筑物外部的线缆放电。线缆上的雷电波或过电压几乎以光速沿着电缆线路扩散，侵入
并危及室内电子设备和自动化控制等各个系统。因此，往往在听到雷声之前，我们的电子设备、控制系统等可能已经损坏。
（3）感应过电压：雷击在设备设施或线路的附近发生，或闪电不直接对地放电，只在云层与云层之间发生放电现象。闪电释放电荷，并在电源和数据传输线路及金属管道金属支架上感应生成过电压。
（4）系统内部操作过电压：因断路器的操作、电力重负荷以及感性负荷的投入和切除、系统短路故障等系统内部状态的变化而使系统参数发生改变，引起的电力系统内部电磁能量转化，从而产生内部过电压，即操作过电压。（5）地电位反击：如果雷电直接击中具有避雷装置的建筑物或设施，接地网的地电位会在数微秒之内被抬高数万或数十万伏。高度破坏性的雷电流将从各种装置的接地部分，流向供电系统或各种网络信号系统，或者击穿大地绝缘而流向另一设施的供电系统或各种网络信号系统，从而反击破坏或损害电子设备。
4、雷电保护区域的划分
图2 防雷保护区域的划分
雷电保护区LPZOA
该区内的各物体都可能遭受直接雷击，同时在该区内雷电产生的电磁场能自由传播，没有衰减。
雷电保护区LPZOB
该区内的各种物体在接闪器保护范围内，不会遭受直接雷击，但该区内的雷电电磁场因没有屏蔽装置，雷电产生的电磁场也能自由传播，没有衰减。
雷电保护区LPZi（i=1，2，...）
当需要进一步减少雷电流和电磁场时，应引入后续防雷区，并按照需要保护的系统所需求的环境选择后续防雷区的要求条件。
6、风电机组综合防雷保护系统。
防雷保护区概念是规划风力发电机综合防雷保护的基础。它是一种对结构空间的设计方法，以便在构筑物内创建一个稳定的电磁兼容性环境。构筑物内不同电气设备的抗电磁干扰能力的大小决定了对这一空间电磁环境的要求。
作为一种保护措施，防雷保护区概念当然就包括了应在防雷保护区的边界处，将电磁干扰（传导性干扰和辐射性干扰）降低到可接受的范围内，因此，被保护的构筑物的不同部分被细分为不同的防雷保护区。防雷保护区的具体划分结果与风电机组的结构有关，并且也要考虑这一结构建筑形式和材料。通过设置屏蔽装置和安装电涌保护器，雷电在防雷保护区0A区的影响在进入1区时被大大缩减，风电机组内的电气和电子设备就可以正常工作，不受干扰。按照防雷保护分区的概念，一个综合防雷系统包括：
（1）外部防雷保护系统：接闪器、引下线、接地系统。
（2）内部防雷保护系统：防雷击等电位连接、电涌保护、屏蔽措施。
6.1、外部防雷保护系统
外部防雷保护系统由接闪器、引下线和接地系统组成，它的作用是防止雷击对风电机组结构的损坏以及火灾危险。
6.1．1、接闪器
雷击风力发电机的落雷点一般是在风机的桨叶上，因此接闪器应预先布置在桨叶的预计雷击点处以接闪雷击电流。为了以可控的方式传导雷电流入地，桨叶
上的接闪器通过金属连接带连接到中间部位，金属连接带可采用30×3.5mm 镀锌扁钢。对于机舱内的滚珠轴承，为了避免雷电在通过轴承时引起的焊接效应，应将其两端通过碳刷或者放电间隙桥接起来。
6.1.2、引下线
如果是金属塔，可以直接将塔架作为引下线来使用；如果是混凝土塔身，那么采用内置引下线（镀锌圆钢φ8～10mm，或者镀锌扁钢30×3.5mm）。
6.1.3、接地系统
风力发电机的接地由塔基的基础接地极提供，塔基的基础接地网应与周围的操作室的基础接地极相连构成一个网状接地体，这样就形成了一个等电位连接区，当雷击发生时就可以消除不同点的电位差。并且要保证接地系统的接地电阻达到防雷规范要求。
6.2、内部感应雷防雷保护系统
内部防雷保护系统是由所有的在该区域内缩减雷电电磁效应的设施组成。主要包括防雷击等电位连接、屏蔽措施和电涌保护。
6.2.1、防雷击等电位连接
防雷击等电位连接是内部防雷保护系统的重要组成部分。等电位连接可以有效抑制雷电引起的电位差。在防雷击等电位连接系统内，所有导电的部件都被相互连接，以减小电位差。在设计等电位连接时，应按照标准考虑其最小连接横截面积。一个完整的等电位连接网络也包括金属管线和电源、信号线路的等电位连接，这些线路应通过雷电流保护器与主接地汇流排相连。
6.2.2、屏蔽措施
屏蔽装置可以减少电磁干扰。由于风力发电机结构的特殊性，如果能在设计阶段就考虑到屏蔽措施，那么屏蔽装置就可以以较低成本实现。机舱应该制成一个封闭的金属壳体，相关的电气和电子器件都装在开关柜，开关柜和控制柜的柜体应具备良好的屏蔽效果。在塔基和机舱的不同设备之间的线缆应带有外部金属屏蔽层。对于干扰的抑制，只有当线缆屏蔽的两端都连接到等电位连接带时，屏蔽层对电磁干扰的抑制才是有效的。
6.2.3、电涌保护
除了使用屏蔽措施来抑制辐射干扰源以外，对于防雷保护区边界处的传导性
干扰也需要有相应的保护措施，这样才能让电气和电子设备可靠的工作。当在数据处理系统安装电涌保护器时，与电源系统上安装的电涌保护器不同的是：电涌保护器与测控系统的兼容性以及测控系统本身的工作特性需要特别注意。这些保护器与数据线串联连接，而且必须将干扰水平限制在被保护设备的耐受能力以内。
7、主要部分的防雷设施细则
7.1、直击雷部分
作为风力发电机组中位置最高的部件，叶片是雷电袭击的首要目标，同时叶片又是风力发电机组中最昂贵的部件，因此叶片的防雷击保护至关重要。研究结果表明叶片的完全绝缘不能降低被雷击的风险而只能增加受损伤的程度，而在很多情况下雷击的位置在叶尖的背面。国内某风电企业为风力发电机组的叶片研制开发了专门的防雷系统，由雷电接闪器和雷电传导部分组成。雷电接闪器是一个特殊设计的不锈钢螺杆，装置在叶片尖部，即叶片最可能被袭击的部位，接闪器可以经受多次雷电的袭击，损坏后也可以方便地更换。
7.2、感应雷浪涌保护部分
直击雷发生时快速变化的电磁场易在包括才、机舱内部和穿过偏航轴承的地方以及连接到控制室和配电室的电缆中产生雷电感应过电压，顾位于这些区域任何一端的电气控制设备，都要加装以气体放电管，压敏电阻等为核心器件的浪涌保护器（SPD），具体包括了电源，信号等类型，以此抑制可能出现的雷电过电压，对于690V/380V的风电机组供电线路，为防止沿低电源侵入的雷电过电压，供电线路应采用TN-S供电方式。整个供电线路采用三级保护原理：一二级采用浪涌保护器（SPD），第三级采用终端设备保护器。
根据风机内设备的不同以及电涌保护器安装位置的不同，将风机内设备的电涌保护分成7个部分，以下具体介绍电涌保护器在各个不同设备中的配置。分别是：
1）发电机的保护
应在发电机定子端、转子端设置相应的电源防雷器。
2）机舱开关柜的保护
a) 从塔基控制柜到机舱开关柜的线缆，应在线路进入开关柜的入口端安装相应的防雷器。
b) 从测风系统进入开关柜的信号线，应在进入开关柜的入口端安装信号线保护器。
c) 从远端控制系统进入开关柜的信息线，应在进入开关柜的入口端安装信号线保护器。3）轮毂变桨系统的保护
变桨系统是控制风机桨叶转动的执行机构，其电源与信号线路与机舱开关柜连接。应在这些线路进入变桨系统的入口端安装相应的保护器。
4）塔基变频柜的保护
位于塔基的变频柜与机舱发电机相连，从发电机定子和转子来的电源线路在进入变频柜时，应安装相应的保护器
5）塔基控制柜的保护
控制系统系统的避雷器选型：信号避雷器的选择与电源避雷器的选择类似，信号线上的避雷器应实现避雷器每线通流量达到5KA，工作电压符合系统运行电压；塔基控制柜需要保护的线路有两个部分：
a) 从机舱开关柜到塔基控制柜的线缆，应在线路进入控制柜的入口端安装相应的防雷器。
b) 从变压器室进入控制柜的电源线，应在进入控制柜的入口端安装电源线保护器。
6）远端监控系统的保护
远端监控系统负责将风机的运行状态传送的监控中心，例如给出了使用电话线的例子。应在电话线路的入口端、到开关柜的出口端以及到控制柜的出口端安装相应的保护器。
7）变压器端的保护
在变压器低压侧安装第一级电源保护器，在变压器高压侧安装相应的高压避雷器
8、接地系统
风电机组的接地系统是其防雷保护系统中的一个关键环节，雷电流是通过风机组本身的防雷装置引入地下，故要有良好的防雷接地系统来抑制可能出现的地
电位抬高以及高电位反击，从而保证雷击时风机组的安全。
风力发电机的接地由塔基的基础接地极提供，塔基的基础接地网应与周围的操作室的基础接地极相连构成一个网状接地体（如图5）。这样就形成了一个等电位连接区，当雷击发生时就可以消除不同点的电位差。
图3 风电场的接地系统
9、总结
由于机组安装在野外，安装高度高，因此对雷电应采取防范措施，以便对风电机组加以保护。我国一些风电场的区域经常遭受风雨及台风。所以雷电每天都发生。雷电放电电压高达几百千伏甚至到上亿伏，产生的电流从几十安到几百千安，雷电会造成风电机组中的电气，控制，通信系统及叶片的损坏，雷电直接会造成叶片开裂和孔洞，通信及控制芯片烧损。
我们现在通过机舱上高出测风仪的铜棒，起到避雷针的作用，保证测风仪不受雷击，通过机舱到塔架良好的导电性，雷电通过叶片、轮毂到机舱塔架导入大地，避免其他机械设备的损坏。
10、参考文献
1、王海云，等。风力发电机基础。重庆出版社。2013。
2、百度百科：https://www.doczj.com/doc/d512023329.html,/view/e83f08d1c1c708a1284a 445a.html?edu_search=true
3百度百科：https://www.doczj.com/doc/d512023329.html,/view/92b93c3010661ed9ad51f 39b.html?edu_search=true
4、百度百科：https://www.doczj.com/doc/d512023329.html,/view/bd6dcc4ee518964bcf84 7c96.html?edu_search=true
5、百度百科：https://www.doczj.com/doc/d512023329.html,/view/67dee29a51e79b896802 26ae.html?edu_search=true
风电场防雷措施 定为防止发生雷击污闪事故，确保风力发电场安全、可靠运行，结合近年来防止变电设备雷击事故措施的要求和我升压站的情况，特制定本预防措施。 1.总则 围绕确保不发生升压站母线雷击事故；不发生重要联络线雷击事故；不发生大面积雷击停电事故；不发生雷击导致的重要设备损坏事故的原则制定本防雷击反事故措施。 2.防雷击措施： 2.1完善防雷击管理体系，明确和落实防雷击专责人及职责。 2.2落实责任制，做到升压站的每一台设备均落实到人，不留有 空白点和防污漏洞。 2.3定期开展对污秽度检测点的数据进行分析，加强污源设备运 行巡视工作。 2.4对鸟害多发设备，采取必要的防鸟害措施，提高站内设备的 防鸟害掉闸能力。 2.5加强污秽度测量作业人员与带电体之间的安全距离的要求。 非带电作业35K V线路1米、220K V线路3.0米。 2.6定期检查升压站内杆塔、风场的接地电阻并符合规程要求。 2.7学习好的经验找出差距和不足，进一步提高防雷击管理水平。 2.8定期检查避雷器及动作次数，雷击后增加一次检查。 2.9巡视风场线路时重点检查避雷器完好无损。
2.10在起雾、降水、降雪等潮湿天气条件下的变电站设备进行特 殊巡视，包括观察憎水性、查看有无严重放电等异常情况。 如果出现憎水性过低 2.11严重放电等异常情况，应进一步确定原因，要及时汇报。 值班员应对变电站接地装置地表以上的接地引下线各部位进行检查，检查是否有断裂锈蚀开焊现象，发现缺陷及时处理。 2.12在变电站内进行改扩建的基础施工时，隐藏工程必须经过验 收合格后，方可回填土，并且应检查测量接地装置焊接质量和接地实验应符合规。 生产部 2009年11月1日
浙江湖州XX机房防雷接地系统的改造方案与报价 1系统概述 防雷接地系统一直是数据机房关注的重点，技术日趋成熟。目前，雷电对设备的破坏途径更加多样，破坏程度更加广泛和深入。防雷接地系统必须要从系统的角度进行综合防御，提供高效的接闪体，安全引导雷电流入地，完善低电阻地网，清除地面回路，电源浪涌冲击防护，信号及数据线瞬变防护。 浙江湖州XX机房防雷接地系统，是机房其它系统的应用基础。 2设计思路 防雷接地系统包括防雷保护和接地保护两个关联的子系统。 在防雷保护方面，本项目主要考虑室内雷电防护方面的内容，室外防雷已在建筑物土建施工时进行考虑。室内防雷措施主要是做好机房等电位连接工作，在各主要供配电链路上安装必要的防雷保护器来进行过电压保护。 所谓接地，就是把电路中的某一点或某一金属壳体用导线与大地连在一起，形成电气通路，其目的是让地电流易于流到大地。国家标准GB2887-89《计算站场地技术文件》及GB50174—2008《计算机机房设计规范》中均对计算机机房接地系统的要求做了具体的规定。标准计算机机房一般应具有以下四种地：计算机系统直流地、交流工作地、安全保护地和防雷保护地。 3防雷系统设计 根据业主的土需求，防雷系统的建设不列入在本次项目的内容。 4接地系统设计 机房防雷接地系统设计为多点联合接地方式，将强电、弱电、安全保护、防雷共用接地由汇流接地排重复引入大地。 做好计算机机房接地系统的建设主要有两个目的： ?机房建立接地系统是为了设备和人身的安全。在机房中要做到安全用地，保护设备和工作人员的安全，做好接地系统建设是必需的。特别是做好 防雷电的措施，对人和设备的安全尤为重要。 ?机房建立接地系统是计算机设备稳定、可靠工作的需要。由于计算机设备和通讯设备都要求有可靠的工作参考点，即等电位。另外还有防干扰
网络机房防雷接地要怎么做？ 概述： 雷击可以产生不同的破坏形式，国际电工委员会已将雷电灾害称为“电子时代的一大公害”，雷击、感应雷击、电源尖波等瞬间过电压已成为破坏电子设备的罪魁祸首。从大量的通信设备雷击事例中分析，专家们认为：由雷电感应和雷电波侵入造成的雷电电磁脉冲(LEMP)是机房设备损坏的主要原因。为此采取的防范原则是“整体防御、综合治理、多重保护”。力争将其产生的危害降低到最低点。 机房接地采用下列几种接地方式： （1）、交流工作接地，接地电阻应小于1欧姆; （2）、计算机系统安全保护接地电阻以及静电接地电阻小于4欧姆; （3）、直流接地电阻小于或等于1欧姆; （4）、防雷保护接地系统接地电阻小于10欧姆; （5）、零地电压应小于1V。 （6）、所有电气设备、金属门、窗及其金属构件、电缆外皮均应与专用接地保护线可靠连接。机房专用地线(防雷、防静电、保护接地)从接地端引至机房，并分别标明各类接地。在UPS电源输出配电柜的地线与大楼的地线相连接，即重复接地。 机房防雷应采用下列几种方式： （1）、在动力室电源线总配电盘上安装并联式专用避雷器; （2）、在机房配电柜进线处，安装并联式电源避雷器; （3）、在计算机设备电源处使用带有防雷功能的插座板
机房防雷系统设计： 低压电源系统最易受到雷电和工业操作的干扰，产生瞬间过电压现象，因而影响设备的正常运行甚至损坏设备。因此，为了保护设备的安全，首先应该对设备的电源系统施以保护，采取措施将可能产生的各种电源扰动限制在设备能够承受的范围之内，并将浪涌电流引入接地网络，为此，在设计时在机房电源进线处加设电源避雷器，选用进口浪涌保护器。根据GB50343－2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》和GB157《建筑防雷设计规范》要求，机房应在配电柜安装避雷器作为二级防雷措施。机房所在的办公大楼避雷系统是一级防雷措施，重要计算机使用防雷插座作为三级防雷措施。第一级防雷保护：当建筑物本身装有避雷系统（如安装有避雷针、引下线、地网、外部屏蔽时），根据IEC、VDE相关理论，在其建筑物内部的380/230V低压配电电路处，需要采用防雷器（箱）来建立电源线上的雷电保护等电位连接，可以避免雷电发生时引起的失火、爆炸、人身伤亡的危害；在此我们选用大放电电流100KA以上的防雷箱，安装于大楼总配电机房内。第二级防雷保护：根据国际IEC61312和国内相关规范要求，应在各楼层电源总开关处和配置相应的防雷器作为保护。第三级防雷保护:机房供电电源UPS控制开关处,配置相应的防雷器作为保护后在用电设备上配上防雷插排 机房接地系统设计： 为了能保证计算机系统安全、稳定、可靠的运行，保证设备、人身的安全，针对不同类型计算机的不同要求，应设计出合适的接地系统。机房接地类型一般分为以下几种： A、直流工作地; B、交流工作地 C、安全保护地; 这主要是采用共同接地系统，在设计时，接地电阻应不大于 1 欧姆;强电地和弱电地分别形成二个独立的接地系统。弱电接地干线采用 TMY-4X40，楼层支线采用TMY-25X4。另外计算机房建议采用网格地线做为直流地，也称为网格地。网格地就是把一定截面积的铜线或铜带在高架地板下交叉排成600X600mm的方格，交点处压接在一起。直流网格地通过TMY-25X4接地母线引至机房外面与接地干线相连，其他弱电机房采用不小于35平方毫米的铜线作接地环。
风力发电机组防雷接地施工专项方案
目录 1.编制目的 (2) 2.风电厂地貌及接地电阻要求 (2) 3．编制依据 (3) 4.防雷接地系统 (3) 4.1总接地网 (3) 4.2风力发电机组接地布置 (3) 4.3集电线路铁塔接地型式 (4) 5.接地材料 (6) 5.1材料选择 (6) 5.2材质要求 (6) 6．质量保证措施 (6) 7．安全保证措施 (6)
防雷接地施工专项方案 1.编制目的 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45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。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。 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，特编制此方案。 2.风电厂地貌及接地电阻要求 甄家湾风电场位于河北张家口蔚县地区，风力发电机组功率2000KW。此地，土壤电阻率比较高，超过450Ω.m，加之有岩石的存在，造成不同深度的土壤电阻率分布不均匀。 风机基础占地面积为9.8*9.8π,距其17.5m处有一台箱式变压器，
风力发电机组防雷设计方案 深圳天顺科技有限公司曾中海 一：概述 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。 二：风机对比介绍 风电变速恒频风力发电系统，主要分为双馈式和直驱式。双馈式风力发电系统由于其变流器容量（滑差功率）只占系统额定功率的30％左右，能较多地降低系统成本，因此双馈式系统受到了广泛的关注。与双馈式相比，直驱式采用低速永磁同步发电机结构，无需齿轮箱，机械损耗小，运行效率高，维护成本低，但是，由于系统功率是全功率传输，系统中变流器造价昂贵，控制复杂（本文重点介绍直驱式风电系统雷电防护）。 直驱风力发电系统风轮与永磁同步发电机直接连接，无需升速齿轮箱。首先将风能转化为频率和幅值变化的交流电，经过整流之后变为直流，然后经过三相逆变器变换为三相频率恒定的交流电连接到电网。通过中间电力电子变化环节，对系统有功功率和无功功率进行控制，实现最大功率跟踪，最大效率利用风能。 直驱式风力发电系统中的电力电子变换电路（整流器和逆变器）可以有不同的拓扑结构（常见2种见图1、2）。 图1 图2 三：设计依据标准
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
机房防雷接地系统方案 一、前言 随着通信技术、计算机网络技术的飞速发展，计算机和网络越来越深入人们生活和工作中，同时也预示着数字化、信息化时代的来临。这些微电子网络设备的普遍应用，使得防雷的问题显得越来越重要。由于微电子设备具有高密度、高速度、低电压、和低功耗等特性，这就使其对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感。如果防护措施不力，随时随地可能遭受重大损失。值得我们关注的是雷电不仅仅破坏系统设备，更为重要的是使系统的通讯中断、工作停顿、声誉受损，其间接损失无法估量。 二、方案设计依据： 1．GB50174－93《电子计算机机房设计规范》 2．GB50057－94《建筑物防雷设计规范》 3．GB50054－95《低压配电设计规范》 4．GA173－1998《计算机信息系统防雷保安器》 5．GB3482－3483－83《电子设备雷击试验》 6．IE1312－1∶1995《雷电电磁脉冲的防护通则》 7．ITU.TS.K20∶1990《电信交换设备耐过电压和过电流能力》 8．ITU.TS.K21∶1998《用户终端耐过电压和过电流能力》 三、防雷设计思路 由于网络集成系统防护点多、面广，因此，为了保护建筑物和建筑物内各向电子网络设备不受雷电损害或使雷击损害降低到最低程度，应从整体防雷的角度来进行防
雷方案的设计。现在都采取综合防雷，综合防雷设计方案应包括两个方面：直击雷的防护和感应雷的防护，缺少任何一方面都是不完整的，有缺陷的和有潜在危险的。（1）、直击雷的防护 如果无直击雷防护，按IEC1312的估算几乎所有雷电流都流经进出建筑物的导体型线路（如电源线、信号线等）侵入设备，这样的损害就非常之严重，因此做好直接雷击防护是做感应雷击防护的前提；直击雷防护按照国标GB50057《建筑物防雷设计规范》设计和施工，主要使用避雷针、网、线、带及良好的接地系统，其目的是保护建筑外部不受雷击的破坏，给建筑物内的人或设备提供一个相对安全的环境。 （2）、电源系统的防护 统计数据资料表明，微电子网络系统80%以上的雷害事故都是因为与系统相连的电源线路上感应的雷电冲击过电压造成的。因此，做好电源线的防护是整体防雷中不容忽视的一环。 （3）、信号系统的防护 尽管在电源和通信线路等外接引入线路上安装了防雷保护装置，由于雷击发生在网络线（如双绞线）感应到过电压，仍然会影响网络的正常运行，甚至彻底破坏网络系统。雷击时产生巨大的瞬变磁场，在1公里范围内的金属线路，如网络金属连线等都会感应到极强的感应雷击；另外，当电源线或通信线路传输过来雷击电压时，或建筑物的地线系统在泻放雷击时，所产生强大的瞬变电流，对于网络传输线路来说，所感应的过电压已经足以一次性破坏网络。即使不是特别高的过电压，不能够一次性破坏设备，但是每一次的过电压冲击都加速了网络设备的老化，影响数据的
新疆大学电气工程学院课程作业 题目: 风力发电机防雷系统讲课老师: 王海云 学生姓名： 学号： 所属院系：电气工程学院 专业：电气工程及其自动化班级：电气09-4班 日期： 2013年5月
风力发电机防雷系统 0、引言 风能是当前技术较好的、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，并且雷击对风电机组造成的危害主要有直击雷、感应雷、雷电波侵入、地电位反击等形式。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。 1、雷电的产生 雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷风。积雨云顶部一般较高，可达20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空气对流等过程，使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂，但总体而言，云的上部以正电荷为主，下部以负电荷为主。因此，云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后，就会产生放电，这就是我们常见的闪电现象。闪电的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培。闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率。放电过程中，由于闪电通道中温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣。带有电荷的雷云与地面的突起物接近时，它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。
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
平顺县洁源阳高49MW风力发电项目工程 专项施工方案 编制： 审核： 批准： 编制单位：北京爱劳电气设备安装有限公司
目录 1内容及适用范围 (1) 2编制依据 (1) 3施工准备 (1) 3.1材料要求 (1) 3.2主要机具 (1) 3.3作业条件 (1) 3.3.1接地体作业条件 (1) 4操作工艺 (2) 4.1工艺流程 (2) 4.2地网施工工艺 (2) 4.2.1环行接地装置的安装 (2) 4.2.2自然基础接地体的安装 (4) 5注意事项 (4) 6质量标准 (4) 6.1主控项目 (4) 6.1.1检验内容 (4) 6.1.2检验方法 (5) 6.2一般项目 (5) 6.2.1接地线敷设 (5) 6.2.2接地体 (5) 6.2.3搭接和焊接 (5) 7质量保障措施 (5) 7.1接地体 (5) 7.2接地干线 (6) 7.3其他 (6) 8质量记录 (6)
1内容及适用范围 本标准规定了北京爱劳电气设备安装有限公司（以下简称爱劳电气）地网施工的工艺流程、质量控制方法。 本工艺标准适用于防雷工程的地网的安装施工。 2编制依据 （1）国家标准：《建筑物防雷设计规范》“GB50057—2010” （2）国家标准：《电气装置安装工程-接地装置施工及验收规范》GB50169-2006 （3）行业标准：《交流电气装置的接地》DL/T621—1997 （4）建设部：《建筑物防雷设施安装》99D562 3施工准备 3.1材料要求 （1）ＥＲ防腐降阻接地极． （2）镀锌钢材有扁钢、角钢、圆钢、钢管等，使用时应注意热镀锌材料，应符合设计规定。产品应有材质检验证明及产品出厂合格证。 （3）镀锌辅料有铅丝（即镀锌铁丝）、螺栓、垫圈、弹簧垫圈、U型螺栓、元宝螺栓、支架等。 （4）电焊条、氧气、乙炔、沥青漆、混凝土支架，预埋铁件，小线，水泥，砂子，塑料管，红油漆、白油漆、防腐漆、银粉，黑色油漆等。 3.2主要机具 （1）电焊机、电焊工具、压力钳、冲击钻； （2）手锤、钢锯、锯条、铁锹、大锤、常用电工工具等。 3.3作业条件 3.3.1接地体作业条件 （1）按设计位置清理好场地。 （2）底板筋与柱筋连接处已绑扎完。 （3）基础钢筋与柱筋连接处已绑扎完。
风力发电系统防雷设计研究 发表时间：2020-01-10T16:12:07.993Z 来源：《防护工程》2019年18期作者：赵忠汉 [导读] 等于在风机位周围设置了一个等电位面，既可以防止瞬间过电压造成的风机电子电器设备的损坏，还可以防止跨步电压造成的人员伤害。 中国水利水电第五工程局有限公司四川成都 610200 摘要：现如今，我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国的综合国力在不断的加强，同时风力发电已经成为一种发展趋势。文章阐述了风力发电在全球及国内的装机情况，解析了风力发电系统雷电防护的设计方法，指出了现行的一些雷电防护设计存在的问题，给出了改进方案，并提出了风场整体防雷和主动避让雷电的新思路。对于提高风力发电系统雷电防护的整体效果及经济性有一定的借鉴作用。 关键词：风力发电系统；雷电防护；防雷设计 引言 风力发电是一种清洁的可再生能源，近年来快速发展。随着风力机输出功率的逐渐增大，塔筒的高度以及叶片的直径也逐渐增大，但与此同时，也增加了风力机遭受雷击的风险，因此风力机组防雷技术的研究不容忽视。在雷击损坏中，叶片最易遭受雷击，据此，对风力机叶片雷击损坏机理及其防雷措施作了比较全面的阐述，最后分析对比了风力机组的2种防雷系统设计，使整个风机机组雷击损坏降至最低，为风力机防雷设计提供依据。 1风电并网的必要性 传统的发电是利用燃煤或燃气燃烧使热能转化为动能，然后转化为电能，会形成大量的氮氧化合物和碳氧化合物，对环境造成不利影响，而且处理发电带来的二次污染费用十分高昂。而风力发电和太阳能、水能发电一样，都属于绿色自然能发电范畴，清洁无污染，对我国的绿色可持续发展具有促进作用。另外，我国风能资源丰富，具有风能发电的基础优势，而且近些年来风能发电量迅猛增加，为我国工业发展做出了积极贡献。在我国的发展规划中，2020年要实现20GW的风电发展目标。风力发电的一种形式是离网型，即自行成网，不接入电网系统，和水利发电相结合能解决偏远地区的供电需求。但是，离网型风电形式没有充分发挥出风电的巨大优势，故此风电并网成为一种趋势。因为除了环保优势，风力发电占地少，建设工期短，而且最主要的是可以进一步实现智能化电网管理。再者，并网之后，风力发电厂可以获得电网补偿和支撑，从而进一步提高风能利用水平，以提高洁净能的利用价值。 2风电机组的防雷设计 2.1风机的接闪和引下 风电机组中，风机叶片的最高点即为风机最高点，当有雷暴发生时，其最易受到雷击，如我国海南东方风电场因雷击造成的风机叶片损坏率达高达5.56片/（百片·年）。现今风机叶片的表面材料大多是玻璃纤维，其为绝缘体，若雷电击中叶片时，无法将强大的雷电流迅速传走，则雷电产生的强大的热作用和机械作用将直接作用于叶片上而将其损坏，而叶片的维修费用在所有的风机雷电故障中又是最高的。因而需要在叶片上安装易于接闪、抗机械和热损伤能力强，并易于拆卸的接闪器。风机叶片的接闪器一般是在叶片表面安装若干组铜质圆盘（直径为150-200mm）或不锈钢圆盘（直径范围为50-80cm），每组接闪圆盘是在叶片的正反两面各安装一只。为了保障叶片结构的稳定，接闪圆盘不能太多，一般来说，长度小于25m的叶片，只在尖端安装一组，叶片长度每增加10m增加一组接闪圆盘。引下线是在叶片内设一条金属导线，把接闪盘和风叶底部的轮毂连接起来。当雷电袭来时，接闪圆盘接闪之后雷电流通过引线及轮毂将其传到塔筒。塔筒的金属结构可充当导体，将雷电流引入风机的接地装置散入大地。但要注意的是，由于生产塔筒过程中在搭接时存在缝隙大和搭接面偏离等问题，以塔筒做导体导雷在泄放雷电流时会产生拉弧现象，因而沿塔筒搭接面导雷时，需使用较大面积的电缆进行跨接，另外还需加大压接端子之间的接触面积，加装保护罩对可能产生的拉弧处进行必要保护。风力发电机舱尾端处在与叶片相对应的位置。当雷电出现在机舱的尾端时，就会超出叶片防护区域，可能使机舱内的电气设施和设备被雷击破坏，故而需要在其尾部设置一接闪短杆，再经由引下线和接地装置把雷电流引入地下进行散流，从而起到防雷电的效果。 2.2建立孤立避雷塔捕捉雷电保护法 该方法是通过在风力机旁建立一座避雷塔拦截雷电实现的风力机保护。在雷雨天气下，当风向变化不大时，避雷塔应建立在迎风侧，且该方法效果显著。在风向变化较大的风场，必须在风力机周围建立2个或多个避雷塔才可以保证保护效果，但是该方法需要消耗大量的材料，投入较大，经济效益较差。另外，该方法比较适合具有几十台风机的风电场，此时一座避雷塔可以保护多台风机，经济效益可以得到提高。 2.3异步发电机组并网技术 异步发电机组和同步发电机组相比，其因为风力涡轮机通过传输效率调整负载，故不需要精确的转速实现和系统电压匹配，只要和同步发电机组的转速基本一致即可。故此，其没有十分庞杂的控制设备，而且并网以后与同步发电机组相比，对电网系统冲击小，而且能够保持较为稳定的电压，会有效抑制震荡和步进。但是当人工操作时，可能会出现电压改变，从而使整个系统电压值发生改变。另外，其不能提供无功功率，会导致终端用电客户用电体验，造成电器设备损坏，因此，需要进行无功功率补偿。 2.4浪涌保护器的使用 浪涌保护器也叫防雷器，是一种为各种仪器仪表、通讯线路、电子设备等提供安全防护的电子装置。它的作用原理是在极短的时间内导通分流，以避免浪涌对回路中仪表线路和设备的损害。风机若被雷电击中，会在机组内部产生很强的电磁场，其通过线缆传输时会产生浪涌性的过电压和过电流。现代风电机组内部，均安装有大量的电子和微电子集成设备，因而电子电器设备和系统很易被超高的浪涌电压损坏，造成巨大的经济损失。为了避免此种情况的出现，就必须使用浪涌保护器。浪涌保护器可以抑制因雷电引起的信号线路间、电源与接地的金属管线之间的高电位差，能够把进入信号传输线和电力线的瞬时过电压控制在其能承受的电压范围内，同时把过大的雷电流泄流到大地，以防止设备和系统遭受破坏。风电机组的防雷应根据GB50343标准规定安装合适的浪涌保护器，一般安装三级浪涌保护器。第一级浪涌保护器安装在塔筒内部的总进出线处，其作用主要是将风电机组遭遇雷击后所产生的几万甚至几十万伏的浪涌电压降低到2500V-
（5）机房防雷接地系统 ●按照《民用建筑电气设计规》要求。机房设直流工作地、交流工作地、安全保护地 及防雷保护地共用一组接地装置，采用大楼共用接地系统，接地电阻不大于1欧 姆。如大楼共用接地系统不能满足上述要求，需要与大楼防雷接地系统分开单独 做接地网，两接地网距离需大于10米。 ●系统静电泄放接地，在机房地板下采用600mm*600mm网格均压等电位网，接地 网采用30x3铜带连接而成，并绝缘架空安装，将各机房的设备、机架、机柜与 等电位带进行最短距离连接，使各机房设备在同一个等电位上。 ●直流接地采用40*3铜排在机柜位置安装。 1)防雷原理 雷击是年复一年的严重自然灾害之一。随着我国现代化建设的不断提高，通信设备越来越多，规模越来越大。一方面大型电子计算机网络，程控交换机组等系统设备耐过电流，耐雷电压的水平越来越低，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波的侵入，致使雷电灾害频频发生。据统计，雷电对电子设备的损坏占设备损坏因素的比例高达26%，防雷过电压已成为具有时代特点的一项迫切要求。 2)雷击的分类 雷击一般分为直击雷击和感应雷击。 直击雷击——指雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上，由于电效应、热效应和机械效应等混合力作用，直接摧毁建筑物，构筑物以及引起人员伤亡等。由于直击雷的电效应，有可能使机房微电子设备遭受浪涌过电压的危害。 感应雷击（又称二次雷击）——指雷云之间或雷云对地之间的放电而在附近的架空线路、埋地线路、金属管线或类似的传导上产生感应电压，该电压通过传导体传送至设备，间接摧
毁微电子设备。感应雷击对微电子设备，特别是通讯设备和电子计算机网络系统的危害最大，据资料显示，微电子设备遭雷击损坏，80%以上是由感应雷引起的。 另外还有操作过电压，即是指当电流在导体上流动时，会产生磁场储存能量，当负载（特别是电感性大的负载）电器设备开关时，会产生瞬时过电压，操作过电压同感应雷击一样，可以间接损坏微电子设备。 3)雷电防护区的划分 按照IEC1312-1及GB50057-94要求，应将要保护的空间划分为不同的防雷区，以规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和指明各区交界处的等电位连接点的位置。各区以在其交界处的电磁环境有明显改变作为划分不同防雷区的特征。防雷区宜按以下分区： 1、LPZ OA区：直击雷非防护区，本区的各物体都可能遭到直接雷击和导走全部雷电流；本区的电磁场没有衰减。 2、LPZ OB区：直击雷防护区，本区的各物体不可能遭到直接雷击，但本区的电磁场没有衰减。 3、LPZ 1区：屏蔽防护区，本区的各物体不可能遭到直接雷击，流经各导体的电流比LPZ OB 更小；本区的电磁场可能衰减，这取决于屏蔽措施。 4、LPZ 2区等：后续防雷区，当需要进一步减小导入的电流和电磁场时，应引入后续雷区，并按照需要保护的系统所要求的环境选择后续防雷区的要求条件。通常，防雷区的数越高电磁环境的参数越低。 在两个防雷区的界面上应将所有通过界面的金属物做等电位连接，并宜采用屏蔽措施。4)设计依据 依据国际电工委员会IEC标准、法国NFC标准、德国VDE标准和中国GB标准与部委颁发的设计规的要求，大楼和大楼之计算机房、程控机机房等设备都必须有完整完善之防浪涌保护措施，保证该系统能正常运作。这包括电源供电系统、不间断供电系统，电脑网络、卫星通信设备等装置，均应有SPD防护装置保护。设计依据包括有： 《建筑物防雷设计规》GB50057-94 《电子计算机房设计规》GB50174-93 《防雷器材指标要求》GB11032-89 《雷电电磁脉冲的防护》IEC1312-3 《电器装置安装工作盒接地装置施工及验收规》GB50169-92 《计算机信息系统防雷保安器》GA473-1998 《通讯系统过电压过电流防护技术要求》YD/T695-93 《计算机信息系统防雷保安器》行业标准GA173-1998 《通讯局（站）雷电过电压保护工程设计规》行业标准YD/T5098-2001 《民用建筑电气设计规》行业标准JGJ/T16-92 《等电位连接安装》图集02D501-2 《利用建筑物金属体做防雷与接地装置安装》图集03D501-3 《建筑物防雷设施安装》图集03D501-3
风力发电机自动消防系统的选择 自从2006年《可再生能源法》生效以来，中国的风电装机取得了迅速的增长，无论是年度装机容量还是累计装机容量，都已经成为世界第一。截止到2013年底已经有台累计9174万千瓦6万多台风电机组在中国的大地运行着。但是，随着装机容量的不断增加，风电机组的火灾事故也越来越多，轻则烧毁设备，重则造成人员伤亡，给企业在经济上、声誉上均造成了巨大的损失。 本文主要探讨风电机组的配备消防系统必要性及如何选择。 一、风力发电机组为什么需要自动消防系统 1. 机组价值高 风力发电机组是高价值的设备，以2MW风机为例，每台风电机组(含塔筒)价值1000万元。风机的叶片为复合材料制成，机舱外壳材料为玻璃钢，里面容纳有各类电气设备、液压站、齿轮箱、发电机等，一旦发生火灾，基本上风机设备会全部灭失，所残留的设备也没有维修和使用的价值了。单机容量越大，设备价值越高，更需要防火保护。 2. 风机自身的火灾隐患多 1) 野外雷击 风机机组工作在野外风速比较大的地方，如山脊、开阔的平原等处，而这些地方恰恰是容易遭受雷击的区域。丹麦是地势平坦的国家，海拔最高处不超过150米，据丹麦建筑物及风机防雷委员会统计，自从丹麦发展风电以来，这个国家每年遭受的雷击次数骤升到30万次以上。雷击能量的大小很难预测，而风机的防雷设计系统都是按照一定的标准设计，是有容量限度的。当实际的雷击超过设计标准时，就会发生火灾。 2) 风机设计制造缺陷 风机的设计要符合当地运行环境的特点，但是某些风机设计上制造上有缺陷。如在海边或者海上运行的风机，需要考虑盐雾对电气设备腐蚀的影响，有的风机未安装潮湿空气过滤系统(又称“气候包”)，导致机舱里高压变压器等设备的接线端子锈蚀，产生污闪电晕放电现象，最后造成相间短路发生火灾。有的风机齿轮箱漏油严重，地板上会有一些积油。有的风机防雷性能较差，未能正确按照防雷分区的要求设计相应的防雷措施，有的制造质量较差接地线未能正确安装，或者风电场自身的接地网长期锈蚀导致接地性能下降等。这些因素均会在运行中由于自身(电气防护等级下降)或外界的原因(雷击)导致火灾发生。 3) 服务不到位
目录
防雷接地施工专项方案 1.编制目的 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45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。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。 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，特编制此方案。 2.风电厂地貌及接地电阻要求 甄家湾风电场位于河北张家口蔚县地区，风力发电机组功率2000KW。此地，土壤电阻率比较高，超过450Ω.m，加之有岩石的存在，造成不同深度的土壤电阻率分布不均匀。 风机基础占地面积为*π,距其处有一台箱式变压器，再远处亦是35KV集电线路终端铁塔。为保证风电场不遭受雷击而正常发电运行，要求风力发电机组的接地电阻值≤Ω，35KV集电线路铁塔的接地电阻值详见接地装置数据表。
3．编制依据 （1）施工招标文件及相关施工图； （2）国家、行业及自治区现行的有关工程建设标准、规范、规程及相关的法律、法规，具体如下： 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GBJ50242—2002 《风力发电场项目建设工程验收规范》DLT5191-2004 4.防雷接地系统 总接地网 图1、风机与升压变接地网布置图 风力发电机组接地布置
XXX寺古建筑物防雷设计方案 河南扬博防雷科技有限公司 、古建筑物现场概述 XXX属北温带大陆性气候，日照充足，昼夜温差大。全年日照数2808 小时， 年最高气温达40 摄氏度，最低气温为-20 摄氏度，年均温9.5 摄氏度，
年均降水量460 毫米，年平均蒸发量1025 毫米，蒸发量大于降水量，雨量集中在每年的7、8、9 月份。冬春季节多风，最大风速7.2 米/ 秒，风向多北西。结冰期从11月开始，翌年3月解冻，冰期约5 个月。冻土深度0.5--0.8 米。无霜期平均202 天。文物馆为歇山式仿古建筑，长米，宽米，高米。主体是XX结构，屋顶上层坡，下部坡，全部用琉璃瓦勾彻，金碧辉煌，雄伟壮观。主殿两侧，东西长米，宽米。文物馆主殿高大并且没有雷电防护措施。整体防雷在不破坏整体美观并安全、经济的原则下进行设计。本案结合贵方实际情况对寺内文物作详尽设计。 二、古建筑物防雷设计依据及设计方案 GB50057-1994 《建筑物防雷设计规范》（2010年版） GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 GA267-2000 《计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范》 IEC 61024 《建筑物防雷》 GB50165-92 （摘要）《古建筑木结构维护与加固技术规范》 GB/T 50314-2000 《智能建筑设计标准》 YD/T926-1~3（2000）《大楼综合布线总规范》 GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》 GB2887—89 《计算机场地安全要求》 依据中国气象局第11 号令《防雷装置设计审核和竣工验收规定》、符合 《气 象法》、《防雷减灾管理办法》、《省气象条例》、《省防雷减灾实施办法》和《市人民政府关于加强防雷减灾工作的通知》等相关防雷规范进行设计。 三、河南扬博防雷公司简介
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 风力发电场位于河北张家口地区，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，以便在正常运行、事故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。风机的接地系统是风机防雷保护系统中一个关键环节。在地网开挖面积有限、土壤电阻率较高的环境条件下，要能达到上面的技术要求，用传统常规