四川發(fā)電機(jī)廠家詳解風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)如何做好防雷事件？
更新時(shí)間：2019-08-05
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發(fā)電機(jī)在風(fēng)力行業(yè)中也起到至關(guān)重要的作用，眾所周知，風(fēng)力發(fā)電機(jī)是屬于室外高空中，因此在選擇的時(shí)候要注意不良天氣帶來(lái)的影響，那么風(fēng)力發(fā)電機(jī)要注意哪些事項(xiàng)，有哪些問(wèn)題呢？四川發(fā)電機(jī)廠家給大家詳解的講述。
由于風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)是工作在露天的自然環(huán)境中，不可避免地受到自然災(zāi)害的影響，尤其是雷電的影響。隨著渦輪發(fā)電機(jī)技術(shù)的成熟，發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量不斷增加，為了獲得更多的風(fēng)能，渦輪發(fā)電機(jī)的輪轂和葉片半徑隨著塔架的增高而增高，同時(shí)也增大了風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)葉片、機(jī)艙等重要部件遭受雷擊的概率，嚴(yán)重地影響了風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的正常工作，大大增加了維護(hù)費(fèi)用，并對(duì)工作人員的人身安全造成安全隱患。
為了大限度的減少渦輪發(fā)電機(jī)遭受直接雷擊時(shí)損壞的概率，同時(shí)確保工作人員的人身安全，必須對(duì)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)采取相應(yīng)的直擊雷防護(hù)措施。風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的直擊雷電防護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)性、復(fù)雜性的工程，必須在認(rèn)真調(diào)查地理、地質(zhì)、土壤、氣象、環(huán)境等條件和雷電活動(dòng)規(guī)律以及了解風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的組成、系統(tǒng)特點(diǎn)、重要性和損壞后產(chǎn)生的后果等基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后，合理地做出雷電防護(hù)要采取的措施，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。
通過(guò)直擊雷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估得出保護(hù)等級(jí)以后，就可以根據(jù)防護(hù)等級(jí)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。直擊雷對(duì)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)構(gòu)成的威脅表現(xiàn)為：
因此，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的直擊雷保護(hù)措施應(yīng)從以上四點(diǎn)出發(fā)給予考慮，對(duì)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)采取接閃器、引下線(xiàn)、接地裝置、等電位裝置措施。傳統(tǒng)的直擊雷保護(hù)雖然也采取了此類(lèi)措施，但是效果不好，容易發(fā)生反擊現(xiàn)象，對(duì)設(shè)備的安全構(gòu)成隱患。
為了防止因直擊雷對(duì)葉片造成損壞，為了防止因直擊雷而引起的跨步電壓和接觸電壓，為了避免各部件之間因火花放電造成火災(zāi)和爆炸，為了避免地電位發(fā)生反擊，提出下列改進(jìn)方法，對(duì)接閃、引下、接地裝置進(jìn)行隔離安裝。
直擊雷的防護(hù)主要是對(duì)暴露于LPZ0區(qū)（該區(qū)內(nèi)的物體可能遭到直接雷擊，因此可能傳到全部雷電流。該區(qū)域內(nèi)的電磁場(chǎng)沒(méi)有衰減）的部位采取措施。位于LPZ0區(qū)的部位有：葉片、測(cè)風(fēng)裝置的傳感器、金屬機(jī)艙、無(wú)金屬機(jī)艙內(nèi)的所有設(shè)備。
作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中位置高的部件，葉片是雷電襲擊的首要目標(biāo)，同時(shí)葉片又是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中昂貴的部件，因此葉片的防雷擊保護(hù)至關(guān)重要。
1）葉片的保護(hù)
可以在葉尖加裝一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的不銹鋼螺桿，即葉片可能被襲擊的部位，接閃器可以經(jīng)受多次雷電的襲擊，損壞后也可以方便地更換。接閃器的另一端與葉片內(nèi)作為引下線(xiàn)的鋼絲或銅導(dǎo)線(xiàn)連接。
2）機(jī)艙的保護(hù)
在機(jī)艙上部周?chē)笤O(shè)避雷帶，為了防止對(duì)機(jī)艙內(nèi)的設(shè)備造成影響，避雷帶應(yīng)用絕緣子與機(jī)艙隔離。
3）測(cè)風(fēng)設(shè)備的傳感器保護(hù)
測(cè)風(fēng)設(shè)備的傳感器可以用避雷針保護(hù)。為了防止雷擊時(shí)產(chǎn)生繞擊和側(cè)擊，加裝屏蔽型的避雷環(huán)給予保護(hù)。如圖6。因此位于LPZ0區(qū)的部件，可以采用避雷針、避雷帶相結(jié)合的方式進(jìn)行保護(hù)，并將避雷針與避雷帶連為一體。
雷電流的引下是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，為了減少和避免雷電流經(jīng)過(guò)的地方對(duì)機(jī)艙內(nèi)設(shè)備造成干擾和損壞，引下線(xiàn)越短越好，經(jīng)過(guò)的途徑要少越好。傳統(tǒng)的引下線(xiàn)方式是葉尖——葉片——輪轂——發(fā)電機(jī)的碳刷，因此發(fā)生雷擊時(shí)，碳刷等部件極易損壞。
為了改進(jìn)傳統(tǒng)的引流方法，利用放電間隙的原理，我們可以在機(jī)艙的下端安裝一個(gè)橫向齒輪，在葉片的根部安裝一個(gè)縱向齒輪，兩個(gè)齒輪與塔架絕緣，這樣無(wú)論輪轂怎樣旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)齒輪之間都會(huì)有一個(gè)間隙，這類(lèi)似于初用在變電站的空氣間隙型避雷器，一端連著接閃器，一端連著接地體。
這樣，在發(fā)電葉片接閃雷電流時(shí)，雷電流就沿圖6的路徑入地，從而有效地避免了雷電流通過(guò)其它途徑接閃器在接閃電流以后可以沿著下列途徑泄放入地，該方法是利用放電間隙的原理，
風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)直擊雷防護(hù)方案
引下線(xiàn)在經(jīng)過(guò)齒輪2時(shí)，也應(yīng)該與塔筒用絕緣子與塔架進(jìn)行隔離。為了將雷電流盡快泄放入地，同時(shí)減小雷電流在經(jīng)過(guò)引下線(xiàn)是產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)塔架內(nèi)電子信息設(shè)備造成損壞，采用三根引下線(xiàn)同時(shí)引下，每個(gè)葉片對(duì)應(yīng)一根引下線(xiàn)。引下線(xiàn)的截面積與接閃器一樣。
引下線(xiàn)在其整個(gè)長(zhǎng)度范圍內(nèi)，應(yīng)至少具有如下截面積，當(dāng)用圓做鋼避雷針、避雷帶時(shí)，其截面積不小于78平方毫米；用銅或鋁合金時(shí)，截面積不小于50平方毫米。
從防雷觀點(diǎn)出發(fā)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組宜設(shè)一共用接地體，即避雷針與塔架共用接地系統(tǒng)。接地體的布置一般可采用基礎(chǔ)接地體或人工環(huán)形接地體。其包圍的面積的平均半徑應(yīng)不小于6m]。為了防止地電位反擊，引下線(xiàn)與接地裝置連接時(shí)，應(yīng)連接到接地裝置的邊緣部分，形成共地不共線(xiàn)，
接地系統(tǒng)的工頻接地電阻應(yīng)小于4Ω，在土壤電阻率很大的地方可放寬到10Ω以下。
根據(jù)IEC TR 61400-24要求，對(duì)于Ⅰ級(jí)防護(hù)等級(jí)來(lái)說(shuō)，除了上述的直擊雷措施外，還應(yīng)采取附加的保護(hù)措施——減小跨步電壓、接觸電壓的措施和減小感應(yīng)電壓對(duì)設(shè)備損壞的措施，即要做好等電位措施。塔架、所有金屬設(shè)備，如開(kāi)關(guān)柜、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)，應(yīng)連接到局部等電位連接帶。同時(shí)應(yīng)將金屬設(shè)備的等電位接地與電源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)避雷器的接地端子分開(kāi)，整個(gè)接地系統(tǒng)始終采用共地不共線(xiàn)的原則，避免各接地端子上因高電位產(chǎn)生反擊、火花放電等現(xiàn)象。
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