Page 161 - 高山风电场工程建设实践与运维管理

第五章 风力发电机组运行与维护

风电机组是风电厂最重要的设施之一，如果被闪电击中（尤其是叶片和重要
的零件），将会导致风机叶片爆裂，电气绝缘破裂，自动化控制和通讯器件烧坏。
因此，对风力发电设备的安全和经济运行构成了严峻的挑战。

（三）风电机组的综合防雷技术措施
1. 直接雷防护
风力发电机中的风扇本体高，加之叶片的粗细，很可能造成在开阔区域内，
风扇是最易遭受雷击伤害的对象。在风力发电系统中，富兰克林的避雷技术主要

是利用过电压保护器将闪电吸引到被雷电的物体上，从而避免被闪电击中。这就
需要在叶片中加入优良的导电性和更轻的本身质量的碳纤维来达到更高的需求。
另外，将以上材质的刀片用独立的导线与塔身上相连，为雷电放电提供了通路。
另外，要对风标仪和风标进行防雷防护，必须保证主座框与驾驶室顶部的避雷器

相连，并且与导流板的朝向相反。
2. 侧击雷防护
当风扇遭受侧面雷击时，雷山的最终闪弧长度为 45 米时，相应的最小闪电
流振幅为 10.1KA，即当滚动半径为 45 米时，如果雷电流超过 10.1KA，则会发

生闪电的闪击问题。当闪电电流低于这个值时，会产生绕射问题，当目标距离超
过 45 米时，会发生侧面撞击问题。这就给风机塔的材质提出了更高的要求，既
要做好防腐蚀，又要保证在遇到侧面冲击的时候，能对导流和导流产生一定的
影响。

3. 风机接地
为达到以上的防雷要求，风力发电设备的抗雷电抗应小于 4 欧姆。为达到这
种接地电阻的目的，所采取的接地网方法是在钢筋混凝土地基上设置一个环形地
环与盒式互感器的环形接地构成接地网，使用的竖直接地体是一根镀锌的铁管，

并在接地网的盒式变压器相反的方向处设置三根导线以延长辐射接地。选用的地
面采用了低阻值的地砖，并选用导电性能优良的黄土做充填土，配合物理减阻剂
进行混合。如果使用的地电阻不能达到以上的规定，则必须沿外延线的方向进行
延伸。

4. 等电位连接
由于风扇的分布范围很大，而且电磁条件比较差，因此必须在风扇的叶轮和
控制室内的终端装置之间设置等电位的接地保护。保证这种方法所具备的均匀压

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