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1、风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地 长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力工程学院风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护主要内容简介主要内容简介 第第3章章 风电机组直击雷防护风电机组直击雷防护 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护一、风电机的雷击特性一、风电机的雷击特性 1 1、风电机组雷电灾害的严重性、风电机组雷电灾害的严重性 （1）风电场雷灾统计数据风电场雷灾统计数据 德国、瑞士、丹麦的风电场雷
2、击频率德国、瑞士、丹麦的风电场雷击频率 风机年（风机总年数）：风机年（风机总年数）：统计统计学概念，统计区间内的风机总学概念，统计区间内的风机总台数，单位：台年台数，单位：台年年雷击次数：年雷击次数：N=KNgSeNg-年均地面落雷密度年均地面落雷密度 Ng=0.024Td1.3Td当地年均雷暴日数当地年均雷暴日数风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护一、风电机的雷击特性一、风电机的雷击特性 1 1、风电机组雷电灾害的严重性、风电机组雷电灾害的严重性 （1）风电场雷灾统计数据风电场雷灾统计数据 地理条件的影响地理条件的影响 风电机组防雷与接地风电
3、机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护一、风电机的雷击特性一、风电机的雷击特性 1 1、风电机组雷电灾害的严重性、风电机组雷电灾害的严重性 （2）风电场雷灾统计数据风电场雷灾统计数据 雷击损害比例雷击损害比例 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护一、风电机的雷击特性一、风电机的雷击特性 2 2、雷击的特性、雷击的特性 雷击部位雷击部位 动态最高点动态最高点-叶尖叶尖 弱雷的雷击点更多弱雷的雷击点更多 有效的上行先导可以减少雷击点有效的上行先导可以减少雷击点强雷雷击点强雷雷击点 弱雷雷击点弱雷雷击点 无上行先导无上行先导
4、 有上行先导有上行先导 有接闪器有接闪器 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护一、风电机的雷击特性一、风电机的雷击特性 2 2、雷击的特性、雷击的特性 雷击率：雷击率：每每100台风机年中遭受雷击的次数所占的台风机年中遭受雷击的次数所占的 比例。比例。 德国雷击率统计数据德国雷击率统计数据 10%左右左右风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护一、风电机的雷击特性一、风电机的雷击特性 2 2、雷击的特性、雷击的特性 相对相对雷击率：雷击率：取机舱对地高度为取机舱对地高度为30m机组的年雷击率为机组的
5、年雷击率为基准值，将基准值，将30m以上机组的年雷击率相对于该基准值的增以上机组的年雷击率相对于该基准值的增量表示为该基准值的相对值，称为相对雷击率。量表示为该基准值的相对值，称为相对雷击率。高度增加相高度增加相对雷击率提对雷击率提高高风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护一、风电机的雷击特性一、风电机的雷击特性 3 3、雷击统计、雷击统计 轻微雷击事故轻微雷击事故 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护一、风电机的雷击特性一、风电机的雷击特性 3 3、雷击事例、雷击事例 严重雷击事故严重雷击事故
6、风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护一、风电机的雷击特性一、风电机的雷击特性 4 4、风电机组防雷保护等级及保护区、风电机组防雷保护等级及保护区 防雷保护等级防雷保护等级 2MW以上机组以上机组防雷保护等级为防雷保护等级为I级级 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护一、风电机的雷击特性一、风电机的雷击特性 4 4、风电机组防雷保护区、风电机组防雷保护区 防雷保护区划分防雷保护区划分 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护一、风电机的雷击特性一、风电
7、机的雷击特性 5 5、风电机组防雷保护系统总体构成、风电机组防雷保护系统总体构成 雷电保护系统外部防雷 内部防雷大气端系统下引导体系统大地端系统等电位连接电磁屏蔽电涌保护器直击雷防护直击雷防护 感应雷防护感应雷防护 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护一、风电机的雷击特性一、风电机的雷击特性 6 6、风电机组防雷接地的总体路径、风电机组防雷接地的总体路径 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护二、叶片的直击雷保护二、叶片的直击雷保护 1 1、叶片防雷、叶片防雷 叶叶片片防防雷雷叶片防雷重要性叶片防
8、雷重要性雷击造成叶片损坏雷击造成叶片损坏 位置最高是雷电袭击的首要目标位置最高是雷电袭击的首要目标 叶片是风力发电机组中最昂贵的部件叶片是风力发电机组中最昂贵的部件 雷击造成的巨大声波，对叶片结构造雷击造成的巨大声波，对叶片结构造成冲击破坏成冲击破坏 雷电击中叶尖后释放大量能量，雷电雷电击中叶尖后释放大量能量，雷电流使叶尖结构内部温度急骤升高，造流使叶尖结构内部温度急骤升高，造成叶尖结构爆裂破坏甚至开裂成叶尖结构爆裂破坏甚至开裂；风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护二、叶片的直击雷保护二、叶片的直击雷保护 2 2、叶片防雷措施、叶片防雷措施 雷
9、击叶片雷电流路径雷击叶片雷电流路径 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护三、机舱的直击雷保护三、机舱的直击雷保护 1 1、机舱防雷措施、机舱防雷措施 现代大多数风力机的机舱罩是用现代大多数风力机的机舱罩是用金属板金属板制成，这相当于法拉第罩，制成，这相当于法拉第罩，对机舱中的部件起到了良好的防雷保护作用。对机舱中的部件起到了良好的防雷保护作用。 机舱主机架除了与叶片相连，还在机舱罩顶上后部设置机舱主机架除了与叶片相连，还在机舱罩顶上后部设置一个（数目一个（数目可多于一个）高于风速、风向仪的接闪杆，可多于一个）高于风速、风向仪的接闪杆，相当于一个
10、相当于一个避雷棒避雷棒，用以保，用以保护风速计和风向仪免受雷击。护风速计和风向仪免受雷击。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护三、机舱的直击雷保护三、机舱的直击雷保护 2 2、叶片到机舱的防雷过渡、叶片到机舱的防雷过渡 轮毂与机舱间过渡段上有轮毂与机舱间过渡段上有三个并联的电火花放电间隙三个并联的电火花放电间隙，彼此相差彼此相差120，每个电火花间隙还有一个电刷，用来，每个电火花间隙还有一个电刷，用来补补偿静态电位差。偿静态电位差。 始于始于叶片接闪器的引下线延伸到叶片根部的金属环叶片接闪器的引下线延伸到叶片根部的金属环，该，该环与叶片轴承和轮
11、毂电气隔离，由穿过该环环与叶片轴承和轮毂电气隔离，由穿过该环的弹性连接将的弹性连接将雷电流传到轮毂雷电流传到轮毂。电刷电刷风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护四、塔架的直击雷保护四、塔架的直击雷保护 1 1、塔架的直击雷防护原则、塔架的直击雷防护原则 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护四、塔架的直击雷保护四、塔架的直击雷保护 2 2、塔架的防雷连接、塔架的防雷连接 塔段与塔段之间的接地连接用70mm2镀锡铜编织带，共需9根镀锡铜编织带，其中底座环与下塔段连接为3根，下塔段与中塔段连接为3根，中
12、塔段与上塔段连接为3根。 塔段与塔段之间每组接地极都要连接良好，不能遗漏，连接前先对镀锡铜编织带接线鼻和接地极的安装面进行除漆、除锈、除渣，并涂导电膏使导体良好接触。 铜编织带与塔架接地极之间用M1240螺栓与塔架连接。 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护五、轴承的直击雷保护五、轴承的直击雷保护 1 1、轴承防雷的基本原则、轴承防雷的基本原则 阻断轴承雷电流通路 减少通过轴承的雷电流 2 2、轴承防雷的措施、轴承防雷的措施 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护六、典型风电场雷击特点及原因分析六、典型风电场雷击特点及原因分析 1 1、南澳风电场雷击特点及原因分析、南澳风电场雷击特点及原因分析 2 2、接地不良造成的雷击特点及原因分析、接地不良造成的雷击特点及原因分析 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第3章：风电机组直击雷防护章：风电机组直击雷防护成功成功= =知识知识+ +汗水汗水+ +灵感灵感+ +机遇机遇