风机防雷

SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.1/风机防雷黄晓杰SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.2/引言风力发电机组都是安装在野外广阔的平原地区或半山地丘陵地带或沿海地区。风力发电设备高达几十米甚至上百米，导致其极易被雷击并直接成为雷电的接闪物。SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.3/雷电的产生雷电的影响防雷保护的原理及方法风机的防雷SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.4/雷电SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.5/雷电SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.6/雷电的产生雷电是自然界中一种常见的放电现象。由于大气中热空气上升，与高空冷空气产生摩擦，从而形成了带有正负电荷的小水滴。产生云团对云团和云团对地的放电过程，这就是通常所说的闪电和响雷。SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.7/雷电的产生带电云团对地放电SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.8/雷电的产生一般云的顶部带正电，底部带负电，两种极性不同的电荷会使云的内部或云与地之间形成强电场，瞬间剧烈放电爆发出强大的电火花。在闪电通道中，电流极强，温度可骤升至2万摄氏度，气压突增，空气剧烈膨胀，人们便会听到爆炸似的声波振荡，这就是雷声。SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.9/雷电的产生对我们生活产生影响的，主要是近地的云团对地的放电。经统计，近地云团大多是负电荷，其场强最大可达20kV/m。SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.10/雷击影响自然界每年都有几百万次闪电。最新统计资料表明，雷电造成的损失已经上升到自然灾害的第三位。据不完全统计，我国每年因雷击以及雷击负效应造成的人员伤亡达3000～4000人，财产损失在50亿元到100亿元人民币。SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.11/雷击影响雷击造成的危害主要有4种：（1）直击雷带电的云层对大地上的某一点发生猛烈的放电现象，称为直击雷。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。SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.12/雷击影响直击雷SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.13/雷击影响（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。SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.14/雷击影响（3）感应雷击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。雷击放电于具有避雷设施的建筑物时，雷电波沿着建筑物顶部接闪器（避雷带、避雷线、避雷网或避雷针）、引下线泄放到大地的过程中，会在引下线周围形成强大的瞬变磁场，轻则造成电子设备受到干扰，数据丢失，产生误动作或暂时瘫痪；严重时可引起元器件击穿及电路板烧毁，使整个系统陷于瘫痪。SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.15/雷击影响（4）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。同时，在未实行等电位连接的导线回路中，可能诱发高电位而产生火花放电的危险。SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.16/雷击影响地电位反击SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.17/雷击影响SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.18/雷击影响SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.19/防雷保护的原理及方法SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.20/防雷保护的原理及方法外部防雷的作用是将绝大部分雷电流直接引入地下泄散。外部防雷主要指建筑物的防雷，一般是防止建筑物或设施（含室外独立电子设备）免遭直击雷危害，其技术措施可分接闪器（避雷针、避雷带、避雷网等金属接闪器）、引下线、接地体等。外部防雷SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.21/防雷保护的原理及方法内部防雷——快速泄放沿着电源和信号线路侵入的雷电波或各种危险过电压这两道防线，互相配合，各尽其职，缺一不可。内部防雷系统主要是对建筑物内易受过电压破坏的电子设备（或室外独立电子设备）加装过压保护装置，在设备受到过电压侵袭时，防雷保护装置能快速动作泄放能量，从而保护设备免受损坏。内部防雷又可分为电源线路防雷和信号线路防雷。内部防雷SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.22/防雷保护的原理及方法电源防雷系统主要是防止雷电波通过电源线路对计算机及相关设备造成危害。为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压过大或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备，以及防止线缆遭受二次感应，应采取分级保护、逐级泄流的原则。一是在电源的总进线处安装放电电流较大的首级电源避雷器，二是在重要设备电源的进线处加装次级或末级电源避雷器。电源线路防雷SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.23/防雷保护的原理及方法电源线路防雷塔底主回路防雷SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.24/防雷保护的原理及方法电源线路防雷机舱主回路防雷SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.25/防雷保护的原理及方法由于雷电波在线路上能感应出较高的瞬时冲击能量，因此要求信号设备能够承受较高能量的瞬时冲击，而目前大部分信号设备由于电子元器件的高度集成化而致耐过压、耐过流水平下降，信号设备在雷电波冲击下遭受过电压而损坏的现象越来越多。信号线路防雷SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.26/防雷保护的原理及方法风向标防雷风速仪防雷SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.27/防雷保护的原理及方法SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.28/风机防雷由于风机内部结构非常紧凑，无论叶片、机舱还是塔架受到雷击，机舱内的电控系统等设备都有可能受到机舱的高电位反击。在电源和控制回路沿塔架引下的途经中，也可能受到高电位反击。实际上，对于处于旷野之中高耸物体，无论怎么样防护，都不可能完全避免雷击。因此，对于风力发电机组的防雷来说，应该把重点放在遭受雷击时如何迅速将雷电流引入大地，尽可能地减少由雷电导入设备的电流，最大限度地保障设备和人员的安全，使损失降低到最小的程度。SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.29/防雷区域SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.30/防雷区域雷电保护区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。SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.31/结构防雷结构部分的防雷通道为：为了更好的把雷电从机械部件引入地下，在设计风机基础时有最大接地电阻要求，各个厂家对风力发电机基础的接地电阻要求不同，一般要求3~10ohm。——轮毂——主轴——塔筒——基础叶片接闪器SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.32/防雷-叶片SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.33/防雷-叶片SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.34/防雷-叶片SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.35/防雷-sensorSuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.36/防雷系统SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.37/防雷-传动SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.38/防雷系统SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.39/防雷系统SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.40/防雷系统SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.41/防雷系统SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.42/防雷系统SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.43/防雷-塔筒由于塔筒法兰面之间涂有密封胶，加大了塔筒之间的连接电阻，所以必须要降低这部分的阻抗，现在采取的方法一般是用铜编织电缆或铜导线把两端塔筒连接起来。SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.,Ltd.44/防雷-基础SuzhouLongYuanBailuWindPowerVocationalCenterCo.