風(fēng)電防雷接地－風(fēng)力渦輪機(jī)的雷電和浪涌保護(hù)

　　人類對(duì)可再生能源的依賴越來(lái)越大。獲取的途徑主要有風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能/光伏發(fā)電，以及利用沼氣或地?zé)岚l(fā)電。在我國(guó)，風(fēng)力發(fā)電只占總發(fā)電的0.2％，根據(jù)規(guī)劃，在未來(lái)的10－20年間，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電量會(huì)逐步上升到總發(fā)電量的2％以上。

　　我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)建設(shè)會(huì)逐步從目前的陸地漸次轉(zhuǎn)向海洋，從雷電的世界分布情況來(lái)看，我國(guó)的雷電環(huán)境相對(duì)于歐洲嚴(yán)峻得多。歐洲的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)遭受雷擊的現(xiàn)象比較普遍，損失也比較嚴(yán)重。我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電起步較晚，而雷電環(huán)境比歐洲惡劣的多，所以，針對(duì)風(fēng)電設(shè)備的防雷重要性也比較突出，但由于較晚的起步，所以我們需要學(xué)習(xí)和探討的較多，在此，謹(jǐn)向大家學(xué)習(xí)探討。

　　雷擊的危害和防雷的必要性

　　風(fēng)力發(fā)電一般需要高額的投資，而由于自然災(zāi)害性天氣引起的停機(jī)損失一般讓風(fēng)電設(shè)施的經(jīng)營(yíng)者無(wú)法承受。這種災(zāi)害性天氣主要是雷雨天氣，以及由未釋放的雷雨云引起的感應(yīng)。風(fēng)電材料設(shè)備

　　風(fēng)電設(shè)備基本上集中了低壓電氣（這里大多數(shù)690V以下）中所有在電氣、電子工程中能夠提供的裝置，如箱變開(kāi)關(guān)柜，馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)器、變頻器、總線系統(tǒng)及其傳感器和驅(qū)動(dòng)器等。雷擊和電涌的引起的風(fēng)險(xiǎn)與設(shè)備高度的平方成正比，而風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片總高度達(dá)50－180米，因此遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)極大，對(duì)該設(shè)備以及由此相關(guān)的后續(xù)設(shè)備進(jìn)行全面的防雷擊防浪涌保護(hù)是十分必要的。

　　雷擊頻率

　　某地區(qū)每年的云地閃電的數(shù)量可從知名的等雷頻線（ isokeraunic level）中得到。

　　此外，還應(yīng)考慮防雷裝置的空間尺寸。如果物體的高度大于60米，并暴露在雷擊的風(fēng)險(xiǎn)下，那么，除了云地閃電外，還存在地云閃電，即所謂的上行先導(dǎo)。這就造成了實(shí)際值比上述公式計(jì)算所得理論值要大。

　　地云閃電的發(fā)生，起始于高空的暴露物體， 雷電流的泄放強(qiáng)度一般都很大，因而這對(duì)轉(zhuǎn)子槳葉的保護(hù)和雷電流保護(hù)器的設(shè)計(jì)都提出了更高的要求。

　　標(biāo)準(zhǔn)化保護(hù)措施cnwpem

　　德國(guó)勞埃德 （Lloyd）準(zhǔn)則是雷電保護(hù)概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

　　德國(guó)保險(xiǎn)協(xié)會(huì)（ GDV ）在其出版物 VdS 2010《風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)向的雷電和浪涌保護(hù)》 中建議，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備應(yīng)實(shí)施二級(jí)以上的防雷保護(hù)，以滿足保護(hù)這些設(shè)施的最低要求。

　　在這一科技文獻(xiàn)中，更主要關(guān)注是如何實(shí)施防雷保護(hù)措施，尤其是對(duì)風(fēng)電設(shè)備中的電氣和電子儀器，如何采取保護(hù)措施，防止電涌的干擾。

　　對(duì)轉(zhuǎn)子的槳葉和旋轉(zhuǎn)部件實(shí)施保護(hù)是十分復(fù)雜的，需要分別針對(duì)不同的生產(chǎn)商及其特定的產(chǎn)品類型，進(jìn)行詳細(xì)地考察。

　　通過(guò)在沖擊電流實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的這些試驗(yàn)，可驗(yàn)證所選保護(hù)措施的有效性，并有助于優(yōu)化“整體保護(hù)方案”。