雷電的防護措施

2021-08-17 09:18:36 字數 2208 閱讀 3143

接地系統

1) 風力發電機接地系統的建造應該按照iec/tr61400-24第9節的建議實施

2) iec61024-1及iec/tr61400-24的表11中列出了下引導體的最小尺寸。

3) 應該建造乙個圍繞風力發電機、與塔架相連線的環形接地系統。塔架的加強鋼筋應該與風力發電機的接地系統進行焊接。

4) 接地系統應該與所有接地電極、任何地下金屬物件(儲存罐、管道等等)以及建築物原有的接地系統互相連線。在乙個風電場中,所有風力發電機的接地系統應互相連線。

5) 接地系統一定要緊湊。研究表明接地系統中任何超出雷擊點30m以外的部分將無助於降低雷擊的峰值電壓。

6) 設計的目標為接地系統的接地電阻小於等於10ω。(注:國標為≤4ω)

7) 接地系統必須每年進行一次檢查,以確定是否出現斷裂、連線鬆動、鏽蝕和/或接地電阻的改變等情況。

8) 接地系統必須在任何時候都保持良好的狀態。

等電位連線及遮蔽

根據iec/tr61400-24第8.5節的建議,所有的系統和金屬部件必須被連線在一起並連線到乙個低電阻的接地路徑上(如下圖所示)

一台風力可被分成幾塊物理區域,這些物理區域粗略的顯示了該區域內雷閃對元件

影響的本質。風力機防雷保護區的劃分是用來確保風力機所有元件都受到系統充足保護的工具。這些防雷保護區(lpz)是由下列幾方面劃分的,直接雷電附著是否可能,雷電流的量值以及與該區預想的電磁場有關(見表15)。

防雷保護方法或控制系統可以用來抵禦可以進入元件安裝區的電磁場以及雷電流。例如,過電壓防護只對經過一區到另一區的電纜有必要。且保護等級相對較低,而區內的內部聯接可能未受保護。

iec61312對這方面有更詳盡的描述,討論如下。

表15 ——防雷保護區

注更高數字的防雷保護區可按雷擊影響進一步劃分。

lpz 0a與 lpz 0b區的界限是通過滾球模型劃定的,如圖22所示(也可以參見

iec61024-1)。用灰色標註的區域為lpz 0b,該區域內雷閃無法附著,風力機的其餘表

面屬於lpz 0a區。球不能滾動的區域要抵禦直接雷電附著。正如所示,雷閃可能

附到大部分風力機表面——結果這部分區域為lpz 0a區。通過將接閃器(例如避雷針)安裝於機艙殼後緣的方法便可在機艙頂部創造一塊lpz 0b區,在那裡氣象儀器可免予遭受直接雷電附著。在風力機底部也是lpz 0b區,在該處,如果有的話,變壓器室可以免予直接雷擊。

其它區lpz 0a或lpz 0b 與lpz 1之間界限可通過塔架或機艙的頂部劃分,如果機艙有能

夠保**拉第籠下元件的金屬外殼(或充足金屬含量)。在cr p機艙殼的情況下,用一金屬框或被合併入機艙外殼內繫帶,作為最小值,界定0b區,以保護機艙元件免予直擊雷是很值得推崇的,當然,這應該完全連線到底板上。理想的情況是,在crp外殼裡的金屬網應該被合併到這個框架內,這樣機艙就可以被定義為lpz 1。

建議該種金屬網的最大值應為最近的有危險的元件距離的一半。

圖23也顯示了風力機內部可分為lpz 1和 lpz 2兩個保護區。機艙(外殼內含有足夠金屬),塔架以及變壓器室屬於lpz 1區,在lpz 1區內金屬箱內的元件為lpz 2保護區。例如,位於金屬塔架箱內的控制器處在lpz 1區,但若在塔架外的箱內,它則處於lpz 1內。

特別敏感的儀器可安裝與在金屬箱另一等級上更受保護的lpz 3區。可用特定區內元件的敏感性定義該區內必須減少的雷電影響(如電流,電壓以及電磁場)的等級。因此,iec61312中沒有指出每個區內特定的電流值,電壓值以及電磁場值。

區界 在每個區界內都必須保證穿過界線的電纜和電線沒有傳導大部分類電流或電壓沒有在保護區內產生更大的瞬變值。這是通過合適的等電位連線,鋼流保**以及在區界內的電纜電線的過電壓防護方法實現的。目標是更多地將電流和電壓減至安裝在保護區內的儀器的可承受等級。

可以而且應改通過方護區的正確劃分,電纜的適當放置,遮蔽電纜的使用(見8.5.2)以及用於傳導訊號及資料的光導纖維的使用的方法來減少受保護免予過電壓損害的必要元件的數目。

浪湧保護器(spd)或許相對較貴也較為龐大,這就表明了應該限制他的使用。此外,這樣的裝置可能由於暴露在外的影響以及退化而失效。

區內防護要求

為了避免損害的發生或不可接受的失效,必須保證在特定的區內沒有元件暴露在雷電流的部分,電壓差或高出可抵禦等級的電磁場,表16列出了不同區內的要求。

表16——特定區內元件要求示例

第14問題:接地系統應該與所有接地電極、任何地下金屬物件(儲存罐、管道等等)以及建築物原有的接地系統互相連線。在乙個風電場中,所有風力發電機的接地系統應互相連線。

如果保證每台風力發電機接地電阻符合要求,可以不互連。

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