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風(fēng)機(jī)的防雷是一個(gè)綜合性的防雷工程，防雷設(shè)計(jì)的到位與否，直接關(guān)系到風(fēng)機(jī)在雷雨天氣時(shí)能否正常工作，并且確保風(fēng)機(jī)內(nèi)的各種設(shè)備不受損害等。
一、 直擊雷防護(hù)
風(fēng)機(jī)主體高度約80米，葉片長(zhǎng)度約40米，即風(fēng)機(jī)最高點(diǎn)高度約為120米，且大多數(shù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)位于空曠地帶，較孤立。風(fēng)機(jī)的高度加上所處特殊的環(huán)境，造成風(fēng)力發(fā)電機(jī)在雷雨天氣時(shí)極易遭受直擊雷。
國(guó)際電工委員會(huì)對(duì)防雷過(guò)電壓保護(hù)的防護(hù)區(qū)域劃分為：LPZ0 區(qū)（LPZ0A、LPZ0B），LPZ1 區(qū)，LPZ2 區(qū)。
在金屬塔架接地良好的情況下，葉片、機(jī)艙的外部（包括機(jī)艙）、塔架外部（包括塔架）、箱式變壓器應(yīng)屬于LPZ0 區(qū)，這些部位是遭受直擊雷（繞雷）或不遭受直擊雷但電磁場(chǎng)沒(méi)有衰減的部位。機(jī)艙內(nèi)、塔架內(nèi)的設(shè)備應(yīng)屬于 LPZ1 區(qū)，這其中包括電纜、發(fā)電機(jī)、齒輪箱等。塔架內(nèi)電氣柜中的設(shè)備，特別是屏蔽較好的弱電部分應(yīng)屬于 LPZ2。
對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的 LPZ0 區(qū)防雷過(guò)電壓保護(hù)裝置進(jìn)行技術(shù)分析，在 LPZ0 區(qū)內(nèi)，直擊雷的防護(hù)在沒(méi)有技術(shù)突破的前提下仍然沿用傳統(tǒng)的富蘭克林避雷方法：利用自身的高度使雷云下的電場(chǎng)發(fā)生畸變，從而將雷電吸引，以自身代替被保護(hù)物受雷擊，以達(dá)到保護(hù)避雷的目。這就要求風(fēng)機(jī)的葉片的制作及其材料提出很高的要求，即葉片必須能夠承受足夠大的電流，并且在葉片上添加導(dǎo)電性能良好、自身重量輕的類似于碳纖維的材料，用單獨(dú)的線纜將葉片與塔身連接在一起，為雷電流泄放提供一個(gè)良好的通道。
根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用性質(zhì)及其重要性，參照《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》50057-2010關(guān)于建筑物的防雷分類，風(fēng)力發(fā)電機(jī)劃分為二類防雷建筑，以上直擊雷的防護(hù)是建立在一個(gè)有良好接地體的基礎(chǔ)上的，參照《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2010 及《微波站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范》YD2011-93 相關(guān)條款，風(fēng)力發(fā)電機(jī)防雷接地電阻不能小于5Ω。
二、 風(fēng)輪、機(jī)艙、水平軸、尾舵和塔身的等電位連接
機(jī)艙外殼應(yīng)采用鋼板制成，作為承受直擊雷的載體，按照GB50057-2010的要求，鋼板厚度必須大于4mm，在機(jī)艙的上方安裝幾支避雷短針，防止雷電發(fā)生繞擊和側(cè)擊時(shí)，穿透機(jī)艙，對(duì)機(jī)艙內(nèi)設(shè)備造成損壞。如果機(jī)艙外殼為復(fù)合材料時(shí)，應(yīng)在機(jī)艙外面敷設(shè)金屬網(wǎng)格，兼作接閃器和屏蔽之用。網(wǎng)孔宜為30cm×30cm，鋼絲直徑不宜小于2.5mm。必要情況下，需通過(guò)屏蔽計(jì)算，加大金屬網(wǎng)格的密度和鐵絲的直徑。初步估算，對(duì)于0.25/100μs的雷電流，應(yīng)不小于40db,各網(wǎng)格連接處應(yīng)焊接以保證電氣連接。
風(fēng)輪與機(jī)艙間、機(jī)艙與塔柱間、尾舵與水平軸間應(yīng)通過(guò)鉚接、焊接或螺栓連接等方法做可靠電氣連接，也可以通過(guò)單獨(dú)的多股塑銅線（截面不小于16mm2），各連接過(guò)度電阻盡量小，一般不大于0.03Ω。
以上各部件連接為一個(gè)電氣的整體，使之遭受雷擊時(shí)，能有一個(gè)快速的通道沿塔身引入接地裝置。
三、 電磁屏蔽
由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)為高聳塔式結(jié)構(gòu)，非常緊湊，發(fā)電機(jī)、信息系統(tǒng)、控制系統(tǒng)都靠近塔壁，無(wú)論風(fēng)輪、機(jī)艙、水平軸、還是尾舵受到雷擊，機(jī)艙內(nèi)的發(fā)電機(jī)及控制系統(tǒng)等設(shè)備可能受到機(jī)艙的高電位反擊，在電源和控制回路沿塔筒引下過(guò)程中，也可能受到反擊。
對(duì)發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁系統(tǒng)，繼電保護(hù)和控制系統(tǒng)、通信和信號(hào)以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都應(yīng)安裝相應(yīng)的過(guò)電壓保護(hù)裝置。
電力和信息回路由機(jī)艙到地面并網(wǎng)柜、變流器、塔底控制柜處應(yīng)采取屏蔽電纜外，還應(yīng)穿入接地鐵管，使反擊率降低。各回路應(yīng)在柜內(nèi)安裝相應(yīng)防雷裝置，這樣DBSGP（分流、均壓、屏蔽、接地）系統(tǒng)在各節(jié)點(diǎn)層層設(shè)防。
各電氣柜采用金屬薄板制作，可以有效地防止電磁脈沖干擾，在電源控制系統(tǒng)的輸入端，處于暫態(tài)過(guò)電壓防護(hù)的目的，采用壓敏電阻或暫態(tài)抑制二極管等保護(hù)設(shè)備與屏蔽系統(tǒng)連接，每個(gè)電控柜用不小于16mm2的多股塑銅線與接地端子連接。
四、機(jī)艙內(nèi)各種柜的防護(hù)：
各種柜內(nèi)的進(jìn)線、出線處必須按照雷電防護(hù)區(qū)域的劃分，通過(guò)雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后，根據(jù)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)建筑物信息系統(tǒng)的重要性和使用性質(zhì)確定雷電防護(hù)等級(jí)，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以定為B級(jí)防護(hù)。在被保護(hù)的設(shè)備處加裝三級(jí)浪涌保護(hù)器。第一級(jí)采用開(kāi)關(guān)型的電涌保護(hù)器，第二級(jí)和第三級(jí)采用限壓型的電涌保護(hù)器。且各參數(shù)必須符合規(guī)范要求的最小值，即一級(jí)標(biāo)稱放電電流In≥15KA（10/350μs）或In≥60KA（8/20μs），二級(jí)標(biāo)稱放電電流I n≥40KA，三級(jí)標(biāo)稱放電電流I n≥20KA。
對(duì)于690V/380V的風(fēng)力發(fā)電機(jī)供電線路，為防止沿低壓電源侵入的浪涌過(guò)電壓損壞用電設(shè)備，供電回路建議采用TN-S供電方式。
1、變槳控制柜：變槳控制柜位于風(fēng)機(jī)頂端，雷雨天氣時(shí)容易遭受直擊雷，所以柜里電源線3x400vac/20A，300vdc/6A，24vdc（b）/10A，230vac（b）/2A等用電設(shè)備進(jìn)線前端應(yīng)安裝相應(yīng)的三相交流避雷器（imax：100KA）、單項(xiàng)交流避雷器（imax：100KA）和24V直流電源避雷器（In：5KA）。
2、機(jī)艙到變槳柜通訊線采用雙絞線通訊，雙絞線兩端在進(jìn)入設(shè)備前應(yīng)安裝信號(hào)避雷器。雙絞線必須穿金屬管敷設(shè)或采用屏蔽雙絞線，且金屬管或屏蔽層兩頭接地。
3、機(jī)艙控制室：機(jī)艙控制室位于風(fēng)機(jī)頂端，雷雨天氣時(shí)極易遭受直擊雷，里面的開(kāi)關(guān)電源送到變漿控制柜內(nèi)的出線端 230vac（b）à300vdc/6A（變槳控制柜），開(kāi)關(guān)電源 230vac（b）à24vdc（b）/10A（變槳控制柜）直流電源必須安裝電源浪涌保護(hù)器（In：5KA），開(kāi)關(guān)電源 UPS230vacà24vdc（c）/10的24伏電源處安裝24V直流電源避雷器（In：5KA）。從塔底控制室到機(jī)艙控制室的Ups進(jìn)線端（機(jī)艙控制室）安裝電源避雷器（Imax：100KA）以上設(shè)備處必須安裝能承受通過(guò)一級(jí)分類實(shí)驗(yàn)的電源浪涌避雷器。