淺談風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)防雷技術(shù)

陳濤

摘要：隨著風(fēng)力資源被越來越多的研究者開發(fā)利用，不少地區(qū)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的數(shù)量越來越多，對于風(fēng)能的探索也越來越深入。氣象臺多年的數(shù)據(jù)資料顯示，在雨季時(shí)有不少地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組極其容易遭受雷擊。為進(jìn)一步探究風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)遭受雷擊的主要原因，提升風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)防雷技術(shù)，本文先對風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡要的分析，并根據(jù)目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)提出切實(shí)可行的防雷措施，希望可以進(jìn)一步提升我國的風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)的防雷技術(shù)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;風(fēng)機(jī)防雷;技術(shù)探析

前言

進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國的國民經(jīng)濟(jì)正在穩(wěn)步增長。隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，社會生產(chǎn)生活對于能源的需求量逐步增加。近幾年，環(huán)境污染問題日益突出，清潔能源也已經(jīng)被越來越多的人所關(guān)注。風(fēng)能作為一項(xiàng)清潔能源，我國對于風(fēng)能的開發(fā)利用已經(jīng)變得越來越成熟，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也在逐步的提升，風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)組的規(guī)模正在逐步擴(kuò)大，風(fēng)機(jī)在雷雨天氣時(shí)極其容易遭受雷擊，不僅會使設(shè)備造成損壞，也影響著風(fēng)力發(fā)電的正常進(jìn)行。

一、雷電對風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)的重要影響

風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)遭受雷擊的概率與風(fēng)機(jī)的位置和風(fēng)機(jī)安放的環(huán)境有很大的關(guān)系，通常來說，風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)安放在地勢較為開闊的平原與安置在山頂相比，這兩者遭受雷擊的概率大不相同。風(fēng)機(jī)的高度本身較高，在雷雨天氣當(dāng)中，過高的風(fēng)機(jī)就十分容易遭受雷擊，根據(jù)氣象臺的數(shù)據(jù)資料，我們可以了解到，我國風(fēng)機(jī)遭受雷擊發(fā)生損壞的比率與國外相比數(shù)量較少，但是風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)遭受雷擊的比率相對來說并不算小。大多數(shù)的風(fēng)力發(fā)電廠的氣候條件和地質(zhì)狀況不算良好，發(fā)生雷擊的幾率與與前幾年相比有所減少，且雷擊對發(fā)電技術(shù)的影響較大，輕則損傷風(fēng)機(jī)葉片，重則損壞整個(gè)風(fēng)機(jī)。有時(shí)風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)在遭受雷擊之后，內(nèi)部的電器元件也被損壞，進(jìn)而影響整個(gè)風(fēng)力發(fā)電工序的穩(wěn)定進(jìn)行，有時(shí)也會造成風(fēng)機(jī)內(nèi)熔絲熔斷，進(jìn)而影響風(fēng)機(jī)的正常使用。

二、風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)防雷擊的措施分析

2.1設(shè)置風(fēng)機(jī)防雷分區(qū)

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，按照風(fēng)機(jī)在遭受雷擊后的不同特點(diǎn)，我們可以將防雷區(qū)域劃分為這幾個(gè)部分：LPZOA、LPZ1、LPZOB、LPZ2。在這幾個(gè)區(qū)域中，LPZOA內(nèi)遭受雷擊的可能性最大，也就是說，雷電對這一部分的影響最大。LPZOB受雷電的影響最小，這個(gè)區(qū)域幾乎不會受到雷擊。LPZ1區(qū)域內(nèi)也幾乎不太可能受到雷擊，雷電對其的直接影響也不太大。LPZ2這一部分是處于內(nèi)部的弱電設(shè)備。通過設(shè)置風(fēng)機(jī)防雷分區(qū)，我們可以對不同部分制定不同的應(yīng)對措施。

2.2容易遭受雷擊區(qū)域的防雷措施

根據(jù)設(shè)置的風(fēng)機(jī)防雷分區(qū)，我們了解到，LPZO部分是最容易受到雷擊的部分，且該區(qū)域的雷電流較大，相關(guān)工作人員在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注。為了進(jìn)一步減小雷電流對這一區(qū)域 的影響，可以在風(fēng)機(jī)上裝設(shè)一些導(dǎo)電材料，將雷電流及時(shí)的導(dǎo)出去，還可以借助連接塔身的線纜，實(shí)現(xiàn)雷電流的轉(zhuǎn)移。除此之外，相關(guān)的工作人員可以充分借鑒富蘭克林避雷的相關(guān)原理，把葉片作為引雷電的部分，將其他的元件或設(shè)備保護(hù)起來，這樣只要提高葉片抗雷擊的性能就可以實(shí)現(xiàn)防雷的目標(biāo)。

2.3可以采用等電位連接的方式

對于風(fēng)機(jī)防雷分區(qū)內(nèi)的一些設(shè)備，我們可以在界面處采用等電位連接對風(fēng)機(jī)進(jìn)行一定的保護(hù)，等電位連接時(shí)通常用金屬連接帶，這樣就可以很好的抵抗電磁場的干擾。除此之外，對于風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)來說，各個(gè)大型設(shè)備之間可以使用電阻較小的電氣元件或設(shè)備對其進(jìn)行連接，這些設(shè)備或元件的電阻值一般不會大于0.03Ω。

2.4設(shè)置浪涌對電子設(shè)備進(jìn)行保護(hù)

相關(guān)工作人員可以設(shè)置浪涌對風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的電子設(shè)備進(jìn)行一定的保護(hù)。浪涌也就是指外界引發(fā)的干擾電流持續(xù)時(shí)間要在3ms以上，或者電壓的峰值有一定的持續(xù)時(shí)間。一般來說，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電子設(shè)備都要采用三級浪涌對設(shè)備進(jìn)行一定的保護(hù)，將較大的電流采用分流的方式減小電子設(shè)備的電流，進(jìn)而降低電子設(shè)備被破壞的概率。

2.5采用光電隔離，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性

充分借助光纖將機(jī)艙的處理器與地面上的控制器連接起來，進(jìn)而達(dá)到光電隔離的效果，這也就保障了數(shù)據(jù)信號能夠穩(wěn)定的傳輸，并且在一定程度上提高傳輸?shù)馁|(zhì)量，既可以防止外界的干擾，又能夠提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

2.6接地保護(hù)

對風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)進(jìn)行接地保護(hù)是使風(fēng)機(jī)免受雷擊的重要措施之一。它可以使風(fēng)機(jī)的防雷系統(tǒng)充分發(fā)揮其應(yīng)用的作用。接地保護(hù)的電阻要按照風(fēng)機(jī)的型號和種類進(jìn)行選擇，若電阻值選擇過小，那么相應(yīng)的成本花費(fèi)會有所增加。

2.7妥善處理葉片上的水珠

風(fēng)機(jī)的葉片在日常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中容易受周圍溫度的影響，會隨著周圍溫度的變化在內(nèi)部冷凝形成水汽，且冷凝水汽會隨著風(fēng)機(jī)葉片的不斷轉(zhuǎn)動逐步向葉片較尖的部位匯聚。在雷雨天氣時(shí)，若葉片遭受到雷擊，葉片附近的溫度就會突然改變，這也就導(dǎo)致葉片內(nèi)潛在的濕氣體積突然增大，進(jìn)而對周圍的環(huán)境產(chǎn)生一定的沖擊力，造成風(fēng)機(jī)葉片的損壞，有時(shí)甚至摧毀設(shè)備。

為了有效應(yīng)對雷電對風(fēng)機(jī)葉片的影響，我們可以在葉片的葉尖處設(shè)置一些排水孔，將葉尖位置的水珠及時(shí)排出去。其次，再安裝接閃器，增加風(fēng)機(jī)葉片承受雷擊的次數(shù)。除此之外，風(fēng)機(jī)的葉片在進(jìn)行出廠檢查時(shí)，就要對葉片進(jìn)行再三測試，確保風(fēng)機(jī)的葉片符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)束語

隨著清潔能源逐步走入人們的視野，我國對于風(fēng)能資源的利用力度越來越大，在日常的實(shí)際工作過程中，人們通常不夠重視風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)防雷技術(shù)的價(jià)值，相關(guān)部門對于風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)防雷這一措施落實(shí)不夠到位，甚至有些部門將風(fēng)機(jī)防雷的責(zé)任推卸給生產(chǎn)商家。在風(fēng)電場日常運(yùn)營和管理的過程當(dāng)中，相關(guān)工作人員要重視風(fēng)機(jī)防雷技術(shù)的研發(fā)，從風(fēng)電場的長遠(yuǎn)出發(fā)，對風(fēng)機(jī)可能遭受雷擊的各種情況進(jìn)行科學(xué)合理的預(yù)測，并做好相應(yīng)的防范措施。若風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)遭受雷擊，就要第一時(shí)間采取措施，確保風(fēng)電廠能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)下去，風(fēng)機(jī)防雷工作不僅關(guān)系著風(fēng)力發(fā)電的安全性，還與我國人民的日常用電密切相關(guān)。

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