簡論風力發電機組防雷性能改善的內容和方法

程威

摘要：在我國科學技術快速發展的背景之下，風力發電作為新能源產業發展過程中的重要組成部分，近兩年也逐漸成為了我國社會經濟發展過程中的支柱性產業，同時也會帶動相關產業獲得高速發展，在風力發電系統發展的過程中，如何防雷也成為了影響行業發展的關鍵內容，由于風力發電機組的容量正越來越大，因此為了將更多的能量吸收進去，應當適當的增加葉片的直徑以及高度，在降低雷擊風險的同時也能夠提高防雷工程應用的合理性。本文就風力發電機組防雷性能的改善內容以及方法展開探究。

關鍵詞：風力發電;機組;防雷;改善

這幾年國家提出了碳達峰以及碳中和的戰略目標，并將其納入于生態文明建設的整體布局中，明確了以新能源體系發展為核心的電力系統建設，推動能源體系朝著安全以及高效的方向發展。在新能源大力發展的背景之下，風力發電作為主要的探究對象，對于推動我國經濟發展有著十分重要的意義。風力發電機大部分會布置在海岸以及山丘等等，這些地方風力較大且風力資源十分豐富，而建立地區也是雷電的多發區，在影響風力發點機主運行安全性的同時也會直接影響系統的正常運行，因此工作人員應當做好相對應的防雷措施。

一、風力發電機組故障原因分析

雷電放電機理是雷云中強烈的上升氣流，在這種氣流作用下，帶正點的冰晶與帶負電的水滴開始分離，形成一部分帶正電荷，一部分帶負電荷的雷云。由于異性電荷的不斷積累，不同極性的云層之間的電場強度不斷增大，當某處雷云的電場強度超過空氣可能承受的擊穿強度時，就形成了雷云的放電。當下人民群眾已經逐漸認識到可再生能源在綜合利用過程中的價值性，因此風電基礎的發展速度較快。近年來風力發電的電容量正在不斷地擴大，而一臺風力發電機的工程造價往往較高，因此如何確保風力發電機組的綜合價值尤為重要，在推動風力發電機組安全運行的同時，也應當適當的增加葉輪的直徑，將風力發電機組的設置位置放在一些比較開闊的區域。一些雷電現象是雷云與大地之間出現的放電現象。除此之外，在風力發電機組發展的過程中，由于一些電纜的長度過于長，因此，在時間發生雷電事故的過程中并沒有起到一定的保護作用，在開關選擇的過程中，往往會存在一些不合理現象，一旦出現雷擊事故，設備就會產發出一些高頻的信號，而這些措施恰恰很難通大地進行有效釋放，因此也只能夠在在高低電勢之間進行互串，一旦出現這種情況則很難使得繼電保護器進行工作繼電保護器會直接出現死機以及損壞。

二、風力發電機組防雷性能改善措施

（一）優化泄流路徑

一般情況下，安裝在風機葉片上的防雷裝置或機艙后部的避雷針產生的雷擊電流進入塔架，通過電刷和機艙底板，然后通過接地裝置，并通過LPS裝置上的法拉第籠分散到地面，設置在機組外部，用于屏蔽雷擊電流，并起到旁路作用，減少雷擊對風電機組的危害。為了提高風力發電機組的防雷性能，需要從各個方面進行控制，優化雷電放電路徑。在具體優化中可采取以下措施。對于風力發電機組中有關LPS裝置的這一部分，工作人員可以通過采取風力發電機組中中的電器通路連接等一系列措施，可以運用工業焊接或者搭接的方式加強風力發電機組的實際避雷效果，最終實現避雷的特殊需求。完美的等電位連接還可以消除土壤電位突然增加引起的反擊現象，這一點非常重要。對于害怕電磁干擾的風力發電設備，用金屬網、薄板、屏蔽、管道和其他導體包裹需要保護的物體。

（二）改善接地

從物理學這一角度出發開看，完美的等電位連接的能夠主要是為了屏蔽空間出現的入侵通道，并且隨之產生的雷電脈沖電磁場，通過采用各種有效的屏蔽系統最終進行正確接地。著陸這一概念主要指的是向人以及地面進行閃電能力的有效釋放，而這也是進行防雷措施落實的重要基礎。在此過程中會導致一定的人力資源以及資金的浪費。這也是開展風力發電機組避雷的重點以及難點。防雷裝置的主要安全檢測工作是在其周圍進行，以將巨大的雷電能量引導到地面并將其耗散。通過綜合采用這些防雷措施，從而更好地使得風力發電系統在運行的過程中防雷性能有效上升，并且得到良好的防雷保護。

（三）提高機組性能

機組作為風力發電的重要組成部分，在內部也安裝了很多設備，例如弱電設備以及避雷設施等等。在開展性能改善的過程中具有較大的難度。工作人員可以從以下兩個角度出發，采取防雷性能改善措施。首先通過優化設施的屏蔽能力，從機場內外部出發，改善設施的防雷性能，通過提高客體外部的雷電屏蔽能力，最終確保風力發電機組整體防電性能的提升。在對機艙進行設計的過程中盡量避免一些防雷設施的應用，通過在內部設置框架以及金屬網，進而形成一定的屏蔽空間。除此之外，針對風力發電機組的內部設施以及電纜等等，應當加強定位的正確連接，提高設備儀器電纜的抗雷電性能。

結束語：

綜上所述，對當下的雷電現象展開探究發現具有一定的隨機性，因此應當提高風力發電機組的整體防雷性能，就設計以及安裝等各個角度出發，采取相對應的防雷措施，盡量降低不必要的損失。在對導致風力發電機組的相關因素展開探究的同時應當充分了解機組在實際運行中出現停機以及故障的原因，只有這樣才能夠創新工作途徑，不斷提高綜合防雷性能。

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