如何才能降低雷击对风电机组的损害！

发布时间:2018-10-27 11:49 　 浏览次数：

社保电子防雷器-雷电灾害是世界公认的最严重十大自然灾害之一，雷电对风力发电机组的破坏有多大？风能领域中防雷问题越来越受重视，很多风电公司为此特设风电防雷部，与此同时，风能设备上的防雷，从技术层面上，到底应该怎么防？

首先，雷电作为一种正常的大气放电现象是防不住的，防雷公司的工作是降低机组在雷击接闪后所产生的损失，提高机组的抗雷击性能。

其次，雷电对机组的影响应该分为两个方面：直接损失和间接损失。

直接损失是指在机组接闪后造成的设备损坏，包括：叶片、电控设备的损坏；间接损失是指有雷击而造成的停机时间和维修成本。

由于雷击在风场的运行隐患中属于无特定条件的隐患，往往只能在雷击后才能够采取补救措施，而雷击一般造成的后果所产生的维护成本都比较高，所以近年来得到了整机厂、叶片厂和业主的重视。

据德国相关部门的统计数据，每百台机组的雷击数量约在10%左右，国内某风场叶片因雷击的损坏率是5.56%；按雷击后需要对叶片进行更换的成本计算，更换一台机组叶片的吊装费用约100万元人民币，叶片的成本约30-40万元，把全部费用综合起来，更换一台机组中的一个叶片的直接费用约在150万元。而更换所需要的停机时间最少在72小时以上，这还不算有雷击后当时及事故调查所需要的停机时间；平均计算怎么也要100小时，这些损失也是庞大的。

首先，机组叶片的有效接闪率较低是影响机组受雷击损失较大的因素。

有效接闪率：有效接闪率是指叶片在接闪时雷电点是否在叶片的接闪器上，如果在接闪器上接闪，就叫有效接闪；如果雷击点不在接闪器上，而在叶片的其他部位，就叫做无效接闪。

造成目前机组有效接闪率较低的原因是叶片生产厂家对叶片的布置没有专门的研究，只是了解接闪器应该放在叶片的最高点，如果说到原理，采用的还是尖端放电的原理。

而风力发电机组的叶片的接闪器实质上动态的，不同机组的叶片在的额定风速下的转速是不一样的，接闪器从水平0°运行到360°所形成轨迹的速度及在形成闪电通道时所在垂直270°上产生的位移长度不同，所以不是随便安装一组接闪器就能满足要求的。

如果能够提高机组的有效接闪率，那么最直观的效果就是降低了叶片因雷击的损坏率。

第二，地电位反击已经成为机组受雷击影响比重较大的因素。

机组接地电阻的大小直接影响机组在接闪后是否会造成地电位反击的重要参数。同样是遭雷击，接地电阻低的机组电控系统没有任何损坏；而接地电阻高的机组，大多造成电控设备的损坏。

在《风力发电厂雷电风险评估》一文中对国内某风场进行了全场雷电风险评估的初步分析，通过结果看出。全场41台机组中，存在较高雷击风险的机组达到31%，这31%里面高接地电阻的机组占到了10台。

而且从全国的风场看，绝大多数机组目前运行在高接地电阻状态下运行。高接地电阻不仅对雷击存在较大风险，绝大部分机组采用TN-C供电制式，N与PE线实质上共用接地网。由于TN-C系统自身波动率较高，较高的接地电阻在电网出现波动时会形成零电位漂移，造成系统电压的抬升，加速设备老化等问题。

对于电控设备的防雷国内外机组的防雷一般采用的防雷措施是等电位和安装SPD。按照IEC62305系列标准，风力发电机组作为高度超过100米的构筑物，其不仅受到直击雷的影响，还会受到侧击雷的影响。对于SPD的安装应该按照不同的防雷分区进行合理的设计，并且需要选择像社保电子防雷器厂家一样专业可靠的防雷公司。

1、 如何提高机组叶片的有效接闪率？如果能够提高机组有效接闪率，那么就等于节省了一笔更换叶片的费用； 

2、 风力发电厂的区域雷电风险评估，如何在风场进行微观选址时把机组的雷击预期考虑进去。风力发电厂作为一个动态的区域，其针对每台机组的雷电风险评估不是一个简单的对现有标准的套用，而是一个需要跨学科、结合多方面因素综合评估过程考评的结果；

3、 此外，如何改变被动的防雷，而采取主动的防护措施，例如考虑机组的雷电预警应该也是一种行之有效的方法；

4、 最后是机组雷电通道的建立，如何改善雷电流及轴承寄生电流对轴承的电流腐蚀；

5、 海上风电的防雷技术，应该说目前还没有完整的技术规范。由于海上的雷暴活动低于陆地上的，所以很多公司认为海防机组的防雷不用做过多的特殊防护；而恰恰相反，虽然海上闪电数量少，但是单次雷电能量是陆地的几十倍，适应于内陆的防雷配置可能在海上会遇到较大的挑战。