風力發電係統防雷分析

風力發電係統防雷分析
風力發電是一種清潔的、為人與自然提供了和諧發展的可再生資源。由於風力發電係統工作在自然環境下，不可避免的會遭受到雷電的影響，涉及到的過電壓保護及防雷接地問題會較多。雷擊是自然界中對風力發電係統安全運行危害最大的一種災害。如雷擊會造成風力發電機組葉片損壞、發電機絕緣擊穿、控製元器件燒毀等。
　　由於風力發電機組的葉片高度較高，葉片成了最易受直接雷擊的部件。葉片是風力發電機組最昂貴的部件之一，大部分雷擊事故隻損壞葉片的葉尖部分，少量的毀損壞整個葉片。雷擊造成葉片損壞主要有兩個方麵：一方麵是雷電擊中葉尖後，釋放大量能量，強大的雷電流使葉尖結構內部的溫度急驟升高，水分受熱汽化膨脹，從而產生很大的機械力，造成葉尖結構爆裂破壞，嚴重時使整個葉片開裂。另一方麵雷擊造成的巨大聲波，對葉片結構造成衝擊破壞，還有一點值得關注的是雷擊一般是擊中葉片上翼麵。
　　針對雷電對設備的破壞特性，試驗證明降低被擊物體結構內部阻抗，對地形成通路就可以免遭雷擊破壞。根據這一特性，在葉片上翼麵複合材料中加入具有良好導電性能和比重輕的碳纖維，並在葉尖部位裝一個接閃器，通過電纜與葉片法蘭連接，再由輪轂通過塔架內的接地線接入地網形成雷電通道。當雷電擊中葉片時，強大的雷電流通過雷電通道瀉入大地，達到避雷效果，而不致使對葉片及其他設備造成損壞。這樣實際上葉片成了引雷針，將周圍的雷電引來並提前放電，因此應特別注意雷電通道阻抗要非常小，連接導線要有足夠導電截麵及良好的導電性，接地網一定要保證盡量小的阻抗值。
　　另一方麵，雷電能量非常巨大，雷擊方式是複雜的，采用合理適當的防雷措施隻能減少損失，隻有更多新技術的突破和應用才能對雷電進行完全防護並加以利用。