简论风力发电机组防雷性能改善的内容和方法

程威

摘要：在我国科学技术快速发展的背景之下，风力发电作为新能源产业发展过程中的重要组成部分，近两年也逐渐成为了我国社会经济发展过程中的支柱性产业，同时也会带动相关产业获得高速发展，在风力发电系统发展的过程中，如何防雷也成为了影响行业发展的关键内容，由于风力发电机组的容量正越来越大，因此为了将更多的能量吸收进去，应当适当的增加叶片的直径以及高度，在降低雷击风险的同时也能够提高防雷工程应用的合理性。本文就风力发电机组防雷性能的改善内容以及方法展开探究。

关键词：风力发电;机组;防雷;改善

这几年国家提出了碳达峰以及碳中和的战略目标，并将其纳入于生态文明建设的整体布局中，明确了以新能源体系发展为核心的电力系统建设，推动能源体系朝着安全以及高效的方向发展。在新能源大力发展的背景之下，风力发电作为主要的探究对象，对于推动我国经济发展有着十分重要的意义。风力发电机大部分会布置在海岸以及山丘等等，这些地方风力较大且风力资源十分丰富，而建立地区也是雷电的多发区，在影响风力发点机主运行安全性的同时也会直接影响系统的正常运行，因此工作人员应当做好相对应的防雷措施。

一、风力发电机组故障原因分析

雷电放电机理是雷云中强烈的上升气流，在这种气流作用下，带正点的冰晶与带负电的水滴开始分离，形成一部分带正电荷，一部分带负电荷的雷云。由于异性电荷的不断积累，不同极性的云层之间的电场强度不断增大，当某处雷云的电场强度超过空气可能承受的击穿强度时，就形成了雷云的放电。当下人民群众已经逐渐认识到可再生能源在综合利用过程中的价值性，因此风电基础的发展速度较快。近年来风力发电的电容量正在不断地扩大，而一台风力发电机的工程造价往往较高，因此如何确保风力发电机组的综合价值尤为重要，在推动风力发电机组安全运行的同时，也应当适当的增加叶轮的直径，将风力发电机组的设置位置放在一些比较开阔的区域。一些雷电现象是雷云与大地之间出现的放电现象。除此之外，在风力发电机组发展的过程中，由于一些电缆的长度过于长，因此，在时间发生雷电事故的过程中并没有起到一定的保护作用，在开关选择的过程中，往往会存在一些不合理现象，一旦出现雷击事故，设备就会产发出一些高频的信号，而这些措施恰恰很难通大地进行有效释放，因此也只能够在在高低电势之间进行互串，一旦出现这种情况则很难使得继电保护器进行工作继电保护器会直接出现死机以及损坏。

二、风力发电机组防雷性能改善措施

（一）优化泄流路径

一般情况下，安装在风机叶片上的防雷装置或机舱后部的避雷针产生的雷击电流进入塔架，通过电刷和机舱底板，然后通过接地装置，并通过LPS装置上的法拉第笼分散到地面，设置在机组外部，用于屏蔽雷击电流，并起到旁路作用，减少雷击对风电机组的危害。为了提高风力发电机组的防雷性能，需要从各个方面进行控制，优化雷电放电路径。在具体优化中可采取以下措施。对于风力发电机组中有关LPS装置的这一部分，工作人员可以通过采取风力发电机组中中的电器通路连接等一系列措施，可以运用工业焊接或者搭接的方式加强风力发电机组的实际避雷效果，最终实现避雷的特殊需求。完美的等电位连接还可以消除土壤电位突然增加引起的反击现象，这一点非常重要。对于害怕电磁干扰的风力发电设备，用金属网、薄板、屏蔽、管道和其他导体包裹需要保护的物体。

（二）改善接地

从物理学这一角度出发开看，完美的等电位连接的能够主要是为了屏蔽空间出现的入侵通道，并且随之产生的雷电脉冲电磁场，通过采用各种有效的屏蔽系统最终进行正确接地。着陆这一概念主要指的是向人以及地面进行闪电能力的有效释放，而这也是进行防雷措施落实的重要基础。在此过程中会导致一定的人力资源以及资金的浪费。这也是开展风力发电机组避雷的重点以及难点。防雷装置的主要安全检测工作是在其周围进行，以将巨大的雷电能量引导到地面并将其耗散。通过综合采用这些防雷措施，从而更好地使得风力发电系统在运行的过程中防雷性能有效上升，并且得到良好的防雷保护。

（三）提高机组性能

机组作为风力发电的重要组成部分，在内部也安装了很多设备，例如弱电设备以及避雷设施等等。在开展性能改善的过程中具有较大的难度。工作人员可以从以下两个角度出发，采取防雷性能改善措施。首先通过优化设施的屏蔽能力，从机场内外部出发，改善设施的防雷性能，通过提高客体外部的雷电屏蔽能力，最终确保风力发电机组整体防电性能的提升。在对机舱进行设计的过程中尽量避免一些防雷设施的应用，通过在内部设置框架以及金属网，进而形成一定的屏蔽空间。除此之外，针对风力发电机组的内部设施以及电缆等等，应当加强定位的正确连接，提高设备仪器电缆的抗雷电性能。

结束语：

综上所述，对当下的雷电现象展开探究发现具有一定的随机性，因此应当提高风力发电机组的整体防雷性能，就设计以及安装等各个角度出发，采取相对应的防雷措施，尽量降低不必要的损失。在对导致风力发电机组的相关因素展开探究的同时应当充分了解机组在实际运行中出现停机以及故障的原因，只有这样才能够创新工作途径，不断提高综合防雷性能。

参考文献：

[1]何量，高子钦，罗小峰，甘杨成，刘积喜，陈锐良，肖稳安，杨晖.风力发电机雷击电磁场强度梯度分布的计算和应用[J].广东气象，2021，43（05）：65-69.

[2]白金亮.風力发电机组偏航系统常见机械故障原因分析[J].中国设备工程，2021（16）：8-9.

[3]薛浩鹏，刘孟，杜鸣心，曾明伍，罗洋.风电叶片接闪器腐蚀前后的雷击损伤机理仿真研究[J].天津科技，2020，47（08）：47-50+54.DOI：10.14099/j. cnki.tjkj. 2020.08.014.

[4]文习山，邓冶强，王羽，蓝磊，屈路，王健.风力发电机叶片雷击接闪特性研究综述[J].高电压技术，2020，46（07）：2511-2521.DOI：10.13336/j. 1003-6520.hve. 20190547.

[5]姚喜梅，袁月，王天羿，郝胤博，周歧斌.风力发电机组雷电防护新版IEC标准的变化和分析[J].中国标准化，2020（05）：152-158.