風(fēng)力發(fā)電機防雷畢業(yè)論文

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計報告(論文)</p><p>　　題目：關(guān)于風(fēng)力機組的防雷重要性</p><p><b>　　和防雷措施</b></p><p>　　所屬系 新能源系 </p><p>　　專 業(yè) 風(fēng)能與動力技術(shù) </p><p>　

2、　學(xué) 號 </p><p>　　姓　　名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　起訖日期 2011.12 ----2012.6 </p><p>　　設(shè)計地點 &l

3、t;/p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p>　　I、畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：</p><p>　　關(guān)于風(fēng)力發(fā)電機組的防雷必要性和其雷電防護措施</p><p>　　II、畢業(yè)設(shè)計（論文）使用的原始資料（數(shù)據(jù)）：</p><p>　　風(fēng)力發(fā)電機的型號、規(guī)格</p><p>　　南通市年

4、平均雷暴日為 35.6次/a</p><p>　　平均土壤電阻率 60Ω.m</p><p>　　III、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作內(nèi)容</p><p>　　對風(fēng)力發(fā)電機組進行勘測和雷電風(fēng)險評估,收集資料后進行設(shè)計方案的編寫</p><p>　　IV、主要參考資料：</p><p>　　《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057

5、-2010</p><p>　　《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》GB50174-93</p><p>　　《計算機機房場地安全要求》GB9361-88</p><p>　　《雷電電磁脈沖的防護通則》、IE1312－1∶1995</p><p>　　《電信專用房屋設(shè)計規(guī)范》YD5003-94</p><p>　　《民用建筑電氣

6、設(shè)計規(guī)范》YGJ/T16-92</p><p>　　《計算機信息系統(tǒng)防雷保安器》CA173-1998</p><p>　　《電力系統(tǒng)通信站防雷運行管理規(guī)程》DL 548-94</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、概述……………………………………………………………….3</p>

7、<p>　　二、防雷方案設(shè)計依據(jù)及防護措施…………………………….........6</p><p>　　三、雷暴對風(fēng)力發(fā)電機的危害……………………………………….7</p><p>　　四、防雷設(shè)備的選型和應(yīng)用…….....…………………………………13</p><p>　　五、風(fēng)機勘測情況……………………………………………………16</p>

8、<p>　　六、雷電綜合防護設(shè)計…………………………………………………20</p><p>　　七、參考文獻……………………………………………………………34</p><p>　　八、致謝…………………………………………………………………35</p><p>　　風(fēng)力發(fā)電機組的雷電防護設(shè)計方案</p><p><b>

9、　　一、概述</b></p><p>　　雖然已經(jīng)步入了高科技時代，但是仍然在受到能源、環(huán)境和安全這三個因素的困擾，隨著通信設(shè)備的高度集成化、通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)化、通信設(shè)備管理的集成中央化，廣泛使用在各類通信系統(tǒng)中的大量精密電子設(shè)備，其耐過電壓過電流水平的下降，雷電災(zāi)害事故常常發(fā)生，已經(jīng)成為我們“網(wǎng)絡(luò)化時代、電子化時代”的一大公害。智能系統(tǒng)在工作時可能受到過電壓的侵襲，過電壓可能以電壓或電流波形侵入電源系

10、統(tǒng)和信號系統(tǒng)，并通過其電氣連接線傳播。施加在電子設(shè)備上浪涌過電壓分為縱向過電壓和橫向過電壓，縱向沖擊主要損壞跨接在接地線與地間的元器件或絕緣介質(zhì)，擊穿線路和設(shè)備間起阻抗匹配作用的變壓器匝間、層間或線對地絕緣等；橫向沖擊則同信息一樣，可在線路中傳輸，損壞內(nèi)部電路的電容、電感及耐沖擊能力較差的固體元件。</p><p>　　風(fēng)能是當(dāng)前技術(shù)最成熟、最具開發(fā)條件的可再生潔凈能源。風(fēng)能發(fā)電為人與自然和諧發(fā)展提供了基礎(chǔ)。由于

11、風(fēng)力發(fā)電機組是自然環(huán)境下工作，不可避免的會受到自然災(zāi)害的影響。中國的古訓(xùn)深切的告知我們“福莫大于平安”，安全是維持人們正常生活和工作的基本條件，造成不安全的因素很多，但不外乎天災(zāi)和人禍兩大類。在不考慮人為因素的情況下，從古至今人類始終以積極探索的精神對自然災(zāi)害進行著頑強的抵抗，尤其是對雷電的保護。</p><p>　　2000年是全球的“國際減輕自然災(zāi)害的十年”，由聯(lián)合國國際十年減災(zāi)委員會公布的對人類造成的最嚴重

12、的十大自然災(zāi)害中，雷暴由于其對人類生命、財產(chǎn)的巨大侵害，被列在顯著地位。</p><p><b>　　雷電災(zāi)害已不容忽視</b></p><p>　　二、防雷方案設(shè)計依據(jù)及防護措施</p><p><b>　　1、防護依據(jù)</b></p><p>　　《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010&

13、lt;/p><p>　　《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》GB50174-93</p><p>　　《計算機機房場地安全要求》GB9361-88</p><p>　　《雷電電磁脈沖的防護通則》、IE1312－1∶1995</p><p>　　《電信專用房屋設(shè)計規(guī)范》YD5003-94</p><p>　　《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》Y

14、GJ/T16-92</p><p>　　《計算機信息系統(tǒng)防雷保安器》CA173-1998</p><p>　　《電力系統(tǒng)通信站防雷運行管理規(guī)程》DL 548-94</p><p>　　GB50054－95《低壓配電設(shè)計規(guī)范》</p><p>　　GB50174－93《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》</p><p>　　GB3

15、482－3483－83《電子設(shè)備雷擊試驗》</p><p>　　《GL指導(dǎo)文件 1V-1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)》</p><p>　　《TEC61400-24 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)防雷保護》</p><p>　　建設(shè)單位提供的資料，及設(shè)計人員現(xiàn)場勘察和收集的資料。</p><p><b>　　2、主要防護措施</b></p>

16、<p>　　在易受直擊雷侵害的風(fēng)機部位 安裝直擊雷防護（接閃器、接閃帶）。使其免受直擊雷損害即LPZB</p><p>　　在風(fēng)機底座實施接地保護</p><p>　　在風(fēng)機底部配電箱內(nèi)，安裝第一級電涌保護。</p><p>　　在風(fēng)機控制內(nèi)部區(qū)域，安裝第二級電涌保護。</p><p>　　在總計算機控制區(qū)域，安裝第三級電涌保護。

17、</p><p>　　具體方案，看風(fēng)機現(xiàn)場。</p><p>　　三、雷電對風(fēng)力發(fā)電機組的危害</p><p>　　風(fēng)力發(fā)電通常位于開闊地帶，而且很高，所以整個風(fēng)力發(fā)電機是暴露在直擊雷的威脅下，被雷電直接擊中的概率是與該物體的高度的平方值成正比。 兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機的葉片高度達到150m以上，因此風(fēng)機的葉片位置特別容易被雷電擊中。風(fēng)機內(nèi)部集成了大量的電氣、電子設(shè)備，可

18、以說，我們平時用到的幾乎每一件電子元件和電氣設(shè)備，都可以在一臺風(fēng)機組中找到其應(yīng)用，例如開關(guān)柜、馬達、驅(qū)動裝置、變頻器、傳感器、執(zhí)行機構(gòu)、以及相應(yīng)的總線系統(tǒng)等。 這些設(shè)備都集中在一個很小的區(qū)域內(nèi)。毫無疑問，雷電電涌可以給風(fēng)機組帶來相當(dāng)嚴重的損害。</p><p><b>　　1、雷電危害的途徑</b></p><p>　　雷電對電氣設(shè)備的影響，主要由以下四個方面造成：&

19、lt;/p><p><b>　　直擊雷；</b></p><p><b>　　雷電波侵入； </b></p><p><b>　　雷電感應(yīng)；</b></p><p><b>　　過電壓。</b></p><p>　　直擊雷：雷電直接擊中

20、建筑物，雷電的不到50%的能量將會從引下線等外部避雷設(shè)施泄放到大地，其中接近40%的能量將通過建筑物的供電系統(tǒng)分流，其中5%左右的能量通過建筑物的通信網(wǎng)絡(luò)線纜分流，其余的雷擊能量通建筑物的其他金屬管道、纜線分流。這里的能量分配比例會隨著建筑物內(nèi)的布線狀況和管線結(jié)構(gòu)而變化。直擊雷波形為10/350us</p><p>　　雷電波侵入：在更大的范圍內(nèi)（幾公里甚至幾十公里），雷電擊中電力或信息通訊線路，然后沿著傳輸線路

21、侵入設(shè)備。其中地電位反擊也是傳導(dǎo)雷中的一種：雷電擊中附近建筑物或附近其他物體、地面，導(dǎo)致地電壓升高，并在周圍形成巨大的跨步電壓。雷電可能通過接地系統(tǒng)或建筑物間的線路入侵雷電延建筑物內(nèi)部設(shè)備形成地電位反擊。</p><p>　　雷電感應(yīng)：在周圍1000m左右范圍內(nèi)（有資料為 500m或 1500m，距離應(yīng)隨著雷擊大小和屏蔽措施而變化）。發(fā)生雷擊時，LEMP 在上述有效范圍內(nèi)，在所有的導(dǎo)體上產(chǎn)生足夠強度的感應(yīng)浪涌。因

22、此分布于建筑物內(nèi)外的各種電力、信息線路將會感應(yīng)雷電而對設(shè)備造成危害。</p><p>　　過電壓：過電壓是指對電氣設(shè)備絕緣有危害的突然升高的電壓，按產(chǎn)生原因可分為大氣過電壓和內(nèi)部過電壓兩大類。大氣過電壓也叫雷電過電壓，它分為直擊雷過電壓、感應(yīng)雷過電壓和雷電侵入波三種;而內(nèi)部過電壓可分為操作過電壓、弧光接地過電壓及諧波過電壓等。</p><p>　　隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展，精密儀器，通訊設(shè)備，

23、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來越廣泛，因而感應(yīng)雷造成的雷擊事故也越來越多，除直接造成了巨大的經(jīng)濟損失外，因重要設(shè)備損壞使系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)陷入癱瘓后造成間接的損失更是驚人。</p><p>　　風(fēng)力發(fā)電機組的雷電損害</p><p>　　雷電危害、最容易被人捕捉到得 也是危害最明顯的就是直擊雷</p><p><b>　　直接雷擊危害</b></p>

24、<p>　　雷電直接擊到建筑物頂部，如果沒有適當(dāng)?shù)男沽魍緩?，雷電流的能量以極高的溫度、極大的熱量、強力沖擊波、極大的電動力對建筑物頂部的其它設(shè)施造成嚴重的損害。</p><p>　　直擊雷蘊含極大的能量，電壓峰值可達500KV，具有極大的破壞力。如建筑物直接被雷電擊中，巨大的雷電流沿引下線入地，會造成以下三種影響：</p><p>　　A、巨大的雷電流在數(shù)微秒時間內(nèi)流下地，使地電

25、位迅速抬高，造成反擊事故，危害人身和設(shè)備安全。</p><p>　　B、雷電流產(chǎn)生強大的電磁波，在電源線和信號線上感應(yīng)極高的脈沖電壓。</p><p>　　C、雷電流流經(jīng)電氣設(shè)備產(chǎn)生極高的熱量，造成火災(zāi)或爆炸事故。</p><p><b>　　風(fēng)電場雷災(zāi)統(tǒng)計數(shù)據(jù)</b></p><p>　　丹麥、德國、瑞士等國家的雷擊頻

26、率。</p><p>　　地理條件對風(fēng)機雷害的影響</p><p>　　風(fēng)力發(fā)電機組個部件的雷電損壞比率</p><p>　　風(fēng)力發(fā)電機遭雷擊損壞后，由于故障損壞的分析和后續(xù)的維修，會有一段時間的停工期。 對于風(fēng)機電場營銷者來說，設(shè)備長時間停機是負擔(dān)不起的。風(fēng)機高昂的首次投資費用必須在有限的時間內(nèi)收回，因此必須采取措施保證設(shè)備的長期穩(wěn)定運行。</p>

27、<p>　　從廣泛使用的雷暴活動水平這一指標中，我們可以知道某一地區(qū)一年中對地閃擊次數(shù)。在歐洲，海岸地區(qū)和較低海拔的山區(qū)每年每平方公里發(fā)生的云-地閃擊一般按照1次到3次來估算。平均每年的預(yù)計落雷數(shù)可以按照下列公式來計算：</p><p>　　N=2.4 X 10 5Ng X H2.05</p><p>　　Ng：每年每平方公里的云-地閃擊數(shù)</p><p&g

28、t;<b>　　H:為物體的高度</b></p><p>　　假設(shè)每平方公里年平均云-地閃擊數(shù)是2，一個高75m高的物體，其雷擊概率大約是每三年一次。兆瓦級風(fēng)機（H≥150m）的落雷數(shù)可以達到每12個月一次。</p><p>　　在設(shè)計防雷裝置時，還要考慮的是：當(dāng)暴露在雷電直擊范圍內(nèi)的物體高度超過60m時，除了云-地閃擊之外，地-云的閃擊也稱做向上閃擊，它從地面先導(dǎo)，

29、伴隨更大的雷擊能量。地-云閃擊的影響對風(fēng)機葉片的防雷設(shè)計和第一級防雷器的設(shè)計非常重要。</p><p>　　根據(jù)長期觀察，雷電造成的損壞中除了機械損壞之外，風(fēng)機的電子控制部分也經(jīng)常損壞，主要是：變頻器、過程控制計算機、轉(zhuǎn)速表傳感器、測風(fēng)裝置。</p><p>　　四、防雷設(shè)備的選型和應(yīng)用</p><p>　　防雷保護區(qū)概念是規(guī)劃風(fēng)力發(fā)電機綜合防雷保護的基礎(chǔ)。它是一種

30、對結(jié)構(gòu)空間的設(shè)計方法，以便在構(gòu)筑物內(nèi)創(chuàng)建一個穩(wěn)定的電磁兼容環(huán)境,如圖</p><p>　　直擊雷非防護區(qū)（LPZ OA）：本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊和導(dǎo)走全部雷電流；本區(qū)內(nèi)的電磁場強度沒有衰減。本區(qū)內(nèi)的各類物體完全暴露在外部防雷裝置的保護范圍之外，都可能遭到直接雷擊；本區(qū)內(nèi)的電磁場未得到任何屏蔽衰減，屬完全暴露的不設(shè)防區(qū)。</p><p>　　LPZ0A——天空、沒有避雷針保護的大樓

31、外部、面沒有頂棚等覆蓋物的地面... 等等雷電可能會直接擊中的的空間。如大樓頂部避雷針保護范圍之外的空間。</p><p>　　直擊雷防護區(qū)（LPZ 0B）：本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到大于所選滾球半徑對應(yīng)的雷電流直接雷擊，但本區(qū)內(nèi)的電磁場強度沒有衰減。本區(qū)內(nèi)的各類物體處在外部防雷裝置保護范圍之內(nèi)，應(yīng)不可能遭到大于所選滾球半徑雷電流直接雷擊；但本區(qū)內(nèi)的電磁場未得到任何屏蔽衰減，屬充分暴露的直擊雷防護區(qū)。</p&

32、gt;<p>　　LPZ0B——沒有避雷針保護的非屏蔽大樓內(nèi)部、有避雷針保護的大樓天臺受保護部分、避雷線下的電纜等等雷電不易直接擊中的LEMP沒有衰減空間。如大樓頂部避雷針保護范圍之內(nèi)的空間和沒有屏蔽的大樓內(nèi)部或有屏蔽大樓內(nèi)部的窗口附近。</p><p>　　第一屏蔽防護區(qū)（LPZ1）： 本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，流經(jīng)各類導(dǎo)體的電流比LPZ 0B區(qū)進一步減小；且由于建筑物的屏蔽措施，本區(qū)內(nèi)的

33、電磁場強度也已得到了初步的衰減。LPZ1——雷電不易直接擊中，但LEMP因屏蔽而衰減的空間。如上述屏蔽大樓內(nèi)部（不包含窗口附近）。</p><p>　　第二屏蔽防護區(qū)（LPZ 2）：為進一步減小所導(dǎo)引的電流或電磁場而增設(shè)的后續(xù)防護區(qū)。LPZ2——在LPZ1區(qū)內(nèi)，再次屏蔽的空間。如上述屏蔽大樓的另外設(shè)立的屏蔽網(wǎng)絡(luò)中心。</p><p>　　第三屏蔽防護區(qū)（LPZ 3）： 需要進一步減小雷擊電

34、磁脈沖，以保護敏感設(shè)備的后續(xù)防護區(qū) 。LPZ3——在LPZ2區(qū)內(nèi)，再次屏蔽的空間。如上述屏蔽網(wǎng)絡(luò)中心內(nèi)的機器金屬外殼內(nèi)部，或接地的機柜內(nèi)部。</p><p>　　其雷電防護的具體器件裝置</p><p>　　按照防雷保護分區(qū)的概念，一個綜合防雷系統(tǒng)包括：</p><p>　　外部防雷保護系統(tǒng)：接閃器、引下線、接地系統(tǒng)。</p><p>　　內(nèi)

35、部防雷保護系統(tǒng)：防雷擊等電位連接、電涌保護、屏蔽措施。</p><p><b>　　五、風(fēng)機勘測情況</b></p><p>　　風(fēng)力發(fā)電機組 多位于海岸地區(qū)和較低海拔的山區(qū)等空曠地帶，土地阻值各不相同。</p><p>　　具體考察南通如東區(qū) 兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組。南通如東風(fēng)力發(fā)電機組多建筑在沿海區(qū)域 、地勢較平坦、風(fēng)機周圍無有效遮擋物， 南

36、通市年平均雷暴日為 35.6次/a屬于多雷區(qū)。平均土壤電阻率 60Ω.m</p><p>　　風(fēng)機很容易受到雷電侵害。</p><p>　　依據(jù)GB50343雷電區(qū)域分類</p><p>　　地區(qū)雷暴日等級宜劃分為少雷區(qū)、多雷區(qū)、高雷區(qū)、強雷區(qū)，應(yīng)符合下列規(guī)定：</p><p>　　1 少雷區(qū)：年平均雷暴日在20 天及以下的地區(qū)；</

37、p><p>　　2 多雷區(qū)：年平均雷暴日大于20 天，不超過40 天的地區(qū)；</p><p>　　3 高雷區(qū)：年平均雷暴日大于40 天，不超過60 天的地區(qū)；</p><p>　　4 強雷區(qū)：年平均雷暴日超過60 天以上的地區(qū)。</p><p>　　依據(jù)GB50343雷電防護等級分類</p><p>　　按雷擊風(fēng)險評估確定

38、雷電防護等級</p><p>　　1 按建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)N1 和建筑物入戶設(shè)施年預(yù)計雷擊次數(shù)N2確定N（次/年）值N=N1+N2</p><p>　　2 建筑物電子信息系統(tǒng)設(shè)備，因直擊雷和雷電電磁脈沖損壞可接受的年平均最大雷擊次數(shù)NC可按</p><p>　　下式計算：Nc=5.8×10-1.5/C（次/年）。</p><p>

39、　　3 將N 和 Nc 進行比較，確定電子信息系統(tǒng)設(shè)備是否需要安裝雷電防護裝置：</p><p>　　1 當(dāng)N≤Nc 時，可不安裝雷電防護裝置；</p><p>　　2 當(dāng)N＞Nc 時，應(yīng)安裝雷電防護裝置。</p><p>　　4.2.4 按防雷裝置攔截效率E 的計算式E=I-Nc/N 確定其雷電防護等級：</p><p>　　1 當(dāng)E＞0.

40、98 時 定為A 級；</p><p>　　2 當(dāng)0.90＜E≤0.98 時 定為B 級；</p><p>　　3 當(dāng)0.80＜E≤0.90 時 定為C 級；</p><p>　　4 當(dāng)E≤0.80 時 定為D 級。</p><p><b>　　具體計算如下</b></p><p>　　防雷類別計

41、算（應(yīng)該按照整個風(fēng)機組）</p><p>　　建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)為N1</p><p>　　N1=K*Ng*Ae=K*(0.024*Td1.3)*Ae(次/a)</p><p>　　K：為校正系數(shù)（如東風(fēng)力發(fā)電機組位于臨海位置、且地勢空曠，故K取2（依據(jù)GB50343）</p><p>　　Ng：建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度（3.56

42、）</p><p>　　Ae:與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的面積。</p><p>　　H=120m，L=5m,W=5m</p><p>　　代入以上數(shù)據(jù)得出：Ae=【LW+2(L+W)*√H*(200-H)+∏H(200-H)】*10-6</p><p><b>　　=0.016m2</b></p><

43、p>　　N1=0.085次/a</p><p>　?。ǘ├纂婋姶琶}沖攔截效率劃分</p><p>　　1）建筑物入戶設(shè)施預(yù)計雷擊次數(shù)N2=NG*Ae′=Ng*（Ae1′+Ae2′）</p><p>　　Ae1′-電源線入戶設(shè)施的截收面積</p><p>　　Ae1′=2dsL*10-6</p><p>　　Ds

44、=200， L=500m</p><p><b>　　Ae1′=0.2㎡</b></p><p>　　Ae2′=信號線入戶設(shè)施的截收面積</p><p>　　Ae2′=2dsL*10-6</p><p>　　Ds=200m L=500m</p><p><b>　　Ae2′=0.2㎡&

45、lt;/b></p><p>　　N2=0.89次/a</p><p>　　2）N=N1+N2=0.975次/a</p><p>　　3）Nc=5.8*10-1.5/C</p><p>　　C=C1+C2+C3+C4+C5+C6</p><p>　　C1 建筑物的材料結(jié)構(gòu)</p><p>

46、　　建筑物為金屬材料 0.5</p><p>　　建筑物為鋼筋混凝土材料 1.0</p><p>　　建筑物為磚混結(jié)構(gòu) 1.5</p><p>　　建筑物為磚

47、木結(jié)構(gòu)2.0</p><p>　　建筑物為木結(jié)構(gòu) 2.5</p><p>　　C2 信息系統(tǒng)重要程度因子</p><p>　　等電位接地及屏蔽較完善的設(shè)備2.5</p><p>　　使用架空線纜的設(shè)備1.0</p><p>　　集成化程度較高的低電壓微電流設(shè)備3.0</p><p>

48、　　C3電子信息系統(tǒng)設(shè)備耐沖擊類型和抗沖擊過電壓能力 </p><p>　　一般 0.5</p><p>　　較弱 1.0</p><p><b>　　相當(dāng)弱

49、3.0</b></p><p>　　C4電子信息系統(tǒng)設(shè)備所在雷電防護區(qū)</p><p>　　設(shè)備在LPZ2或更高區(qū)域 0.5</p><p>　　設(shè)備在LPZ1區(qū)1.0</p><p>　　設(shè)備在LPZ0B區(qū)內(nèi)1.5-2.0</p><p&g

50、t;　　C5電子信息系統(tǒng)發(fā)生雷擊事故的后果因子</p><p>　　信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)中斷不會產(chǎn)生不良后果 0.5</p><p>　　信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)原則上不允許中斷，但中斷后無嚴重后果 1.0</p><p>　　信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)不允許中斷，中斷后會產(chǎn)生嚴重后果 1.5-2.0</p><p>

51、　　C6區(qū)域雷暴等級因子</p><p><b>　　少雷區(qū)08</b></p><p><b>　　多雷區(qū)10</b></p><p>　　高雷區(qū) 1.2</p><p><b>　　強雷區(qū)

52、1.4</b></p><p>　　Nc=0.03次/a</p><p>　　按建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)N1 和建筑物入戶設(shè)施年預(yù)計雷擊次數(shù)N2確定N（次/年）值N=N1+N2</p><p>　　N=0.975次/a</p><p>　　建筑物電子信息系統(tǒng)設(shè)備，因直擊雷和雷電電磁脈沖損壞可接受的年平均最大雷擊次數(shù)NC可按</

53、p><p>　　Nc=5.8×10-1.5/C（次/年）</p><p>　　Nc=0.03次/a</p><p>　　按防雷裝置攔截效率E 的計算式E=I-Nc/N 確定其雷電防護等級：</p><p>　　Nc=0.03次/a N=0.975次/a</p><p>　　解得其結(jié)果E為0.969</p&

54、gt;<p>　　1 當(dāng)E＞0.98 時 定為A 級；</p><p>　　2 當(dāng)0.90＜E≤0.98 時 定為B 級；</p><p>　　3 當(dāng)0.80＜E≤0.90 時 定為C 級；</p><p>　　4 當(dāng)E≤0.80 時 定為D 級。</p><p>　　按GB50343計的中國航天科工集團8511研究所當(dāng)0.90

55、＜E≤0.98 時 定為B 級防雷設(shè)施</p><p><b>　　應(yīng)做三級雷電保護</b></p><p>　　按照《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB 50343-2004第5.4.1-7條：B級雷電防護等級的建筑物電子信息系統(tǒng)防雷設(shè)備選型數(shù)據(jù)參數(shù)應(yīng)符合下列表5.4.1-7參數(shù)：</p><p>　　表5.4.1-7 電源線路浪涌保護器標

56、稱放電電流參數(shù)值</p><p>　　注：　SPD的外封裝材料應(yīng)為阻燃型材料。</p><p>　　六、雷電綜合防護設(shè)計</p><p><b>　　外部防雷保護系統(tǒng)、</b></p><p>　　外部防雷保護系統(tǒng)由接閃器、引下線和接地系統(tǒng)組成。</p><p>　　它的作用是防止雷擊對風(fēng)力發(fā)電機

57、組結(jié)構(gòu)的損壞以及火災(zāi)危險。</p><p><b>　　具體介紹</b></p><p><b>　　1）接閃器</b></p><p>　　雷擊風(fēng)力發(fā)電機的落雷點一般在風(fēng)機的槳葉上</p><p>　　因此、接閃器應(yīng)預(yù)先布置在槳葉的預(yù)計雷擊點處以接閃雷擊電流。為了以可控制的方式傳導(dǎo)雷電流入地，槳葉

58、上的接閃器應(yīng)通過金屬連接帶連接到中間部位，金屬連接帶可采取30X3.5mm鍍鋅扁鋼。</p><p><b>　　如下圖</b></p><p>　　對于機艙內(nèi)的滾動軸承，為了避免雷電在通過軸承時引起焊接效應(yīng)，應(yīng)將其兩端通過碳刷或者放電間隙橋接起來。</p><p>　　對于位于機艙頂部的設(shè)施（如風(fēng)速計）的防雷保護，采用避雷針的方式安裝在機艙頂

59、部，保護該設(shè)備不受直接雷擊。</p><p><b>　　引下線</b></p><p>　　如果是金屬塔，可以直接將塔架作為引下線來使用；</p><p>　　如果是混凝土塔身，那么應(yīng)采用內(nèi)置引下線（鍍鋅圓鋼Φ8~~10mm，或鍍鋅扁鋼30X3.5mm）</p><p><b>　　接地系統(tǒng)</b>

60、;</p><p>　　風(fēng)力發(fā)電機的接地由塔基的基礎(chǔ)接地極提供，塔基的基礎(chǔ)接地網(wǎng)應(yīng)與周圍的操作室的基礎(chǔ)接地極相連接構(gòu)成一個網(wǎng)狀接地體如圖</p><p>　　這就形成了一個等電位連接區(qū)，當(dāng)雷擊發(fā)生時就可以消除不同點的電位差。</p><p>　　但如果土壤電阻過大活接地系統(tǒng)不完善就會產(chǎn)生電位反擊</p><p>　　由于強大的雷電流在接地電阻

61、和引下線上產(chǎn)生的很高的電阻和電感電壓降，使無雷擊時處于低電位的接地裝置或與之相連的設(shè)備接地端出現(xiàn)很高的電位。如果鄰近的物體沒有作好等電位連接，形成巨大的電位差就會發(fā)生擊穿。由于這種擊穿是由看來似乎是地（低）電位體引起的，故稱為反擊。</p><p><b>　　內(nèi)部防雷保護系統(tǒng)</b></p><p>　　內(nèi)部防雷保護系統(tǒng)是由所有在該區(qū)域內(nèi)縮減雷電電磁效應(yīng)的設(shè)施組成。

62、主要包括防雷擊等電位連接、屏蔽措施、和電涌保護。</p><p><b>　　防雷擊等電位連接</b></p><p>　　防雷擊等電位連接是內(nèi)部防雷系統(tǒng)的重要組成部分。等電位連接可以有效的抑制雷電引起的電位差。在防雷擊等電位連接系統(tǒng)內(nèi)，所有導(dǎo)電的部件都被相互連接，以減少電位差。</p><p>　　在設(shè)計等電位連接時，應(yīng)按照標準考慮其最小連接

63、橫截面。一個完整的等電位連接網(wǎng)絡(luò)也包括金屬管道好電源、信號線路的等電位連接，這些線路應(yīng)通過雷電流保護器與主接地匯流相連接</p><p>　　等電位連接分S星形連接和M網(wǎng)型連接具體如圖</p><p>　　一般用M型連接 視情況而定 亦可以S型M型并存</p><p><b>　　屏蔽措施</b></p><p>　　

64、屏蔽裝置可以減少電磁干擾。由于風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)的特性，如果能在設(shè)計階段就考慮到屏蔽措施，那么屏蔽裝置就可以較低成本實現(xiàn)。機艙應(yīng)該制成一個封閉的金屬殼體，相關(guān)的電氣和電子器件都裝在開關(guān)柜，開關(guān)柜和控制柜的柜體應(yīng)具備良好的屏蔽效果。在塔基和機艙的不同設(shè)備之間的線纜應(yīng)帶有外部金屬屏蔽層。對于干擾的抑制，只有當(dāng)線纜屏蔽的兩端都連接到等電位連接帶時，屏蔽層對電磁干擾的抑制才是有效的。</p><p><b>　　電

65、涌保護</b></p><p>　　除了使用屏蔽措施來抑制輻射干擾源以外，對于防雷保護區(qū)邊界處的傳導(dǎo)性干擾也需要有相應(yīng)的保護措施，這樣才能電氣和電子設(shè)備可靠的工作。在防雷保護區(qū)域LPZOA→LPZO1的邊界必須使用浪涌保護器（用I級浪涌保護器、開關(guān)型浪涌保護器如圖）它可以導(dǎo)走大量的雷電流而不會損壞設(shè)備，它們可以限制接地的金屬設(shè)施和電源、信號線之間的由于雷引起的高電位差，將其限制在安全范圍內(nèi)。雷電流保護

66、器的最重要的特性是：按照10/350μs 脈沖波形測試，可以承受雷擊電流。對風(fēng)機組來說，電源線路LPZOA→LPZO1邊界處的防雷保護是在400/690V電源側(cè)完成的</p><p><b>　　技術(shù)參數(shù):</b></p><p>　　Uc255V~440V~</p><p>　　iB 35kA (10/350)1 pole&

67、lt;/p><p>　　100kA (10/350) 2-4 pole</p><p>　　Usp< 3.5 kV (1.2/50)</p><p>　　在防雷保護區(qū)以及后續(xù)防雷區(qū)，僅有能量較小的脈沖電流存在，這類脈沖電流是有外部的感應(yīng)過電壓產(chǎn)生，或者是從系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的電涌。對于這一類脈沖電流的保護設(shè)施叫做II級浪涌保護器如圖。用8/20μs脈沖電流波形

68、進行測試。從能量協(xié)調(diào)的角度來說，浪涌保護器需要安裝在I級開關(guān)型浪涌保護器下游。</p><p><b>　　技術(shù)參數(shù):</b></p><p>　　Uc 385 V~ </p><p>　　isn 30kA (8/20)</p&

69、gt;<p>　　Imax 60KA</p><p>　　Usp < 2.0 kV </p><p>　　如情況需要，可安裝III級保護甚至IV級保護</p><p>　　雷電電流的波形電流示意圖</p><p>　　當(dāng)

70、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)安裝浪涌保護器時，與電源系統(tǒng)上安裝的浪涌保護器不同的是：浪涌保護器與測控系統(tǒng)的兼容性以及測控系統(tǒng)本身的工作特性需要特別注意。這些保護器與數(shù)據(jù)線串聯(lián)連接，而且必須將干擾水平限制在被保護設(shè)備的耐受能力內(nèi)。</p><p><b>　　如下圖</b></p><p>　　YK-SR-E24/2S控制信號電涌保護器</p><p>　　四、

71、風(fēng)電機組內(nèi)部電氣，電子設(shè)備的浪涌保護</p><p>　　根據(jù)風(fēng)機內(nèi)設(shè)備的不同以及浪涌保護器安裝位置的不同，將風(fēng)機內(nèi)設(shè)備的浪涌保護分為7個部分，以下具體介紹電涌保護器在各個不同設(shè)備中的配置。分別為：</p><p><b>　　發(fā)電機的保護</b></p><p><b>　　機艙開關(guān)柜的保護</b></p>

72、<p><b>　　變槳系統(tǒng)的保護</b></p><p><b>　　塔基變頻柜的保護</b></p><p><b>　　塔基控制柜的保護</b></p><p><b>　　變壓器端的保護</b></p><p><b>　　變

73、電站</b></p><p><b>　　具體防護實施措施</b></p><p><b>　　發(fā)電機的保護</b></p><p>　　發(fā)電機的保護采用I級浪涌保護器YK-I35/4P</p><p>　　產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)：沖擊通容量（10/350μs）:</p><

74、;p>　　50KA/線；限制電壓：≤2.5KV；響應(yīng)時間：≤50ns；無插入損耗</p><p>　　產(chǎn)品技術(shù)滿足GB18802.0-2002《低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護》</p><p>　　機艙開關(guān)柜的保護采用：</p><p><b>　　2.1</b></p><p>　　浪涌保護器YK1-B60 產(chǎn)品主要技術(shù)

75、參數(shù)：沖擊通容量（10/350μs）:30KA/線；限制電壓：≤2.0KV；響應(yīng)時間：≤50ns；無插入損耗</p><p>　　產(chǎn)品技術(shù)滿足GB18802.0-2002《低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護》</p><p><b>　　2.2</b></p><p>　　浪涌保護器 YK2-C40/4產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)：沖擊通容量（8/20μs）；20KA

76、/線；限制電壓：≤1.8KV；響應(yīng)時間：≤25ns；無插入損耗</p><p>　　產(chǎn)品技術(shù)滿足GB18802.0-2002《低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護》</p><p><b>　　2.3</b></p><p>　　YK-SR-E24V/2S系列控制線路浪涌保護器符合IEC及國際標準GB規(guī)定的入戶電涌保護器要求，適用于各個信息、通信系統(tǒng)，標稱放

77、電電流5KA，最大放電電流10KA，額定負載電流500mA，最大傳輸率2Mbps。</p><p><b>　　2.4</b></p><p>　　YK-RJ45/E100系列控制線路浪涌保護器符合IEC及國際標準GB規(guī)定的入戶電涌保護器要求，適用于各個信息、通信系統(tǒng)，標稱放電電流3KA，最大放電電流5KA，額定負載電流500mA，最大傳輸率155MHZ，限制電壓15

78、V</p><p><b>　　變槳系統(tǒng)的保護：</b></p><p><b>　　3.1</b></p><p>　　浪涌保護器 YK2-C40/4產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)：沖擊通容量（8/20μs）；20KA/線；限制電壓：≤1.8KV；響應(yīng)時間：≤25ns；無插入損耗</p><p>　　產(chǎn)品技術(shù)滿

79、足GB18802.0-2002《低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護》</p><p>　　4，塔基變頻柜的保護：</p><p>　　采用I級浪涌保護器YK-I35/4P</p><p>　　產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)：沖擊通容量（10/350μs）:</p><p>　　50KA/線；限制電壓：≤2.5KV；響應(yīng)時間：≤50ns；無插入損耗</p>

80、<p>　　產(chǎn)品技術(shù)滿足GB18802.0-2002《低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護》</p><p><b>　　塔基控制柜的保護</b></p><p>　　浪涌保護器 YK2-C40/4產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)：沖擊通容量（8/20μs）；20KA/線；限制電壓：≤1.8KV；響應(yīng)時間：≤25ns；無插入損耗</p><p>　　產(chǎn)品技術(shù)滿足

81、GB18802.0-2002《低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護》</p><p><b>　　變壓器端的保護：</b></p><p>　　采用I級浪涌保護器YK-I35/4P</p><p>　　產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)：沖擊通容量（10/350μs）:</p><p>　　50KA/線；限制電壓：≤2.5KV；響應(yīng)時間：≤50ns；無

82、插入損耗</p><p>　　產(chǎn)品技術(shù)滿足GB18802.0-2002《低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護》</p><p>　　附：有關(guān)人員安全注意和警告</p><p>　　第一項、電擊，適用于任何處于風(fēng)力發(fā)電機內(nèi)的人員及風(fēng)力發(fā)電場接地地網(wǎng)附近的人員。雖然電擊可能不致命，但它可產(chǎn)生危險，如致使正在爬梯的人員失手等。線纜爆炸效應(yīng)的威脅僅與風(fēng)力發(fā)電場的人員有關(guān)。風(fēng)力發(fā)電機所使用

83、的所有線纜的尺寸應(yīng)該能夠安全地承載雷擊所產(chǎn)生的電涌電流。最后，來自葉片材料的威脅可以通過使用葉片雷電防護系統(tǒng)的方式來避免。</p><p>　　風(fēng)力發(fā)電機周邊人員的第一項原則是：如果風(fēng)力發(fā)電電場區(qū)域預(yù)測到了將有雷電發(fā)生，或觀測到雷雨時，所有人員立即撤離現(xiàn)場。</p><p>　　雷電的警告應(yīng)該貼在風(fēng)力發(fā)電場明顯位置，工作人員應(yīng)演習(xí)雷擊時的緊急應(yīng)對。</p><p>

84、　　風(fēng)力發(fā)電場應(yīng)建造避護設(shè)施、使施工人員能安全的等待雷雨結(jié)束</p><p>　　預(yù)測雷雨的發(fā)生是實現(xiàn)此策略的關(guān)鍵。應(yīng)配備可提前預(yù)測雷電的儀器</p><p>　　當(dāng)雷電電流進入風(fēng)力發(fā)電場的接地系統(tǒng)時，接地系統(tǒng)的點位上升，而這將會提升土壤表面電位。土壤表面存在的電位梯度會使正在風(fēng)力發(fā)電場內(nèi)行走的人員產(chǎn)生跨步電壓，從而危及人員的安全。如雷雨期間有人員在場，應(yīng)確定該人員穿戴特制的、能隔絕雷電電

85、流及跨步電壓的手套和鞋。</p><p>　　最理想的做飯是在雷雨期間，工作人員離風(fēng)機的距離應(yīng)不小于30m</p><p><b>　　七、參考文獻</b></p><p>　　《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010</p><p>　　《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》GB50174-93</p><

86、;p>　　《計算機機房場地安全要求》GB9361-88</p><p>　　《雷電電磁脈沖的防護通則》、IE1312－1∶1995</p><p>　　《電信專用房屋設(shè)計規(guī)范》YD5003-94</p><p>　　《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》YGJ/T16-92</p><p>　　《計算機信息系統(tǒng)防雷保安器》CA173-1998<

87、/p><p>　　《電力系統(tǒng)通信站防雷運行管理規(guī)程》DL 548-94</p><p>　　《低壓配電設(shè)計規(guī)范》GB50054－95</p><p>　　《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》GB50174－93</p><p>　　《電子設(shè)備雷擊試驗》GB3482－3483－83</p><p>　　《GL指導(dǎo)文件 1V-1風(fēng)力發(fā)電

88、系統(tǒng)》</p><p>　　《TEC61400-24 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)防雷保護》</p><p><b>　　八、致謝</b></p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本文是在xx老師的精心指導(dǎo)下完成的。論文從選題到完成的整個過程中，得到了xx老師的熱情幫助和精心指導(dǎo)。在本

89、論文的寫作過程中，我的導(dǎo)師xx老師傾注了大量的心血，從選題到開題報告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴格把關(guān)，循循善誘，xx老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的專業(yè)知識、敏銳的學(xué)術(shù)眼光、精益求精的精神給我留下了深刻的印象，并對我的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生極大地促進作用，xx老師對自己嚴格要求，兢兢業(yè)業(yè)。對我們卻是噓寒問暖，照顧有加，尤其是在離校實習(xí)期間，百忙之中仍然抽出時間幫我們這些稚嫩的雛鳥解決生活和工作上的事，更是不辭辛勞的幫我們找材

90、料。xx老師無微不至的關(guān)心我們、鼓勵我們、督促我們，使我們深切的感受到了師者父母。</p><p>　　在論文完成之際，我要感謝xx老師對我在三年學(xué)習(xí)和生活中的關(guān)心和教誨，特向xx老師表示深深的敬意和感謝！在此我表示衷心感謝。同時我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。</p><p>　　寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新