風(fēng)力發(fā)電裝置的雷電防護(hù)問(wèn)題
    風(fēng)力發(fā)電，現(xiàn)在被稱為明日世界的能源。由于它屬于可再生能源，而且不像火電、核電、水電會(huì)造成環(huán)境問(wèn)題，所以對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展對(duì)能源的要求，達(dá)到了舉足輕重的地位。 目前，我國(guó)正在籌建裝機(jī)容量5～10 萬(wàn)千瓦的大型風(fēng)電場(chǎng)兩處，另外還在各地發(fā)展中小型風(fēng)力發(fā)電裝置，至于小型家用風(fēng)電，內(nèi)蒙自治區(qū)早在上世紀(jì)70 年代已有相當(dāng)規(guī)模，90 年代已有很大的發(fā)展。可見(jiàn)，配合風(fēng)電開(kāi)發(fā)，正確解決這種高聳易遭雷擊裝置的雷電防護(hù)和EMC 問(wèn)題已經(jīng)提到日程。
    1 風(fēng)輪、機(jī)艙、水平軸和尾舵的防護(hù)
    水平軸風(fēng)電機(jī)部件是zui易受擊部位，特別是風(fēng)輪端部。直擊雷電流，參考《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》，按二類防雷設(shè)計(jì)，應(yīng)取150KA，波形10/350us。作為參考，該標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為，機(jī)殼等鋼的厚度達(dá)到4 mm，即可認(rèn)為能夠承受上述直擊雷電流。順便指出，有文獻(xiàn)在考慮風(fēng)輪受到直擊雷時(shí)按不同方向用滾球法計(jì)算，實(shí)際上因風(fēng)輪不斷旋轉(zhuǎn)，直觀法或保護(hù)角法也可使用。
    2 風(fēng)輪、機(jī)艙、水平軸、尾舵和塔柱的等電位連接
機(jī)艙外殼應(yīng)采用鋼板制成，為承受直擊雷壁厚不應(yīng)小于4mm。若小于4mm，則應(yīng)在適當(dāng)位置，包括上方和兩側(cè)裝設(shè)幾支小避雷針，防止上方和兩側(cè)受到雷擊，穿透艙壁，損壞內(nèi)部設(shè)備。如果大型機(jī)組為減輕重量而用復(fù)合材料制造機(jī)艙外殼，則應(yīng)在外面以網(wǎng)格形式裝設(shè)兼作接閃和屏蔽之用的鋼絲網(wǎng)，網(wǎng)孔不宜大于3×3cm2～4×4cm2，鋼絲直徑不宜小于Φ2.5mm，需通過(guò)屏蔽計(jì)算，必要時(shí)再加大鋼絲截面或縮小網(wǎng)孔。
    初步估計(jì)，對(duì)Z=0.25us 到Z=10us 的雷電流，應(yīng)不小于40db。各網(wǎng)孔結(jié)點(diǎn)處應(yīng)當(dāng)焊接以保證電氣的連續(xù)*。 風(fēng)輪與機(jī)艙間，機(jī)艙與塔柱間，尾舵與水平軸間，如無(wú)鉚接、焊接、螺接等可*電氣連接，則應(yīng)設(shè)兩個(gè)金屬（鋼）連接線，每個(gè)的截面不宜小于16mm2。上述各項(xiàng)連接使裝置成為電氣上的整體，各易擊點(diǎn)受到直擊雷時(shí)，都能保證順利地以zui近的路徑沿塔柱引入接地裝置，并流向大地。 如果風(fēng)輪由復(fù)合材料做成，則其端部必須由金屬（鋼）制成，以便接閃。此時(shí)應(yīng)以截面不小于25～35mm2 的鋼線，沿葉片的邊緣及迎風(fēng)面和背風(fēng)面各敷設(shè)一條導(dǎo)流線。尾舵如由復(fù)合材料做成，也應(yīng)沿外廓敷設(shè)鋼線，用來(lái)接閃和導(dǎo)通電流至水平軸。其中間也宜在兩側(cè)敷設(shè)鋼網(wǎng)。 風(fēng)輪與機(jī)艙間，水平軸與塔柱間，尾舵（翼）與水平軸間，以及其它旋轉(zhuǎn)或活動(dòng)部分間的跨接線需根據(jù)具體情況精心設(shè)計(jì)和安裝，并宜采用雙份，因?yàn)橹灰陂L(zhǎng)年運(yùn)行中，因振動(dòng)等作用力導(dǎo)致材料疲勞和斷開(kāi)，則強(qiáng)大的雷電流就會(huì)通過(guò)軸承處的油膜放電，燒損軸承和主軸的接觸部位，不用許久，一兩年經(jīng)過(guò)幾次雷擊就會(huì)使這些部件損壞，而若旁站導(dǎo)線敷設(shè)得當(dāng)，這些部件本應(yīng)可*運(yùn)行很多年，而且大修時(shí)也只是更換硬度較小的軸承。
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