DB53/T 946-2019 高原风力发电机组防雷技术规范
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5.1.1.2叶片接收器
a)接收器结构、材料、参数和布置; b)引下线结构、材料、参数和布置; C) 附加结构元件及其连接; d) 叶片防雷设计说明书; e)防雷检测试验报告。
5.1.2.2应提供下列安装和维护说明
项目管理、论文a)接收器系统以及引下线系统的安装; b)对接收器检查与维护的要求; c)对引下线和连接元件检查与维护的要求。
5.2.1机舱及其它机构组件的防雷要求
5.2.1.1一般要求
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风力发电机组的舱体及其他结构组件(轮毂、轮毂罩、舱体、塔架)的雷电防护应尽可能利用其本 身的金属结构作为接闪器、引下线及等电位连接系统的一部分。对机舱外的气象仪器和航空警示灯应安 装附加的接闪器。
5. 2.1. 2轮毂
轮毂金属结构本身具有好的屏 青采取等电位连接。对外延到轮毂外部(去口 电压保护措施
5. 2. 1. 3轮毂罩
金属轮毂罩自然成为雷电防护系统的一部分,应能承载所规定LPL的雷电流。金属轮毂罩的最小厚 度应符合表4的规定。 当轮毂罩由非金属材料制成,并且有部分电气控制和执行部件处于其中时,轮毂罩应建立金属框架 作为接闪器,并与轮毂金属相连接,应能承载所规定LPL的雷电流。金属框架条的材料及最小横截面厚 度应符合表4的规定。
表4金属框架条的材料及最小横截面厚度
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金属机舱。金属机舱结构自然成为雷电防护系统的一部分,应能承载所规定LPL的雷电流。金属舱 体外罩和技术结构(如机舱底盘)应与引下线连接。据统计高原地区雷电对风力发电机的金属机舱的绕 击率较高,应对风力发电机的金属机舱加装接闪器和专用接地引下线。 非金属机舱。非金属机舱外罩(如玻璃钢外罩)应增设金属接闪网格,网格尺寸应不大于5m*5m, 且至少在机舱水平方向的四条棱角上布有金属网格条。网格应能可靠接闪,承载所规定LPL的雷电流, 并能在一定程度、一定空间内屏蔽雷电流产生的磁场、电场、金属网格应互连并在较大范围内用金属带 与机器底座多点连接,金属网格条尺寸的选择应符合表4的规定。任何铰链应尽可能用宽的柔性铜带跨 界。机舱内的设备和线路应采取良好的屏蔽和等电位连接措施。 舱体内应建立等电位连接网络,内部主要金属构件、金属管道以及线路屏蔽均应采用等电位连接。
金属塔架可视为完善的法 入舱体以及引出到塔架外部的 金属塔架各段落之间应有 电气连接。金属塔架可作为良 付加的垂直接地干线,此接地 构件应就近与塔架或接地干线 当塔架为主筋互相连接的 行的竖向连接钢筋,在底部、 中表6的要求。 桁架型塔架不是完善的法
5. 2. 2 技术文件
5.3机械传动与偏航机构
5.3.1机械传动与偏航机构防雷的要求
5. 3. 1.1一般要求
机械传动与偏航机构应采用包括等电位连接、隔离和旁路等防雷措施,减少或避免雷电流通过轴承 等重要机械设备,从而减少雷电过电压的危害。
5. 3. 1. 2轴承
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轴承的防护措施。对处于雷电流通道上的轴承齿轮。轴承与联轴节应采用旁路分流或阻断隔离相结合的 方式。通向发电机的联轴节应采用绝缘隔离,以保护发电机免遭雷电流直接侵入发电机组。 旁路分流是指在轴承前端设置一条或多条与其并行的低阻通道,并具有比被旁路的自然通路更小的 阻抗值。可在叶片雷电流引下线根部、机舱前端外部即用旁路措施将雷电流导引下去,尽可能较少或避 免雷电流进入主轴而流向轴承。低阻通道的形成可利用火花间隙和滑动触头,所选滑动触头所能承受的 雷电流冲击电流应能满足机组所选的雷电防护水平。 阻断隔离是指在轴承或齿轮箱以及其他高速轴到机舱底部的电流通道中插入绝缘层。 注:当因机械应力等原因插入绝缘层有困难时,应加强其前端的旁路措施
5.3.1.3液压系统
对于处于雷电流通路上的液压系统,应确保雷电流不会影响该系统,避免液体泄漏及因此引起的液 压油起火。 对液压系统中的液压缸可采用滑动触头或等电位连接从而将雷电流旁路分流。 对暴露于雷电流中的液压管道应将其敷设在铠装或金属管道内,铠装和金属管道两端应连接至钢结 构,做等电位连接。金属管道应有足够的结构面来泄放雷电流,
5.3.1.4火花间隙与滑动触头
火花间隙及滑动触头应能安全导引在其使用处出现的雷电流;其应用性能应确保不受外界环境影叫 (如雨、冰、盐雾污染、尘土污染等):火花间隙及滑动触头应考虑其易损部件的服务周期及维护
5. 3. 1. 5 偏航系统
路措施将偏航轮盘齿轮两端旁路。旁路系统应沼
发电机和未采取阻断隔离的齿轮箱应通过机器底座的连接螺栓与接地装置保持良好的连接。如 箱和发电机用柔性阻尼元件与机器底座连接,则所有阻尼元件应采用有足够截面积的扁铜带跨
5.3. 2 技术文件
应提供有关文件或报告,其中应包含下列信息: a) 移动接触部位(包括火花间隙和滑动接触)传导雷电流能力的试验报告; 对轴承与液压系统免遭雷电流效应影响的保护措施应作说明。该说明应包含显示保护有效性的 文件、证据或测试报告; C 如果没有采取任何保护措施,则需要显示在预期的常规雷电冲击电流和次数作用下,轴承在设 计寿命时间内仍可正常工作的测试报告; d 火花间隙或滑动触头检查与维护的要求
5.4低压电气系统和电子控制系统
5.4.1低压电气系统和电子控制系统防雷保护
5. 4. 1. 1一般要求
低压电气系统和电子控制系统应采用等电位连接 屏蔽与合理布线、隔离和协调配合的SPD 雷电磁场和电涌的威胁减少到最低水平, 以减少或避免出现雷电电磁脉冲对设备的危害。
5.4.1.2等电位连接
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5.4.1.3屏蔽和布线
5. 4. 1. 3. 1一般要求
风力发电机组应通过采用空间 连接,以减少雷击产生的电磁场和 受水平。动力线路和信号线路应
5. 4. 1. 3. 2空间屏蔽
5. 4. 1. 3. 2空间屏蔽
风力发电机组中LPZ的空I 地面上的操作间的空间屏蔽可
风力发电机组中LPZ的空间
5.4.1.3.3线路屏蔽
线路屏蔽局限于被保护系 金属网格式桥架和金属设备壳 属设备壳体应接地。
5. 4. 1.4合理布线
5. 4. 1. 5隔离
5.4.1.5.1低压电源系统中的隔离
在低压电源系统中宜采用带屏蔽的隔离变压器
5. 4. 1. 5. 2电子控制系统中的隔离
5. 4.1.6协调配合的电涌保护
对于高原地区风力发电机组选用高原型SPD。 原型SPD最大持续运行电压U.应按照表5海拨高度 数K:进行修正,根据最大持续运行电压U.确定的开关型SPD电 间隙按照表5电气间隙修正系数K
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正,SPD的通流能力应按照表5放电电流降容系数K修正,SPD的工频耐受电压和冲击耐受电压应按照表6 高海拔电压系数K修正,同时高原型SPD应采用耐低温的产品
表6高原型SPD工频耐受电压和冲击耐受电压修正系数K
对电气和电子系统中重要、敏感或处于电磁环境恶劣的设备应装设电保护器,进行电涌保护。电 涌保护器的基本要求是: a)电涌保护器的电压保护水平应低于被保护设备冲击耐受水平; 电涌保护器应能在配置点最大持续工作电压下长期接入而不劣化; c) 电涌保护器应能承受在配置点可能出现的雷电流而不损坏; d) 电涌保护器自身的损坏应不影响被保护设备和系统的安全和持续运行; e) 电涌保护选择的产品和配置方案应能使电力/电源系统和电子系统各处的SPD级间达到协调配 合; 所用电涌保护器产品应符合相应国家标准
5.4. 2 技术文件
5.4.2.1SPD的技术文件
应提供有关文件或报告,其中应包含下列信息: a) SPD测试报告; b) SPD选型与配置方案及论证; c)对应防护区中的设备冲击耐受水平; d)SPD安装、维护计划。
5.4.2.2等电位联结的技术文件
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应提供有关文件或报告,其中应包含下列信息: a)等电位连接系统布置的说明; b)各连接部件的质量控制说明。
5.5.1与风力发电机组分开的操作间和变电站
为使操作间和变电站内达到LPZ1,一般可用薄钢板建造这些设施,或选择无窗的钢筋混凝土建筑 物。混凝土建筑物所有面(地板、天花板和墙壁)均应含有钢筋,以作为屏蔽措施。在其入口处应安装 诸如薄钢板。铝或细金属丝做成的屏蔽门。 如操作间和变电站有可能受到直接雷击(根据雷电滚球法检查),应按照GB50057装设接闪杆和引 下线,并连接到接地体。 在处于强雷区的风电场应按照GB/T 64的要求设 智 独的避雷针以保护风力发电机及风电场集 电系统。 基础接地体或环形接地体应进入 为了保证一个连续的LPZ1, 答架和独 立的操作间和变 电站之间的电缆线路应采取屏蔽措施。可 采用下列屏蔽方法: a)屏蔽电缆,其两端接到 b)两端接到等电位连接的 c)接到塔架和建筑物接地 5.5.2 集电变压器和开关柜防 在集电变压器的高压侧应 间隙 雷器,该避雷器的选择应考虑 高压线路的类型和高压系统的 变压器 的值 符合GB18802.1的电涌保护器。 5.5.3技术文件 应提供有关文件或报告,其 应包含 心 a)应提供变压器接地情况 升压李 电站的连接 式(地下电缆或架空线); b) 避雷器和SPD选型说明 y A 學 接地 6.1接地装置的要求 6.1.1一般要求
为使操作间和变电站内达到LP21,一般可用薄钢板建造这些设施,或选择无窗的钢筋混凝主建 昆凝土建筑物所有面(地板、天花板和墙壁)均应含有钢筋,以作为屏蔽措施。在其入口处应安 薄钢板。铝或细金属丝做成的屏蔽门。 如操作间和变电站有可能受到直接雷击(根据雷电滚球法检查),应按照GB50057装设接闪杆和
5.5.2集电变压器和开关柜
在集电变压器的高压侧应 高压线路的类型和高压系统的
应提供有关文件或报告,其 a)应提供变压器接地情况 b)避雷器和SPD选型说明
6. 1. 1一般要求
风力发电机组接地装置应利用塔架的钢筋混凝土基础作为共用接地装置(防雷保护、电气系统和通 信系统共用),除应满足四个基本要求以外屋面标准规范范本,还要符合雷电防护的要求,能将高频和高能量的雷电流安 全引导入地。四个基本要求是: A a)确保接地故障出现时,跨步电压和接触电压下的人身安全; b) 防止接地故障引起设备的损坏; c 接地装置能耐受接地故障时所产生的热和电动力: d)具有长期的机械强度和耐腐蚀性。 风力发电机组工频接地电阻宜小于42。机组的接地装置宜与附近工频接地电阻相近的机组的接地 装置相连。
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在壤电阻率天于5002·m地区,应采取深理、换、深并和降阻剂等措施降低接地电阻。当接地 装置要求做到规定的接地电阻值在技术、经济上不合理,而附近多个机组的接地电阻相差不天时,接地 电阻值可放宽到102(集电系统为有效接地和低电阻接地系统),并将接地装置与附近机组的接地装 置相连成大型地网。 以钢筋混凝土基础做成的共用接地装置也能满足防雷冲击接地电阻的要求。为减少雷电冲击接触电 压、跨步电压和地电位升高,应注意减小接地装置的网格尺寸。 在风电场的条件下只能将塔架下的接地装置供所有接地之用(例如:防雷保护、电气系统和通信系 统)
6.1.2接地装置的形状尺寸
6.1.3接地装置的防腐
应确保接地装置在风力发电机组寿命内性能良好。接地极的理深和类型应尽可能使腐蚀、土壤十爆 和冰冻的影响最小,从而使接地阻值保持稳定。
6. 1.4 技术文件
应提供有关文件或报告,其中应包含下列信息: a)基础接地极和环形接地极的设计文件; 降低接地电阻和腐蚀特别说明: c)实测的工频电阻至及计算的接触点电压和跨步电压。
硅钢片标准DB53/T9462019
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