风电场防雷接地装置检测的注意事项

风电场防雷接地装置检测的注意事项

姚甬

（大唐山西新能源有限公司山西太原030032）

摘要：文章基于风力发电机组的结构组成及特点，主要介绍了接地装置、等电位、过电压保护、浪涌保护器的检测方法，风电机组的防雷检测对于其防雷安全非常重要，重点讲解了风机防雷检测的要点和注意事项，可为风电机组和风电场防雷措施和接地设计提供参考。

关键词：风电机组；防雷检测；要点

1前言

随着我国北方可规划的风资源日益减少，近几年，越来越多的风电项目在南方沿海、丘陵和高原地带开发，很多风电场地处海岛的山顶、山脊的风口、高原山坡等容易遭受雷击影响的区域，且风电系统中涉及雷电保护和防雷接地的问题较多，各地风场雷击事故频发，故风电机组和风电场雷电保护和接地问题越来越受到重视。

2风电机组的组成

按照风电机组载荷传递的过程和功能实现的分析，目前主流双馈风电机组机械主要部件：叶片、轮毂（变桨系统）、驱动链（主轴、主轴承、轴承座、齿轮箱、联轴器、发电机、高速轴制动）、前后机架（偏航系统、偏航制动系统）、冷却系统、塔架等。外观来看主要由桨叶、机舱、塔筒及控制系统组成。我区一般单机容量为0.5~2.0mW，高度40~80m不等。从风电机组结构看，桨叶叶尖在运行时处于机组的动态最高点，是最易受雷击的部位。从滚球法的概念可知，桨叶侧面、轮毂、机舱和塔筒上高度大于滚球半径的部分均可能成为雷击点

3风电机组检测要点

3.1检测仪器

3.1.1接地电阻测量仪器

电流—电压表测量接地电阻，采用电流—电压表法，一般可测出0.1～1000Ω范围内的接地电阻值。测量时需要有专供交流电源220~380V提供。其优点是消除地中电场的干扰，消除测量引线间互感电势的干扰。

3.1.2等电位测试仪

等电位测试仪的测量，是对导电性较好的金属构件间的连接质量进行检查，一般测量范围0.01～10Ω内的过渡电阻。可以进行单点测量、连续测量，及各种环境和场所中防护金属构件之间等电位连接质量的测量。测量采用直流供电设计，大容量充电电池可以确保长时间野外稳定测试。

3.1.3大地网地阻仪

大地网地阻仪采用小电流和锁相同频法，测量各种大型地网接地电阻，可以测量0～19.99Ω范围内的接地电阻值，测量时需要有220V交流电提供。其优点是采用锁相同频技术，抗干扰能力强，测试准确，微型计算机控制处理，操作便捷。

3.1.4钳形漏电流表

高精度钳形漏电流表可测试交流漏电电流在线电流，具有二量程手动切换功能，一般可测试0～30mA和0～300mA（分辨率0.01mA）范围内的漏电流。

3.1.5土壤电阻率测试仪

可以进行四线法土壤电阻率测量，并据此对接地质量进行评估，一般可测量0.0～1999Ω•m范围内的土壤电阻率，采用四极等距测试法，在不同方向上放置测试极，并在它们之间用不同的距离重复测量。

3.2接地装置的检测

3.2.1土壤电阻率的测量

用土壤电阻率测试仪或接地电阻测量仪进行土壤电阻率的测量。用文纳四极法，在采用等距布置4个探针测量土壤的电阻率ρ，根据电极间距离a和电压表及电流表的读数即可得出土壤的电阻率ρ=2πaR23。

3.2.2选择好电流极、电压极的位置

采用直线形或三角形的检测方法，为了减少地电场的干扰，应将电流极、电压极远离风机组接地体即接地网。

3.2.3塔筒接地的测量

使用接地电阻测试仪测量，在塔筒周围选择多点进行测试并比对。

在一些风场中，出于改善机组接地状况，常将多台机组接地装置通过电缆屏蔽层或水平扁钢进行相互之间的电气连接，这对于降低机组的工频接地电阻是有效果的，但对改善机组的冲击接地状况则没有显著作用，需要从有效长度的角度加以评估。

3.2.4控制柜接地的测量以及电涌保护器的接地

控制柜内的浪涌保护器一般为风机生产厂方配套的模块化设备，不可在线检测或随意插拔。这一类浪涌保护器在风电场的控制室一般会配有浪涌保护的实时监测系统，通过这一系统可以清楚的了解每一组浪涌保护器的工作情况和动作次数。

3.2.5测量变压器

测量变压器的接地和空开的接地。

3.2.6测量输电线接地

地埋则测铠装电缆的金属外壳接地；架空则测避雷线接地。

3.3等电位的检测

3.3.1接闪装置等电位的测量

用毫欧表或等电位仪测量电刷、滑环之间的电气连通情况；测量机舱尾部接闪杆与机舱底板的电气连通情况，过渡电阻不应大于0.03Ω。

3.3.2塔筒等电位的测量

塔筒本身是导体，其底部与机组接地装置相连，顶部与机舱相连，塔筒和塔筒之间的连接，应测量整个塔筒是否与接地装置和机舱形成良好电气连接。用毫欧表或等电位测试仪进行等电位测量，过渡电阻不应大于0.03Ω。

3.3.3机舱等电位的测量

机舱内等电位连接分两种情况，一种是在机舱内的各正常不带电设备金属外壳均应就近与机舱底板（总等电位）进行等电位连接，包括：轴承、齿轮箱、发电机、偏航系统等，一般设备在连接处用铜带或导线进行跨接，用毫欧表或等电位测试仪进行等电位测量，过渡电阻不应大于0.03Ω。另一种是部分设备与机舱底板做绝缘处理，即不进行等电位连接。在检测过程中视具体情况而定。

3.4过电压保护与电涌保护器的检测

由于风机内部的浪涌保护器大部分为不可在线插拔，一般用电涌漏流表测电涌保护器接地线的漏流情况以判断其老化、劣化情况，用等电位测试仪测量电涌保护器地线的等电位连接情况。

3.5升压站及总控机房的检测

（1）升压站部分的检测原则上只测试低压部分，其中包括接闪杆的接地，控制箱的接地，控制箱低压电涌保护器的接地、漏流情况。

（2）总控机房的检测项目，包括：机房的接地装置、机房的直击雷防护装置、机房的等电位及相应的接地，电源和信号的电涌保护接地及漏流。

（3）机房温、湿、磁场强度的测量。用专用的测量设备进行测量提高技术含量和检测项目，确定保护器的工作温度、湿度和气压等环境参数是否符合要求。

4结束语

检测工作在风场相关技术人员的陪同下，了解和初步掌握风塔和升压站的相关技术要求和机器设备性能及注意事项，查阅防雷工程技术资料和图纸，了解防雷装置的基本情况后进行检测。

参考文献：

[1]梁志勇.浅谈提高山区10kV线路的防雷保护措施[J].机电信息.2012（27）

[2]严圣标.浅析风电机组的防雷保护[J].科技风.2012（13）