隨著我國新能源事業發展，近年來風電行業進入快速發展階段。風電機組作為風力發電主要設備，是否能安全運行關系到整個風電市場持續健康發展。一直以來，風電機組防雷檢測都是一個受到風電設計、生產、安裝調試、運行等各壞節高度重視問題。

 

風電機組防雷檢測現狀

盡管電力行業有關于防雷設計相關國家標準或行業標準，但由于風電機組防雷檢測涉及技術問題很多，加之國內使用風電設備以進口或引進國外技術生產為主，各國采用標準不一，對風電機組防雷要求也各不同。造成目前我國風電防雷檢測相關標準缺乏針對性和可操作性，使得從事風電機組防雷檢測的技術人員莫衷一是，這也是風電行業防雷檢測亟需加強和解決的問題。

 

風電機組工作原理與構成
 

工作原理
 

風力發電就是將自然界中風能利用葉輪轉化成旋轉的機械能，然后經由低速主軸，利用齒輪箱將轉動速度提高至異步發電機轉速，再由高速聯軸器帶動發電機產生出電能，最后通過變流器勵磁把由發電機定子輸出電能并到電網中。風電機組由傳動、電氣控制、偏航及支承系統等組成。
 

基本構成
 

風力發電機組傳動系統由葉輪、主軸、主軸承、齒輪箱、聯軸器、發電機組成。葉片因位置相對較高易受直接雷擊;而雷電電弧可能引起主軸承、齒輪箱齒輪材料表面凹陷和融化，引起嚙合面之間磨損加劇;由主軸侵入雷電過電壓可能造成發電機定子繞組、主絕緣擊穿

偏航系統由偏航電機、偏航齒箱、回轉支承等組成。雷電對偏航系統危害主要是損壞偏航電機、接近開關的光傳感器、限位開關、偏航控制器等。

 

支承系統包括塔架（筒）、基礎環、鋼筋混凝土基礎，塔架（筒）既是傳遞雷電流引下線，又對內部設備與線路起到很好屏蔽作用，對整個電氣、控制系統防雷起到不可替代作用。基礎也是整個風力發電機組接地網。
 

電氣與控制系統是風電機組正常運行核心，由控制電路、主電路、傳感器和接口電路組成。電氣控制系統溫度傳感器、轉速傳感器、液壓傳感器等屬敏感元器件，易被雷電損壞。

 

風電機組防雷檢測主要內容
 

④用于引導雷電流入地防雷接地引下線;
 

⑤機艙與塔筒內滑環、電刷、發電機、齒輪箱、主軸承、金屬管道、金屬爬梯、構架等大尺寸金屬物等電位連接;
 

⑥控制系統各類傳感器。

 

 

                                                                         風電機組

風電機組防雷檢測主要方法
 

外部防雷裝置檢測
 

風電機組外部防雷裝置包括接閃器、引下線、接地裝置。一是應檢查機組外部防雷裝置外觀、材料、規格尺寸是否符合GB50057-2010等相關規范要求。以目測法定期檢查葉片、風向風速儀接閃器是否有銹蝕和被雷擊損壞燒灼痕跡等。二是檢查接閃裝置接地連接線連接是否穩固。三是應根據接閃器高度與距離計算機艙上風向風速儀是否處在LPZ0B區內。四是用等電位儀測試葉片接閃裝置與輪轂引下線連接點、機艙上接閃桿與引下線直流過渡電阻，要求過渡電阻≤0.2Q。五是檢查引下線敷設與連接，高度≤40m塔筒、塔桿，可只設一根引下線;>40 m時應設兩根引下線。可利用螺栓或焊接連接的一座金屬爬梯作為兩根引下線使用。分段連接金屬塔筒用作引下線時，每段塔筒連接螺栓應利用不少于處的25mm2紫銅編織帶跨接，底座環與下塔段連接為3根25mm2紫銅編織帶跨接。鋼筋混凝土結構塔筒應利用鋼筋混凝土內豎直鋼筋作為引下線。六是按照GB/T17949.1—2000規定的檢測方法用接地電阻測試儀測量接地裝置工頻接地電阻，測試選擇多點測量比對，其工頻接地電阻<4Q。
 

等電位檢測
 

一是檢查風電機組等電位連接材料規格是否符合GB/725427-2010要求。等電位直流過渡電阻值測試應采用空載電壓4V～24v，最小電流為0.2A測試儀器檢測，直流過渡電阻值≤0.2Q。二是檢測LPZOA區內金屬構件、所有穿過各后續防雷分區界面處導電物與防雷裝置直流過渡電阻。檢查滑環、電刷、發電機、齒輪箱、機械制動器和控制柜等金屬結構件與機艙底板等電位連接。三是檢查塔筒內所有金屬導體、控制柜、配電柜與塔底防雷裝置等電位連接。特別檢查機艙與塔筒內控制柜內部傳感器屏蔽層與柜內屏蔽接地排等電位連接。其中風速儀、風向標廠家出廠時一般都是從屏蔽層焊接出一根黃綠雙色線，接線時將風速儀風向標黃綠雙色線一起接至機艙柜端子排。
 

電涌保護器檢測
 

一是檢查風電機組安裝的電涌保護器是否經過國家認可的檢測實驗室檢測，符合GB 18802.1-2011GB/T 18802.21等相關規范要求。二是檢查配電柜、控制柜內SPD表面是否平整、光潔，如有劃傷、裂痕和燒灼痕或變形則應立即更換。三是檢查SPD狀態指示是否正常，如不正常應立即更換。檢查各級SPD電壓保護水平、標稱放電電壓、接地線長度是否符合相關規范要求。四是按GB/T 21431-2015規定用壓敏電阻測試儀檢測SPD泄漏電流lie (一般應≤20uA）、壓敏電壓U1mA(一般為交流電壓有效值2.2倍）、絕緣電阻。五是檢查電源線路SPD兩端連線截面積、接地線長度是否符合GB 50057—2010不宜超過0.5米規定。六是檢查多級SPD間距和SPD兩端引線長度是否符合規范要求。七是檢查連接于電信和信號網絡的SPD 其電壓保護水平up和通過的電流Ip是否低于被保護信息技術設備(ITE)耐受水平，導線連接過渡電阻應≤0.03Q。
 

運行監控系統對傳感器檢查
 

風電機組各類傳感器類型、數量較多，對風機安全運行至關重要。又因傳感器耐壓水平低，易受雷擊電磁脈沖輻射破壞。傳感器包括溫度傳感器、振動傳感器、轉速傳感器、壓力傳感器等，風電場監控系統會適時監測各類設備運行狀態，因此可通過監控系統準確快速找到故障傳感器。因此檢測傳感器故障時要充分利用運行監控系統運行監控數據，根據報警信息定位故障位置，針對性檢查故障傳感器屏蔽層接地、工作電壓、傳感器是否正常。如剎車程序故障檢查發電機轉速傳感器工作狀態、安裝位置及屏蔽線接地是否正常;震動傳感器故障檢查風機葉片是否遭雷擊受損，或震動傳感器信號線是否可靠連接，24VDC供電是否正常，屏蔽層是否接地。
 

防雷安全對整個風電場運行至關重要，只有提高風電機組防雷檢測針對性，加強對機組易受雷擊關鍵部位、敏感元器件檢查測試，才能及時發現問題，排除隱患，確保機組安全、高效運行。以上就是對風電機組防雷檢測方法的介紹，希望對大家有所幫助。