1. Uszkodzenie pioruna generatora turbiny wiatrowej;

2. Forma uszkodzenia pioruna;

3. Wewnętrzne środki ochrony odgromowej;

4. Połączenie ekwipotencjalne odgromowe;

5. Środki ekranujące;

6. Ochrona przeciwprzepięciowa.

Wraz ze wzrostem mocy turbin wiatrowych i skali farm wiatrowych, coraz ważniejsze staje się bezpieczne funkcjonowanie farm wiatrowych.

Wśród wielu czynników wpływających na bezpieczną pracę farm wiatrowych, ważnym aspektem jest uderzenie pioruna.Na podstawie wyników badań piorunów

ochrony turbin wiatrowych, w artykule opisano proces wyładowań atmosferycznych, mechanizm uszkodzeń oraz środki ochrony odgromowej turbin wiatrowych.

W związku z szybkim rozwojem współczesnej nauki i technologii, moc jednostkowa turbin wiatrowych jest coraz większa.W celu

pochłaniają więcej energii, wzrasta wysokość piasty i średnica wirnika.Decyduje o tym wysokość i pozycja montażowa turbiny wiatrowej

jest to preferowany kanał uderzeń piorunów.Ponadto wewnątrz znajduje się duża liczba wrażliwego sprzętu elektrycznego i elektronicznego

turbina wiatrowa.Szkody spowodowane uderzeniem pioruna będą bardzo duże.Dlatego należy zainstalować kompletny system ochrony odgromowej

dla wyposażenia elektrycznego i elektronicznego wentylatora.

1. Uszkodzenia piorunowe turbin wiatrowych

Zagrożenie piorunem generatora turbiny wiatrowej zwykle zlokalizowane jest na otwartej przestrzeni i bardzo duże, dlatego na zagrożenie narażona jest cała turbina wiatrowa

bezpośredniego uderzenia pioruna, a prawdopodobieństwo bezpośredniego trafienia piorunem jest proporcjonalne do kwadratu wysokości obiektu.Ostrze

wysokość megawatowej turbiny wiatrowej sięga ponad 150 m, dlatego część łopat turbiny wiatrowej jest szczególnie narażona na wyładowania atmosferyczne.Duża

Wewnątrz wentylatora zintegrowanych jest wiele urządzeń elektrycznych i elektronicznych.Można powiedzieć, że niemal każdy rodzaj podzespołów elektronicznych i elektrycznych

sprzęt, którego zwykle używamy, można znaleźć w zestawie generatora turbiny wiatrowej, taki jak szafa rozdzielcza, silnik, urządzenie napędowe, przetwornica częstotliwości, czujnik,

siłownik i odpowiedni system magistrali.Urządzenia te są skupione na niewielkim obszarze.Nie ma wątpliwości, że skoki napięcia mogą powodować znaczne

uszkodzenia turbin wiatrowych.

Poniższe dane dotyczące turbin wiatrowych są dostarczane przez kilka krajów europejskich, w tym dane dotyczące ponad 4000 turbin wiatrowych.Tabela 1 stanowi podsumowanie

tych wypadków w Niemczech, Danii i Szwecji.Liczba uszkodzeń turbin wiatrowych spowodowanych uderzeniami piorunów wynosi od 3,9 do 8 razy na 100 jednostek

rok.Według danych statystycznych, co roku na 100 turbin wiatrowych w Europie Północnej przez piorun ulega uszkodzeniu 4-8 turbin wiatrowych.Warto

zauważając, że chociaż uszkodzone elementy są różne, uszkodzenia spowodowane piorunem elementów układu sterowania stanowią 40-50%.

2. Forma obrażeń od pioruna

Zwykle wyróżnia się cztery przypadki uszkodzenia sprzętu spowodowanego uderzeniem pioruna.Po pierwsze, sprzęt zostaje bezpośrednio uszkodzony przez uderzenie pioruna;Drugie jest

że impuls piorunowy przedostanie się do urządzenia wzdłuż linii sygnałowej, energetycznej lub innych metalowych rurociągów połączonych ze sprzętem, powodując

uszkodzenie sprzętu;Trzecim jest to, że korpus uziemiający urządzenia zostaje uszkodzony w wyniku „kontrataku” spowodowanego potencjałem uziemienia

przez chwilowy wysoki potencjał generowany podczas uderzenia pioruna;Po czwarte, sprzęt jest uszkodzony z powodu niewłaściwej metody instalacji

lub pozycji instalacji i jest pod wpływem pola elektrycznego i magnetycznego rozprowadzanego przez piorun w przestrzeni.

3. Wewnętrzne środki ochrony odgromowej

Koncepcja strefy odgromowej stanowi podstawę do planowania kompleksowej ochrony odgromowej elektrowni wiatrowych.Jest to metoda projektowania konstrukcji

przestrzeń, aby stworzyć w konstrukcji stabilne środowisko kompatybilności elektromagnetycznej.Zdolność zakłóceń elektromagnetycznych różnych urządzeń elektrycznych

wyposażenie znajdujące się w konstrukcji określa wymagania dla tego kosmicznego środowiska elektromagnetycznego.

Jako środek ochronny koncepcja strefy odgromowej obejmuje oczywiście zakłócenia elektromagnetyczne (zakłócenia przewodzące i

zakłócenia radiacyjne) należy ograniczyć do dopuszczalnego zakresu na granicy strefy ochrony odgromowej.Dlatego różne części

chronionej konstrukcji są podzielone na różne strefy ochrony odgromowej.Specyficzny podział strefy ochrony odgromowej związany jest z

Należy również wziąć pod uwagę konstrukcję turbiny wiatrowej oraz formę konstrukcyjną budynku i materiały.Poprzez ustawienie urządzeń ekranujących i instalację

przeciwprzepięciowe, wpływ wyładowań atmosferycznych w strefie 0A strefy ochrony odgromowej jest znacznie zmniejszony po wejściu do strefy 1, a zakłócenia elektryczne i

sprzęt elektroniczny w turbinie wiatrowej może pracować normalnie, bez zakłóceń.

Na wewnętrzną instalację odgromową składają się wszystkie urządzenia ograniczające oddziaływanie elektromagnetyczne piorunów na danym terenie.Obejmuje głównie błyskawice

zabezpieczenie połączenia ekwipotencjalnego, środki ekranowania i ochrona przed przepięciami.

4. Połączenie ekwipotencjalne odgromowe

Przyłącze ekwipotencjalne instalacji odgromowej jest ważną częścią wewnętrznej instalacji odgromowej.Połączenie wyrównawcze może skutecznie

tłumić różnicę potencjałów spowodowaną wyładowaniami atmosferycznymi.W systemie wyrównywania potencjałów ochrony odgromowej wszystkie części przewodzące są ze sobą połączone

aby zmniejszyć różnicę potencjałów.Przy projektowaniu połączeń wyrównawczych należy uwzględnić minimalny przekrój poprzeczny połączenia

do standardu.Kompletna sieć połączeń ekwipotencjalnych obejmuje także ekwipotencjalne połączenia rurociągów metalowych oraz linii elektroenergetycznych i sygnałowych,

który należy podłączyć do głównej szyny uziemiającej poprzez zabezpieczenie odgromowe.

5. Środki ekranujące

Urządzenie ekranujące może zmniejszyć zakłócenia elektromagnetyczne.Ze względu na specyfikę konstrukcji turbiny wiatrowej, możliwe jest zastosowanie środków ekranujących

brane pod uwagę na etapie projektowania, urządzenie ekranujące można zrealizować mniejszym kosztem.Maszynownię należy wykonać w zamkniętej metalowej obudowie oraz

odpowiednie komponenty elektryczne i elektroniczne należy zainstalować w szafie rozdzielczej.Korpus szafy rozdzielczej i sterującej

szafka powinna mieć dobry efekt ekranowania.Kable pomiędzy różnymi urządzeniami w podstawie wieży i maszynowni powinny być wyposażone w metal zewnętrzny

warstwa ekranująca.W celu tłumienia zakłóceń warstwa ekranująca jest skuteczna tylko wtedy, gdy oba końce ekranu kabla są podłączone do

pas wyrównawczy.

6. Ochrona przeciwprzepięciowa

Oprócz stosowania środków ekranujących w celu tłumienia źródeł zakłóceń promieniowania, wymagane są również odpowiednie środki ochronne

zakłócenia przewodzące na granicy strefy ochrony odgromowej, aby sprzęt elektryczny i elektroniczny mógł działać niezawodnie.Błyskawica

na granicy strefy ochrony odgromowej 0A → 1 należy zastosować ogranicznik, który może przewodzić dużą ilość prądu piorunowego bez szkody dla

wyposażenie.Ten typ ochronnika odgromowego nazywany jest także ochronnikiem odgromowym (ochrona odgromowa klasy I).Mogą ograniczyć haj

różnicę potencjałów spowodowaną wyładowaniami atmosferycznymi pomiędzy uziemionymi metalowymi obiektami a liniami energetycznymi i sygnałowymi i ograniczyć ją do bezpiecznego zakresu.Najbardziej

Ważną cechą ochronnika odgromowego jest: zgodnie z testem kształtu fali impulsowej 10/350 μS, wytrzymuje prąd piorunowy.Dla

turbin wiatrowych, ochrona odgromowa na granicy linii elektroenergetycznej 0A → 1 została zrealizowana po stronie zasilania 400/690V.

W obszarze ochrony odgromowej i w następnym obszarze ochrony odgromowej występuje wyłącznie prąd impulsowy o małej energii.Ten rodzaj prądu impulsowego

jest generowane przez zewnętrzne indukowane przepięcie lub udar generowany przez system.Sprzęt ochronny dla tego rodzaju prądu impulsowego

nazywa się zabezpieczeniem przeciwprzepięciowym (ochrona odgromowa klasy II).Użyj przebiegu prądu impulsowego 8/20 μS.Z punktu widzenia koordynacji energii, wzrost

ochronnik należy zainstalować za zabezpieczeniem odgromowym.

Biorąc pod uwagę przepływ prądu np. dla linii telefonicznej, prąd piorunowy w przewodniku należy oszacować na 5%.Dla klasy III/IV

instalacja odgromowa, wynosi 5kA (10/350 μs).

7. Wnioski

Energia błyskawicy jest bardzo ogromna, a tryb uderzenia pioruna jest złożony.Rozsądne i odpowiednie środki ochrony odgromowej mogą jedynie zmniejszyć

strata.Tylko przełom i zastosowanie większej liczby nowych technologii może w pełni chronić i wykorzystywać pioruny.Schemat ochrony odgromowej

analiza i dyskusja na temat systemu energetyki wiatrowej powinna głównie uwzględniać projekt systemu uziemienia elektrowni wiatrowej.Ponieważ energia wiatrowa w Chinach jest

zaangażowanych w różne formy geologiczne, system uziemienia energii wiatrowej w różnych warunkach geologicznych można zaprojektować poprzez klasyfikację i różne

można zastosować metody spełniające wymagania dotyczące rezystancji uziemienia.