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[銅包鋼絞線]風(fēng)力發(fā)電機(jī)防雷系統(tǒng)的分析與建議
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  本文檔基于風(fēng)力渦輪機(jī)(以下簡(jiǎn)稱風(fēng)力渦輪機(jī))的防雷原理和放電的引入,分析了已安裝的防雷系統(tǒng)造成問(wèn)題的原因并解釋了具體的改進(jìn)方案。方案的優(yōu)缺點(diǎn)和可行性。面的五個(gè)數(shù)據(jù)組表明,葉片的損壞率相對(duì)較高,主要是因?yàn)槿~片位于風(fēng)扇的頂部,最容易受到直接雷擊,并且葉片動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn),增加了雷擊的危險(xiǎn)。片的防雷保護(hù)尤其重要,因?yàn)槿~片的尺寸和重量相對(duì)較大,并且維護(hù)和更換需求涉及起吊和運(yùn)輸。了實(shí)現(xiàn)有效的雷擊防護(hù),必須預(yù)先提供雷擊的頻率和雷擊的位置,以使雷擊防護(hù)更有針對(duì)性。于估計(jì)高層建筑物中的雷擊頻率的方法通常用于估計(jì)風(fēng)力渦輪機(jī)的頻率。于帶有防雷尖端的風(fēng)力渦輪機(jī),其高度必須是計(jì)算Ac時(shí)尖端的最大位置與地面之間的距離。不保護(hù)尖端的情況下,有效高度在該值與機(jī)艙與地面之間的距離之間。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)防雷系統(tǒng)的分析與建議_no.88

  上計(jì)算方法僅限于60 m以下的風(fēng)力渦輪機(jī)。于大于60 m的風(fēng)力渦輪機(jī),由公式(1)計(jì)算的結(jié)果較低。以將“滾珠軸承法”的簡(jiǎn)化方法應(yīng)用于估算地面排放物上暴風(fēng)云可能的閃電點(diǎn)的位置。管雷電放電具有較高的分散性,但“滾球法”獲得的結(jié)果可能與實(shí)際情況有所誤差,但該方法通常應(yīng)用于設(shè)置為地球。IEC標(biāo)準(zhǔn)給出了對(duì)應(yīng)于特定防護(hù)等級(jí)的棉包半徑的大小。這種方法應(yīng)用于風(fēng)力渦輪機(jī),我們可以推斷出大多數(shù)葉片,輪轂,機(jī)艙的機(jī)尾和某些轉(zhuǎn)彎都可能成為閃電。電釋放大量能量,導(dǎo)致葉片結(jié)構(gòu)的溫度急劇升高,高溫下分解氣體膨脹,壓力升高,導(dǎo)致爆裂。
  究表明,無(wú)論葉片是用木頭還是玻璃纖維制成,還是葉片具有導(dǎo)電體,由雷擊引起的損壞程度取決于葉片的形狀。片的完全隔離不會(huì)降低雷擊的風(fēng)險(xiǎn),也不會(huì)增加損壞的程度。大多數(shù)情況下,受雷電影響的區(qū)域位于葉片尖端的背面(或吸力側(cè))。雷刀片的設(shè)計(jì)在刀片的末端配備了一個(gè)雷電接收器,以捕獲雷電,然后將雷電導(dǎo)線通過(guò)放置的導(dǎo)線連接到地面在刀片的腔中并連接到刀片的腳以保留雷電并保護(hù)刀片。暴風(fēng)云在地面上放電時(shí),雷電可以輕易接觸葉片的尖端,但是也可能擊中葉片側(cè),葉片的絕緣部分甚至內(nèi)部導(dǎo)體。球向暴風(fēng)云的排放是從頂部形成的,在葉片的尖端和其他外部凸點(diǎn)(例如機(jī)艙的避雷針,葉柵的前端)非常強(qiáng)烈地表達(dá)出機(jī)艙和樞紐。果葉片具有防雷尖端的保護(hù),則雷電的上升發(fā)展也將集中在尖端。電接收器位于刀片背面的頂部,盡管它最容易受到閃電的傷害,但是閃電始終可以選擇不撞擊閃電接收器。這種情況下,撞擊刀片后,它將局部加熱,這會(huì)損壞刀片的中部或根部。據(jù)我自己的想法,我想設(shè)計(jì)以下兩種類型的雷電接收器并分析其可行性。性雷電接收器添加到刀片的后表面,輔助雷電接收器與刀片集成在一起,該表面暴露在刀片上,導(dǎo)線連接到刀片根部。圖4所示,安裝了葉片的內(nèi)部,以通過(guò)連接到葉片根部并要連接到葉片根部的導(dǎo)線將雷電引導(dǎo)到地面,并具有多個(gè)接收器閃電線性地放置在葉片的后部,并且雷電接收器依次連接到葉片腔。接。圖5所示。大的抗雷能力。電接收器具有線性形狀,并且雷電接收器具有大的面積并且能夠接收雷電。雷范圍很大。性接收器延續(xù)到葉片的根部,從而防止了從尖端到根部的雷擊。電接收器與葉片成一體,并且由于材料差異,銅包鋼絞線難以將葉片和雷電接收器完美地結(jié)合,這給葉片帶來(lái)了疊加現(xiàn)象并影響了葉片的堅(jiān)固性。片。電接收器線性集成在刀片中,如果發(fā)生雷電接收,雷電接收器上的溫度會(huì)進(jìn)一步升高,當(dāng)溫度傳遞到周圍的刀片時(shí),兩個(gè)刀片線性雷電接收器側(cè)會(huì)發(fā)熱。種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致刮板的膨脹和收縮并保持線性。次閃動(dòng)后,刮板會(huì)變形,這會(huì)增加刮板旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的阻力并影響設(shè)備的生產(chǎn)能力。換雷電接收器時(shí),由于雷電接收器已嵌入刀片中,因此無(wú)法用螺釘固定,而必須牢固地連接至刀片。此,在更換閃光燈時(shí)必須跟隨刀片。變基于以上比較設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),可以看出盡管該設(shè)計(jì)可以很好地排雷,但是這不利于葉片的堅(jiān)固性。扇的使用壽命通常應(yīng)達(dá)到20年,并且不能保證這種使用壽命的設(shè)計(jì)。果需要更換閃光燈,則必須同時(shí)更換葉片,這會(huì)造成很多費(fèi)用。設(shè)計(jì)不可用。大的防雷能力。葉片的尖端到葉片的根部成一直線布置有多個(gè)雷電接收器,這增加了雷電保護(hù)的面積并改善了雷電的雷電放電,從而使葉片更堅(jiān)固更安全。裝和更換很簡(jiǎn)單。電接收器嵌入在尖端形狀的刀片中,并在刀片密封處帶有螺紋。片的內(nèi)部定義為螺母。以將雷電接收器直接擰入刀片,以在刀片的內(nèi)腔處與電線連接。要更換雷電接收器時(shí),無(wú)需卸下葉片。使用損壞的雷電接收器擰松并擰緊新的雷電接收器。護(hù)簡(jiǎn)單,成本低。影響刀片難度的能力。電接收器占地很小,并且刀片與刀片接觸以使刀片的縫隙變圓。管在接收到閃電后有一些熱量,但周圍的刀片以圓形方式加熱,但是圓形膨脹受到限制,因此葉片不會(huì)變大。果不會(huì)變形或折斷,并且將確保刀片不受內(nèi)置的雷電接收器的影響。電接收器從葉片的表面伸出一小塊區(qū)域,并且具有小的圓柱形狀,這具有低的葉片電阻并且不影響單元的發(fā)電能力。點(diǎn):雖然與當(dāng)前使用的閃光燈相比,雷電接收功能非常強(qiáng)大,但是與第一款線性雷電接收器相比,雷電接收器是一個(gè)小圓柱體,僅部分暴露在外。葉片外部,仍然相對(duì)缺乏接收閃電的能力。進(jìn)的保護(hù)刀片免受雷擊的方法是幾種雷電接收器的設(shè)計(jì)思想,并且雷電接收器和刀片的組合方法靈活,安裝和更換非常簡(jiǎn)單實(shí)用,并與原始風(fēng)扇的獨(dú)特雷電接收器進(jìn)行了比較。個(gè)雷電接收器大大增強(qiáng)了雷電和雷電的抵抗力,并可以防止從葉片尖端到葉片根部的雷擊,而不會(huì)影響葉片和葉片的強(qiáng)度。上所述,雖然仍然存在缺陷,但仍可作為單位發(fā)電,這種防雷設(shè)計(jì)方法值得我們仔細(xì)研究,我認(rèn)為它將被未來(lái)的風(fēng)機(jī)廣泛使用。防雷系統(tǒng)中,葉片的雷電保護(hù)是最重要的,葉片是風(fēng)扇的最高輸出,處于動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)狀態(tài),最容易受到打擊。接雷電。以上提出的建議中,第一組更改在防雷性能方面更強(qiáng)大,但存在許多致命問(wèn)題。一方面,第二種解決方案還提供了很好的防雷性能,并且在替換生產(chǎn)和維護(hù)方面非常實(shí)用:如果仔細(xì)研究和測(cè)試,很可能可以在真正的防雷系統(tǒng)中使用。力渦輪機(jī)的一般外部雷電路徑如下:雷電接收器,葉片內(nèi)部腔,導(dǎo)絲,葉片根部,機(jī)艙主機(jī)架,特殊的下坡導(dǎo)體(塔),接地引入地面。是,在丹麥和德國(guó)的雷電損壞地區(qū),雷電損壞在15%到20%之間,并且超過(guò)80%的其他設(shè)備連接到引下線,這會(huì)被電涌損壞在將閃電引入地面的過(guò)程中產(chǎn)生的。就是說(shuō),雷電產(chǎn)生的電涌必須成為所有關(guān)注的對(duì)象。常,雷擊葉片時(shí)產(chǎn)生的大部分雷電流將由主軸承以低速引入塔中。比沿主軸流到風(fēng)力發(fā)電機(jī)的雷電流要好得多。承傳輸?shù)膹?qiáng)雷電流通常會(huì)在軸承接觸表面上引起燃燒點(diǎn)。是,由于軸承尺寸較大,雷電流密度較低,因此雷擊損壞不會(huì)影響風(fēng)力渦輪機(jī)的即時(shí)運(yùn)行,但可能導(dǎo)致噪音,振動(dòng)和機(jī)械摩擦增加。減少了軸承的使用壽命。些軸承帶有絕緣墊,雷電流通過(guò)滑環(huán)引入塔架。種類型的測(cè)量可以減少軸承損壞,但是要消除潛在的軸承問(wèn)題非常困難,這主要是因?yàn)榕c軸承平行的滑環(huán)只能承載一小部分雷電流,并且大多數(shù)雷電流繼續(xù)流動(dòng)。須完成軸承。航軸承應(yīng)采取類似措施。寬軸承接觸面后,銅包鋼絞線會(huì)發(fā)現(xiàn)大量不相等的接觸面。旦注入潤(rùn)滑劑,就在軸承表面上形成油膜以覆蓋接觸表面,并且在中間空間中填充潤(rùn)滑油以形成絕緣層。大電流通過(guò)時(shí),表面上會(huì)形成直接接觸的路徑。于接觸面積小且電流高,因此燃燒現(xiàn)象類似于微光。使在油薄膜中發(fā)生電流中斷,軸承的接觸面也會(huì)損壞。外,由于燃燒現(xiàn)象,潤(rùn)滑油劣化并且潤(rùn)滑效果降低。常,偏航軸承的外圍必須為雷電流提供良好的導(dǎo)電路徑。過(guò)觀察,我發(fā)現(xiàn)沒(méi)有特殊的導(dǎo)電措施,偏航軸承就沒(méi)有連接到塔架上。果偏航軸承由于設(shè)計(jì)原因無(wú)法導(dǎo)電,則必須建立雷電流路徑。加一條特殊的下坡導(dǎo)線將纜車和塔架連接起來(lái),以防雷擊時(shí),當(dāng)電流流過(guò)機(jī)艙時(shí),電流不能越過(guò)偏航軸承,而電流則直接流過(guò)專用的下坡導(dǎo)線。電流路由到塔。架和吊籃成為真正的等電位,因此可以防止雷擊損壞偏航軸承和偏航軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)。下線可以與發(fā)電機(jī)電源線使用相同的1X185mm2電纜,并使用三根電纜。端與機(jī)艙中偏航軸承上方的傾斜盤的底部成角度連接,并通過(guò)電源線的通孔向下延伸。三個(gè)引下線連接到吊船的最高平臺(tái)時(shí),三個(gè)引下線可以連接到120度塔壁。果發(fā)生雷擊,可以防止大電流從偏航軸承流向塔架,并且大電流由下坡導(dǎo)體直接傳輸?shù)剿?,然后通過(guò)接地網(wǎng)。免由于偏航軸承中大電流的通過(guò)而在軸承接觸表面上引起灼傷,并避免燃燒偏航系統(tǒng)中的潤(rùn)滑層。益于特殊的下坡驅(qū)動(dòng)器,平臺(tái)和塔樓形成了一個(gè)真正的等勢(shì)體,這使錨固平臺(tái)和輪轂成為可能,從而避免了由許多情況造成的電流影響,并使設(shè)備更加穩(wěn)定。纜線懸掛在電纜端口中,會(huì)增加電纜的總厚度,從而影響由偏航運(yùn)動(dòng)引起的電纜扭曲。偏航軸承添加專用的下坡導(dǎo)體是必須采取的防雷措施,以改善風(fēng)力渦輪機(jī)的防雷系統(tǒng)。葉片或吊艙受到直接的雷擊時(shí),良好的放電通道對(duì)于避免損壞駕駛室的電氣系統(tǒng)很重要,因?yàn)樗鼰o(wú)法將電流緩慢釋放到地面并避免形成強(qiáng)電流通過(guò)不良通道。動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生燃燒。此,該問(wèn)題的平穩(wěn)解決將進(jìn)一步改善防雷接地系統(tǒng),并使設(shè)備的運(yùn)行更加穩(wěn)定。
  閃電擊中地面時(shí),它趨向于找到最小的阻抗來(lái)釋放雷電負(fù)載。電線對(duì)象與大地良好接觸時(shí)(例如,具有良好接地的金屬部件的光纜),這意味著接地區(qū)域中的低局部電阻率接地區(qū)域土壤的高電阻率,可以及時(shí)將雷云電荷傳遞到地面。行照明活動(dòng):如果金屬物質(zhì)在地面上絕緣,例如在地面上電浮動(dòng)的光纜,絕緣電線將無(wú)法與大地形成路徑,從而運(yùn)輸負(fù)載被暴風(fēng)云無(wú)法運(yùn)送到地面。不會(huì)影響雷電的活動(dòng),因此與地面良好接觸的電纜對(duì)雷電具有很強(qiáng)的感應(yīng)作用。纜中金屬組件的金屬絕緣水平較低的光纜對(duì)雷電敏感。壤的電阻率通常較高,并且容易形成土壤電阻率低的地方,并且當(dāng)土壤的電阻率突然突變時(shí),閃電的脆弱性就會(huì)突然增強(qiáng)。電纜線附近有許多樹木和電線桿的地方,電纜容易受到雷擊。造光纜后,回填不再牢固,出現(xiàn)深溝槽,降低了土壤阻力,并且光纜易受雷擊。于沒(méi)有金屬芯的光纜。纜連接器的兩端與光纜的一端,金屬護(hù)套和金屬增強(qiáng)芯均應(yīng)彼此電絕緣,并且不接地且與大地隔離,這可能避免在光纜中感應(yīng)的雷電流的累積,并防止雷電排擾線和光纜金屬組件對(duì)大地的電阻差異導(dǎo)致引入電流接地裝置從閃電到地面的光纜。種接地電位懸架方法最適合于沒(méi)有金屬芯的電纜。屬護(hù)套和金屬增強(qiáng)芯彼此電連接并接地,以防止感應(yīng)雷電流在長(zhǎng)距離內(nèi)積聚在光纜中。應(yīng)的雷電流可以快速引入地面,但是經(jīng)常使用接地裝置。下防雷線埋在與光纜相同的溝槽上方,主要用于防雷。以通過(guò)防雷線路中的電流來(lái)評(píng)估防雷效果。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)防雷系統(tǒng)的分析與建議_no.113

  流越大,防雷效果越好。入式光纜線路的防雷線路最好是有色金屬線,其線阻抗低,耐腐蝕,使用壽命長(zhǎng),對(duì)電的防護(hù)效果好。電。體方法是在電纜上方30厘米處平行放置兩條相距40厘米的防雷線。將兩端延伸到地面電導(dǎo)率低且鋪設(shè)長(zhǎng)度必須大于2000 m的地方。下避雷線可以由7 / 2.2鍍鋅鋼線或6 mm鍍鋅鋼線組成。用:具有金屬增強(qiáng)芯和埋入連接法的纖維。要是為了防止由于金屬芯而將雷電引入風(fēng)扇。
  此,優(yōu)選光纖的兩端都接地。纜的鋪設(shè)應(yīng)在管道中逐步進(jìn)行,應(yīng)使用低摩擦塑料管進(jìn)行鋪設(shè)。電纜放置在塑料管中時(shí),塑料管可為電纜提供額外的保護(hù)層,這將大大增加電纜的耐壓性,有利于防止雷擊,機(jī)械損壞,老鼠和月食。用:適用于所有類型的光纖,可以大大提高光纖的使用壽命,但其成本也會(huì)提高,可以作為一個(gè)整體來(lái)考慮。信的防雷是防雷系統(tǒng)的一個(gè)非常重要的方面:首先,在選擇光纖時(shí),最好選擇沒(méi)有鍍金組件的光纖,以保證防雷性能。電。次,如果選擇帶有金屬組件的埋入式電纜,并且兩端都接地,請(qǐng)確保地雷不會(huì)侵蝕風(fēng)扇。常,兩端都不要接地,以防止大地反擊。入式光纜是具有金屬增強(qiáng)芯的光纜。時(shí),兩端必須接地。采用排雷法或管道法進(jìn)行保護(hù)。
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