風電機組防雷與接地

前言

　　雷電是一種強烈的大氣長距離放電現(xiàn)象，它能夠直接或間接地對地面諸多設施造成災害。作為地面上高聳突出的物體，風電機組長期暴露在大氣環(huán)境中，且多位于曠野地帶，很容易遭受雷擊。在發(fā)生雷擊時，由雷電放電所釋放出的巨大能量會對風電機組的槳葉、傳動裝置、發(fā)變電設備和控制系統(tǒng)造成嚴重破壞，導致機組停運事故，引起經濟損失?！　‰S著風電機組單機容量的增大和機身高度的增加，以及大量先進的微電子電路配備于機組內，大容量機組雷電災害的嚴重性正日趨顯著，并已受到頗為廣泛的關注。為了維護風電機組的安全正常運行，提高電能供應的可靠性，就需要對機組采取防雷措施。原則上講，風電機組的防雷措施主要落實在直接雷擊保護、雷電電涌防護、雷電電磁脈沖防護和接地等方面，且各個方面是相互密切聯(lián)系的，屬于一個系統(tǒng)性的整體。但迄今為止，國內外在風電機組防雷措施的實施上，尚未形成規(guī)范化的實施模式，國際電工委員會（IEC）雖于2002年頒布了風電機組的防雷推薦標準（IEC TR 61400－4），但該標準僅制定了一套設計導則，沒有規(guī)定量化的設計條款和具體的實施細則?，F(xiàn)行的風電機組防雷設計，基本上是參照其他行業(yè)（如建筑、電力和電子通信）的做法來進行的，且不同國家的機組對其防雷措施的設置方式尚不能統(tǒng)一，彼此之間常存在著較大的差異。　　近年來，大容量風電機組的投產運行對防雷設計提出了新的要求，使得對現(xiàn)行防雷措施與保護方式的進一步完善與更新凸顯出重要性和迫切性。誠然，由于雷電放電具有明顯的隨機性，雷擊對風電機組產生的災害是難以完全避免的，但可以在采取合理有效防雷措施的基礎上，將機組的雷電災害損失降低到最小程度，這就是機組防雷設計的目標?；谶@一目標考慮，就需要有一本專門介紹風電機組防雷與接地的書籍，以便供風電行業(yè)中從事研發(fā)、設計、制造和運行人員參考，本書的寫作正是為滿足這種實際需求而作出的嘗試。　　在材料的選取上，本書立足于我國風電機組防雷保護的實際情況，并積極吸收國外出現(xiàn)的新技術成果，特別是一些大容量機組的雷電防護經驗，反映IEC風電機組防雷推薦標準的精神。

內容概要

本書參照國際電工委員會推薦標準《風電發(fā)電系統(tǒng)一第24部分：防雷保護》（IEC TR 61400—24），注重反映近年來國內外出現(xiàn)的防護技術、設計方法和相關科研成果。在內容體系的安排上，本書立足于工程實用性，同時兼顧一定的理論深度，體現(xiàn)出內容的完整性和知識覆蓋面，力圖在工程技術與基本方法的結合上系統(tǒng)地討論風電機組的防雷與接地問題。    本書共分為六章，內容涉及雷電放電的基本原理、雷擊破壞機制、風電機組直接雷擊防護、機組雷電電涌防護、接地計算與設計分析和接地指標測試等。    本書可供從事風電設計、安裝、技術開發(fā)、運行管理等工作的技術人員閱讀，也可作為高等院校電氣工程類相關專業(yè)學生的選修教材和教學參考書。

書籍目錄

前言第一章　雷電放電與雷電參數(shù)　第一節(jié)　雷電放電過程　第二節(jié)　雷擊距、雷暴日和地面落雷密度　第三節(jié)　雷電流　第四節(jié)　雷電放電的簡化計算模型第二章　雷電的危害作用　第一節(jié)　雷擊效應　第二節(jié)　雷電流的機械效應　第三節(jié)　雷電的靜電感應與電磁感應　第四節(jié)　暫態(tài)電位抬高第三章　風電機的直接雷擊及其防護　第一節(jié)　風電機組的雷擊特性　第二節(jié)　雷擊對槳葉的損壞　第三節(jié)　雷電流對軸承的損壞　第四節(jié)　機組直接雷擊防護第四章　風電機組雷電電涌過電壓防護　第一節(jié)　雷電電涌過電壓的危害和機組防雷區(qū)劃分　第二節(jié)　雷電電涌過電壓防護　第三節(jié)　避雷器與電涌保護器件　第四節(jié)　電氣系統(tǒng)的雷電過電壓防護第五節(jié)　信號線路的雷電過電壓防護  第六節(jié)　改善電涌保護器的性能  第七節(jié)　屏蔽和等電位連接第五章　風電機組的接地  第一節(jié)　接地裝置與接地電阻  第二節(jié)　工頻接地電阻  第三節(jié)　沖擊接地電阻  第四節(jié)　土壤電阻率  第五節(jié)　降低接地電阻的措施  第六節(jié)　接地形式第六章　接地測量  第一節(jié)　接地電阻測量  第二節(jié)　接地電阻測量儀器  第三節(jié)　土壤電阻率的測量  第四節(jié)　接觸電壓和跨步電壓的測量參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第一章　雷電放電與雷電參數(shù)　　雷電放電作為一種強大自然力的爆發(fā)，會給地面諸多設施帶來災害，為了抑制雷電的破壞作用和減輕雷電的災害性，需要研究雷電的放電過程，掌握雷電參數(shù)。由于雷電放電受氣象、地理和地質等自然條件的影響，具有很大的隨機性，因而表征雷電放電特征的參數(shù)也有明顯的統(tǒng)計性質。我國經過長期的雷電觀察，現(xiàn)已在統(tǒng)計處理大量觀察結果的基礎上得出了一批實用的雷電參數(shù)數(shù)據(jù)和經驗公式，這些數(shù)據(jù)和經驗公式是進行地面設施防雷保護的基本依據(jù)，本章將分別加以討論。　　第一節(jié)　雷電放電過程　　一、雷云帶電　　雷電放電是由帶電荷的云，即雷云引起的。關于雷云帶電的機制目前假說較多，但尚未取得一致性的認識。根據(jù)現(xiàn)已被較多接受的假說，雷云放電是在某些適當?shù)牡乩砗蜌庀髼l件下，強烈的潮濕熱氣流不斷上升進入稀薄大氣層后冷凝的結果。在雷雨季節(jié)，太陽的日照使地面的水分部分轉化為蒸汽，同時日照輻射也會將地面曬熱，而曬熱的地面又會進一步加熱地面附近的暖濕空氣，空氣受熱后發(fā)生膨脹，其密度和壓強減小導致熱空氣上升，形成上升熱氣流。

編輯推薦

　　《風電機組防雷與接地》立足于我國風電機組防雷保護的實際情況，并積極吸收國外出現(xiàn)的新技術成果，特別是一些大容量機組的雷電防護經驗，反映IEC風電機組防雷推薦標準的精神。

圖書封面

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