1. ความเสียหายจากฟ้าผ่าต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลม

2. รูปแบบความเสียหายจากฟ้าผ่า

3. มาตรการป้องกันฟ้าผ่าภายใน

4. การเชื่อมต่อระบบป้องกันฟ้าผ่า;

5. มาตรการป้องกัน

6. การป้องกันไฟกระชาก

ด้วยกำลังการผลิตกังหันลมที่เพิ่มขึ้นและขนาดของฟาร์มกังหันลม การดำเนินงานฟาร์มกังหันลมอย่างปลอดภัยจึงมีความสำคัญมากขึ้น

ท่ามกลางปัจจัยหลายประการที่ส่งผลต่อการดำเนินงานที่ปลอดภัยของฟาร์มกังหันลม ฟ้าผ่าถือเป็นสิ่งสำคัญจากผลการวิจัยฟ้าผ่า

การป้องกันกังหันลม บทความนี้จะอธิบายกระบวนการฟ้าผ่า กลไกความเสียหาย และมาตรการป้องกันฟ้าผ่าของกังหันลม

เนื่องจากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ กำลังการผลิตกังหันลมเดี่ยวจึงมีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆเพื่อที่จะ

ดูดซับพลังงานได้มากขึ้น ความสูงของดุมล้อและเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัดก็เพิ่มขึ้นความสูงและตำแหน่งการติดตั้งกังหันลมเป็นตัวกำหนดว่า

เป็นช่องทางที่แนะนำสำหรับฟ้าผ่านอกจากนี้ภายในยังมีอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนจำนวนมากรวมอยู่ด้วย

กังหันลมความเสียหายที่เกิดจากฟ้าผ่าจะมีขนาดใหญ่มากจึงต้องติดตั้งระบบป้องกันฟ้าผ่าแบบครบวงจร

สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ในพัดลม

1. ความเสียหายจากฟ้าผ่าต่อกังหันลม

อันตรายจากฟ้าผ่าต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลมมักจะอยู่ในพื้นที่เปิดโล่งและสูงมาก กังหันลมทั้งตัวจึงต้องเผชิญกับภัยคุกคาม

ของฟ้าผ่าโดยตรง และความน่าจะเป็นที่ฟ้าผ่าโดยตรงจะเป็นสัดส่วนกับค่ากำลังสองของความสูงของวัตถุใบมีด

ความสูงของกังหันลมเมกะวัตต์สูงกว่า 150 เมตร ดังนั้นส่วนใบพัดของกังหันลมจึงเสี่ยงต่อการเกิดฟ้าผ่าเป็นพิเศษที่มีขนาดใหญ่

มีอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์จำนวนหนึ่งรวมอยู่ในพัดลมเรียกได้ว่าเป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ไฟฟ้าแทบทุกชนิด

อุปกรณ์ที่เราใช้ปกติจะพบได้ในชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลม เช่น ตู้สวิตซ์ มอเตอร์ อุปกรณ์ขับเคลื่อน เครื่องแปลงความถี่ เซ็นเซอร์

แอคชูเอเตอร์ และระบบบัสที่สอดคล้องกันอุปกรณ์เหล่านี้กระจุกตัวอยู่ในพื้นที่ขนาดเล็กไม่ต้องสงสัยเลยว่าไฟกระชากอาจทำให้เกิดปัญหาใหญ่หลวงได้

ความเสียหายต่อกังหันลม

ข้อมูลกังหันลมต่อไปนี้จัดทำโดยประเทศในยุโรปหลายประเทศ รวมถึงข้อมูลกังหันลมมากกว่า 4,000 แห่งตารางที่ 1 เป็นการสรุป

ของอุบัติเหตุเหล่านี้ในเยอรมนี เดนมาร์ก และสวีเดนจำนวนความเสียหายของกังหันลมที่เกิดจากฟ้าผ่าอยู่ที่ 3.9 ถึง 8 ครั้งต่อ 100 หน่วยต่อ

ปี.จากข้อมูลทางสถิติ กังหันลม 4-8 ตัวในยุโรปเหนือได้รับความเสียหายจากฟ้าผ่าทุกปีสำหรับกังหันลม 100 ตัวมันมีค่า

โดยสังเกตว่าแม้ว่าส่วนประกอบที่เสียหายจะแตกต่างกัน แต่ความเสียหายจากฟ้าผ่าของส่วนประกอบระบบควบคุมคิดเป็น 40-50%

2. รูปแบบความเสียหายจากฟ้าผ่า

โดยปกติจะมีสี่กรณีของความเสียหายของอุปกรณ์ที่เกิดจากฟ้าผ่าประการแรก อุปกรณ์ได้รับความเสียหายโดยตรงจากฟ้าผ่าประการที่สองคือ

ที่พัลส์ฟ้าผ่าบุกรุกอุปกรณ์ตามแนวสายสัญญาณ สายไฟ หรือท่อโลหะอื่น ๆ ที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ ทำให้

ความเสียหายต่ออุปกรณ์ประการที่สามคือตัวอุปกรณ์ต่อสายดินได้รับความเสียหายเนื่องจากการ "ตอบโต้" ของศักยภาพของพื้นดินที่เกิดขึ้น

โดยศักยภาพสูงที่เกิดขึ้นทันทีทันใดในระหว่างเกิดฟ้าผ่าประการที่สี่ อุปกรณ์ได้รับความเสียหายเนื่องจากวิธีการติดตั้งที่ไม่เหมาะสม

หรือตำแหน่งการติดตั้ง และได้รับผลกระทบจากสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่กระจายโดยฟ้าผ่าในอวกาศ

3. มาตรการป้องกันฟ้าผ่าภายใน

แนวคิดของเขตป้องกันฟ้าผ่าเป็นพื้นฐานสำหรับการวางแผนการป้องกันฟ้าผ่าที่ครอบคลุมของกังหันลมเป็นวิธีการออกแบบโครงสร้าง

พื้นที่เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เสถียรในโครงสร้างความสามารถในการป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าของไฟฟ้าต่างๆ

อุปกรณ์ในโครงสร้างจะกำหนดข้อกำหนดสำหรับสภาพแวดล้อมแม่เหล็กไฟฟ้าในพื้นที่นี้

เพื่อเป็นมาตรการป้องกัน แนวคิดของเขตป้องกันฟ้าผ่านั้นรวมถึงการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (การรบกวนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและ

การรบกวนทางรังสี) ควรลดลงให้อยู่ในช่วงที่ยอมรับได้ที่ขอบเขตของเขตป้องกันฟ้าผ่าดังนั้นส่วนต่างๆของ

โครงสร้างที่ได้รับการป้องกันจะแบ่งออกเป็นโซนป้องกันฟ้าผ่าต่างๆการแบ่งเขตป้องกันฟ้าผ่าเฉพาะเกี่ยวข้องกับ

ควรพิจารณาโครงสร้างของกังหันลม รวมถึงรูปแบบโครงสร้างอาคารและวัสดุด้วยโดยตั้งอุปกรณ์ป้องกันและติดตั้ง

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากผลกระทบของฟ้าผ่าในโซน 0A ของโซนป้องกันฟ้าผ่าจะลดลงอย่างมากเมื่อเข้าสู่โซน 1 และระบบไฟฟ้าและ

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในกังหันลมสามารถทำงานได้ตามปกติโดยไม่มีการรบกวน

ระบบป้องกันฟ้าผ่าภายในประกอบด้วยสิ่งอำนวยความสะดวกทั้งหมดเพื่อลดผลกระทบทางแม่เหล็กไฟฟ้าฟ้าผ่าในพื้นที่ส่วนใหญ่จะรวมถึงฟ้าผ่า

การเชื่อมต่อการป้องกันศักย์ไฟฟ้า มาตรการป้องกัน และการป้องกันไฟกระชาก

4. การเชื่อมต่อการป้องกันฟ้าผ่า

การเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าป้องกันฟ้าผ่าเป็นส่วนสำคัญของระบบป้องกันฟ้าผ่าภายในพันธะ Equipotential ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ระงับความต่างศักย์ที่เกิดจากฟ้าผ่าในระบบประสานศักย์ไฟฟ้าป้องกันฟ้าผ่า ชิ้นส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าทั้งหมดจะเชื่อมต่อถึงกัน

เพื่อลดความต่างที่อาจเกิดขึ้นในการออกแบบการประสานศักย์เท่ากัน ต้องพิจารณาพื้นที่หน้าตัดการเชื่อมต่อขั้นต่ำตาม

ให้ได้มาตรฐานเครือข่ายการเชื่อมต่อสมศักย์ที่สมบูรณ์ยังรวมถึงการเชื่อมต่อสมศักย์ของท่อโลหะและสายไฟฟ้าและสายสัญญาณ

ซึ่งจะเชื่อมต่อกับบัสบาร์กราวด์หลักผ่านตัวป้องกันกระแสฟ้าผ่า

5. มาตรการป้องกัน

อุปกรณ์ป้องกันสามารถลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้เนื่องจากลักษณะเฉพาะของโครงสร้างกังหันลมหากมาตรการป้องกันสามารถทำได้

เมื่อพิจารณาในขั้นตอนการออกแบบ อุปกรณ์ป้องกันสามารถรับรู้ได้ในราคาที่ต่ำกว่าห้องเครื่องจะต้องทำเป็นเปลือกโลหะปิดและ

จะต้องติดตั้งส่วนประกอบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้องในตู้สวิตช์ตัวตู้ของตู้สวิตช์และตัวควบคุม

ตู้จะต้องมีฤทธิ์ป้องกันที่ดีสายเคเบิลระหว่างอุปกรณ์ต่าง ๆ ในฐานทาวเวอร์และห้องเครื่องจะต้องทำด้วยโลหะภายนอก

ชั้นป้องกันสำหรับการปราบปรามสัญญาณรบกวน ชั้นชีลด์จะมีผลเฉพาะเมื่อปลายทั้งสองด้านของชีลด์สายเคเบิลเชื่อมต่อกับ

สายพานพันธะให้ศักย์เท่ากัน

6. การป้องกันไฟกระชาก

นอกเหนือจากการใช้มาตรการป้องกันเพื่อระงับแหล่งสัญญาณรบกวนของรังสีแล้ว ยังจำเป็นต้องมีมาตรการป้องกันที่สอดคล้องกันอีกด้วย

การรบกวนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่ขอบเขตของเขตป้องกันฟ้าผ่าเพื่อให้อุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์สามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือฟ้าผ่า

ต้องใช้สายดินที่ขอบเขตเขตป้องกันฟ้าผ่า 0A → 1 ซึ่งสามารถนำกระแสฟ้าผ่าจำนวนมากได้โดยไม่สร้างความเสียหาย

อุปกรณ์.เครื่องป้องกันฟ้าผ่าประเภทนี้เรียกอีกอย่างว่าเครื่องป้องกันกระแสฟ้าผ่า (เครื่องป้องกันฟ้าผ่า Class I)พวกเขาสามารถจำกัดความสูงได้

ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่เกิดจากฟ้าผ่าระหว่างสิ่งอำนวยความสะดวกที่เป็นโลหะที่มีการลงกราวด์กับสายไฟและสายสัญญาณ และจำกัดให้อยู่ในช่วงที่ปลอดภัยที่สุด

ลักษณะสำคัญของตัวป้องกันกระแสฟ้าผ่าคือ: ตามการทดสอบรูปคลื่นพัลส์ 10/350 μS สามารถทนต่อกระแสฟ้าผ่าได้สำหรับ

กังหันลมป้องกันฟ้าผ่าที่ขอบเขตสายไฟ 0A → 1 เสร็จสมบูรณ์ที่ด้านจ่ายไฟ 400/690V

ในพื้นที่ป้องกันฟ้าผ่าและบริเวณป้องกันฟ้าผ่าตามมา มีเพียงกระแสพัลส์ที่มีพลังงานเพียงเล็กน้อยเท่านั้นกระแสพัลส์ชนิดนี้

ถูกสร้างขึ้นโดยแรงดันไฟฟ้าเกินเหนี่ยวนำภายนอกหรือไฟกระชากที่เกิดจากระบบอุปกรณ์ป้องกันสำหรับกระแสอิมพัลส์ชนิดนี้

เรียกว่าอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า Class II)ใช้รูปคลื่นกระแสพัลส์ 8/20 μSจากมุมมองของพลังงานประสานงานไฟกระชาก

จำเป็นต้องติดตั้งตัวป้องกันด้านล่างของตัวป้องกันกระแสฟ้าผ่า

เมื่อพิจารณาถึงการไหลของกระแส เช่น สำหรับสายโทรศัพท์ กระแสฟ้าผ่าบนตัวนำควรประมาณไว้ที่ 5%สำหรับคลาส III/IV

ระบบป้องกันฟ้าผ่า 5kA (10/350 μs)。

7. บทสรุป

พลังงานสายฟ้านั้นมีมหาศาลมาก และโหมดสายฟ้าฟาดนั้นซับซ้อนมาตรการป้องกันฟ้าผ่าที่สมเหตุสมผลและเหมาะสมสามารถลดได้เท่านั้น

การสูญเสียมีเพียงความก้าวหน้าและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีใหม่ ๆ เท่านั้นที่สามารถป้องกันและใช้ประโยชน์จากฟ้าผ่าได้อย่างเต็มที่โครงการป้องกันฟ้าผ่า

การวิเคราะห์และการอภิปรายเกี่ยวกับระบบพลังงานลมควรพิจารณาการออกแบบระบบสายดินของพลังงานลมเป็นหลักเนื่องจากพลังงานลมในประเทศจีนนั้น

ที่เกี่ยวข้องกับธรณีสัณฐานต่าง ๆ ระบบสายดินของพลังงานลมในธรณีวิทยาที่แตกต่างกันสามารถออกแบบโดยการจำแนกประเภทและแตกต่างกัน

สามารถใช้วิธีการต่างๆ เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความต้านทานต่อสายดิน