1. ความเสียหายจากฟ้าผ่าต่อเครื่องกำเนิดกังหันลม

2. รูปแบบความเสียหายของฟ้าผ่า

3. มาตรการป้องกันฟ้าผ่าภายใน

4. การเชื่อมต่อที่เหมาะสมในการป้องกันฟ้าผ่า

5. มาตรการป้องกัน;

6. ระบบป้องกันไฟกระชาก

ด้วยการเพิ่มขีดความสามารถของกังหันลมและขนาดของฟาร์มกังหันลม การทำงานอย่างปลอดภัยของฟาร์มกังหันลมจึงมีความสำคัญมากขึ้น

ท่ามกลางปัจจัยหลายอย่างที่ส่งผลต่อการทำงานอย่างปลอดภัยของฟาร์มกังหันลม ฟ้าผ่าเป็นสิ่งสำคัญจากผลการวิจัยของฟ้าผ่า

การป้องกันกังหันลม บทความนี้อธิบายถึงกระบวนการฟ้าผ่า กลไกความเสียหาย และมาตรการป้องกันฟ้าผ่าของกังหันลม

เนื่องจากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ กำลังการผลิตเดี่ยวของกังหันลมจึงมีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆเพื่อที่จะ

ดูดซับพลังงานได้มากขึ้น ความสูงของดุมล้อและเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัดก็เพิ่มขึ้นความสูงและตำแหน่งการติดตั้งของกังหันลมเป็นตัวกำหนด

เป็นช่องที่เหมาะที่สุดสำหรับฟ้าผ่านอกจากนี้ ภายในยังมีอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนจำนวนมาก

กังหันลมความเสียหายที่เกิดจากฟ้าผ่าจะมีขนาดใหญ่มากดังนั้นจึงต้องติดตั้งระบบป้องกันฟ้าผ่าที่สมบูรณ์

สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ในพัดลม

1. ความเสียหายจากฟ้าผ่าต่อกังหันลม

อันตรายจากฟ้าผ่าต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลมมักจะอยู่ในที่โล่งและสูงมาก ดังนั้นกังหันลมทั้งหมดจึงได้รับอันตราย

ของฟ้าผ่าโดยตรง และความน่าจะเป็นที่จะถูกฟ้าผ่าโดยตรงจะแปรผันตามค่ากำลังสองของความสูงของวัตถุใบมีด

ความสูงของกังหันลมเมกะวัตต์สูงถึงกว่า 150 เมตร ดังนั้นส่วนใบพัดของกังหันลมจึงเสี่ยงต่อฟ้าผ่าเป็นพิเศษที่มีขนาดใหญ่

จำนวนอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์รวมอยู่ในพัดลมอาจกล่าวได้ว่ามีชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าเกือบทุกชนิด

อุปกรณ์ที่เราใช้ตามปกติสามารถพบได้ในชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลม เช่น ตู้สวิตช์ มอเตอร์ อุปกรณ์ขับเคลื่อน ตัวแปลงความถี่ เซ็นเซอร์

แอคทูเอเตอร์ และระบบบัสที่เกี่ยวข้องอุปกรณ์เหล่านี้มีความเข้มข้นในพื้นที่ขนาดเล็กไม่ต้องสงสัยเลยว่าไฟกระชากสามารถเป็นสาเหตุได้อย่างมาก

ความเสียหายต่อกังหันลม

ข้อมูลกังหันลมต่อไปนี้จัดทำโดยหลายประเทศในยุโรป รวมถึงข้อมูลกังหันลมมากกว่า 4,000 ตัวตารางที่ 1 เป็นข้อมูลสรุป

ของอุบัติเหตุเหล่านี้ในเยอรมนี เดนมาร์ก และสวีเดนจำนวนความเสียหายของกังหันลมที่เกิดจากฟ้าผ่าคือ 3.9 ถึง 8 เท่าต่อ 100 หน่วยต่อ

ปี.จากข้อมูลทางสถิติ กังหันลม 4-8 ตัวในยุโรปเหนือได้รับความเสียหายจากฟ้าผ่าทุกปีสำหรับทุกๆ 100 กังหันลมมันมีค่า

โปรดทราบว่าแม้ว่าส่วนประกอบที่เสียหายจะแตกต่างกัน แต่ความเสียหายจากฟ้าผ่าของส่วนประกอบระบบควบคุมคิดเป็น 40-50%

2. รูปแบบความเสียหายของฟ้าผ่า

โดยปกติจะมีสี่กรณีของอุปกรณ์ที่เสียหายจากฟ้าผ่าประการแรก อุปกรณ์ได้รับความเสียหายโดยตรงจากฟ้าผ่าประการที่สองคือ

ที่คลื่นฟ้าผ่าล่วงล้ำเข้าไปในอุปกรณ์ตามสายสัญญาณ สายไฟ หรือท่อโลหะอื่น ๆ ที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ ทำให้

ความเสียหายต่ออุปกรณ์ประการที่สามคือตัวสายดินของอุปกรณ์ได้รับความเสียหายเนื่องจาก "การตอบโต้" ของศักย์ไฟฟ้าที่เกิดจากกราวด์

โดยศักยภาพสูงในทันทีที่เกิดขึ้นระหว่างจังหวะฟ้าผ่าประการที่สี่ อุปกรณ์เสียหายเนื่องจากวิธีการติดตั้งที่ไม่เหมาะสม

หรือตำแหน่งการติดตั้ง และได้รับผลกระทบจากสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่กระจายโดยฟ้าผ่าในอวกาศ

3. มาตรการป้องกันฟ้าผ่าภายใน

แนวคิดของเขตป้องกันฟ้าผ่าเป็นพื้นฐานสำหรับการวางแผนการป้องกันฟ้าผ่าที่ครอบคลุมของกังหันลมเป็นวิธีการออกแบบโครงสร้าง

พื้นที่เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เสถียรในโครงสร้างความสามารถในการป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าของไฟฟ้าต่างๆ

อุปกรณ์ในโครงสร้างกำหนดข้อกำหนดสำหรับสภาพแวดล้อมแม่เหล็กไฟฟ้าพื้นที่นี้

ในฐานะที่เป็นมาตรการป้องกัน แนวคิดของเขตป้องกันฟ้าผ่าแน่นอนว่ารวมถึงการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (การรบกวนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและ

การรบกวนจากรังสี) ควรลดลงให้อยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้ที่ขอบเขตของเขตป้องกันฟ้าผ่าดังนั้นส่วนต่างๆของ

โครงสร้างป้องกันแบ่งออกเป็นโซนป้องกันฟ้าผ่าที่แตกต่างกันการแบ่งเฉพาะของเขตป้องกันฟ้าผ่านั้นเกี่ยวข้องกับ

โครงสร้างของกังหันลมและควรพิจารณารูปแบบอาคารโครงสร้างและวัสดุด้วยโดยการตั้งเครื่องป้องกันและติดตั้ง

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก ผลกระทบของฟ้าผ่าในโซน 0A ของโซนป้องกันฟ้าผ่าจะลดลงอย่างมากเมื่อเข้าสู่โซน 1 และระบบไฟฟ้าและ

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในกังหันลมสามารถทำงานได้ตามปกติโดยไม่มีการรบกวน

ระบบป้องกันฟ้าผ่าภายในประกอบด้วยสิ่งอำนวยความสะดวกทั้งหมดเพื่อลดผลกระทบจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในพื้นที่ส่วนใหญ่รวมถึงฟ้าผ่า

การป้องกัน equipotential การเชื่อมต่อ มาตรการป้องกัน และป้องกันไฟกระชาก

4. การเชื่อมต่อที่เหมาะสมในการป้องกันฟ้าผ่า

การเชื่อมต่อที่มีศักยภาพเท่าเทียมกันในการป้องกันฟ้าผ่าเป็นส่วนสำคัญของระบบป้องกันฟ้าผ่าภายในพันธะศักย์เท่ากันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ระงับความต่างศักย์ที่เกิดจากฟ้าผ่าในระบบพันธะศักย์ไฟฟ้าป้องกันฟ้าผ่า ชิ้นส่วนนำไฟฟ้าทั้งหมดจะเชื่อมต่อถึงกัน

เพื่อลดความต่างศักย์ในการออกแบบพันธะศักย์เท่ากัน ให้พิจารณาพื้นที่หน้าตัดการเชื่อมต่อขั้นต่ำตาม

ให้ได้มาตรฐานเครือข่ายการเชื่อมต่อที่มีศักยภาพเท่าเทียมกันยังรวมถึงการเชื่อมต่อที่มีศักยภาพเท่าเทียมกันของท่อโลหะและสายไฟและสายสัญญาณ

ซึ่งจะเชื่อมต่อกับบัสบาร์ของสายดินหลักผ่านตัวป้องกันกระแสฟ้าผ่า

5. มาตรการป้องกัน

อุปกรณ์ป้องกันสามารถลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าเนื่องจากลักษณะเฉพาะของโครงสร้างกังหันลมหากสามารถป้องกันได้

เมื่อพิจารณาในขั้นตอนการออกแบบแล้ว อุปกรณ์ป้องกันสามารถรับรู้ได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่าห้องเครื่องต้องทำเป็นเปลือกโลหะปิดและ

จะต้องติดตั้งชิ้นส่วนไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้องในตู้สวิตช์ตัวตู้ของตู้สวิตช์และคอนโทรล

ตู้จะมีผลป้องกันที่ดีสายเคเบิลระหว่างอุปกรณ์ต่าง ๆ ในฐานหอคอยและห้องเครื่องจะต้องทำด้วยโลหะภายนอก

ชั้นป้องกันสำหรับการป้องกันการรบกวน ชั้นป้องกันจะมีผลเฉพาะเมื่อปลายทั้งสองของส่วนป้องกันสายเคเบิลเชื่อมต่อกับ

สายพานพันธะที่เท่าเทียมกัน

6. ระบบป้องกันไฟกระชาก

นอกจากการใช้มาตรการป้องกันเพื่อยับยั้งแหล่งกำเนิดรังสีรบกวนแล้ว ยังจำเป็นต้องมีมาตรการป้องกันที่เกี่ยวข้องด้วย

นำสัญญาณรบกวนที่ขอบเขตของเขตป้องกันฟ้าผ่า เพื่อให้อุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์สามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือฟ้าผ่า

ต้องใช้ตัวป้องกันที่ขอบเขตของโซนป้องกันฟ้าผ่า 0A → 1 ซึ่งสามารถนำกระแสฟ้าผ่าจำนวนมากโดยไม่สร้างความเสียหาย

อุปกรณ์.ตัวป้องกันฟ้าผ่าประเภทนี้เรียกอีกอย่างว่าตัวป้องกันกระแสฟ้าผ่า (ตัวป้องกันฟ้าผ่าระดับ I)พวกเขาสามารถจำกัดความสูงได้

ความต่างศักย์ที่เกิดจากฟ้าผ่าระหว่างสิ่งอำนวยความสะดวกโลหะที่มีสายดินกับสายไฟและสายสัญญาณ และจำกัดให้อยู่ในระยะที่ปลอดภัยที่สุด

ลักษณะสำคัญของตัวป้องกันกระแสฟ้าผ่าคือ: ตามการทดสอบรูปคลื่นพัลส์ 10/350 μ S สามารถทนต่อกระแสฟ้าผ่าได้สำหรับ

กังหันลม การป้องกันฟ้าผ่าที่ขอบสายไฟ 0A → 1 เสร็จสิ้นที่ด้านแหล่งจ่ายไฟ 400/690V

ในพื้นที่ป้องกันฟ้าผ่าและพื้นที่ป้องกันฟ้าผ่าที่ตามมา มีเพียงกระแสพัลส์ที่มีพลังงานเพียงเล็กน้อยเท่านั้นกระแสพัลส์ชนิดนี้

ถูกสร้างขึ้นโดยแรงดันไฟเกินที่เหนี่ยวนำภายนอกหรือไฟกระชากที่เกิดจากระบบอุปกรณ์ป้องกันกระแสอิมพัลส์ประเภทนี้

เรียกว่าอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า Class II)ใช้รูปคลื่นกระแสพัลส์ 8/20 μ Sจากมุมมองของการประสานกันของพลังงาน ไฟกระชาก

ต้องติดตั้งตัวป้องกันที่ปลายน้ำของตัวป้องกันกระแสฟ้าผ่า

พิจารณาการไหลของกระแส เช่น สำหรับสายโทรศัพท์ กระแสฟ้าผ่าบนตัวนำควรอยู่ที่ประมาณ 5%สำหรับคลาส III/IV

ระบบป้องกันฟ้าผ่า 5kA (10/350 μs)。

7. บทสรุป

พลังงานสายฟ้านั้นมหาศาลมากและโหมดสายฟ้าก็ซับซ้อนมาตรการป้องกันฟ้าผ่าที่สมเหตุสมผลและเหมาะสมสามารถลดได้เท่านั้น

การสูญเสียมีเพียงความก้าวหน้าและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีใหม่ๆ เท่านั้นที่สามารถป้องกันและใช้ประโยชน์จากฟ้าผ่าได้อย่างเต็มที่โครงการป้องกันฟ้าผ่า

การวิเคราะห์และอภิปรายเกี่ยวกับระบบพลังงานลมควรคำนึงถึงการออกแบบระบบสายดินของพลังงานลมเป็นหลักเนื่องจากพลังงานลมในประเทศจีนนั้น

ที่เกี่ยวข้องกับธรณีสัณฐานต่างๆ ระบบสายดินของพลังงานลมในธรณีวิทยาต่างๆ สามารถออกแบบตามการจัดประเภทและแตกต่างกันได้

สามารถใช้วิธีต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการความต้านทานของสายดินได้