一种适用于风电机组的风机防雷方法与流程

本发明属于风力发电机组防雷技术领域，具体涉及一种适用于风电机组的风机防雷方法。

背景技术：

防雷保护是保障风力发电机组安全运转的重要因素。风力发电机组均安装在野外广阔的平原地区、半山地丘陵地带或沿海地区，发电设备高达几十米甚至上百米，导致其极易被雷击并直接成为雷电的接闪物，而实际上对于处于旷野之中高耸物体，无论怎样防护，都不可能完全避免雷击。因此，对于风力发电机组的防雷来说，应该把重点放在遭受雷击时如何迅速将雷电流引入大地，尽可能地减少由雷电导入设备的电流，最大限度地保障设备和人员的安全，使损失降低到最小的程度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种适用于风电机组的风机防雷方法，解决了现有风力发电机组防雷过程中，由于接地电阻较大导致的电流引入大地较慢的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种适用于风电机组的风机防雷方法，包括以下步骤：

步骤1，搭建防雷接地极单元

选定任意一个风机塔筒对应的接地极做为泄放点，将泄放点对应接地极周围风机塔筒的接地极通过扁铁热熔焊连接；

步骤2，将步骤1中的防雷接地极单元置于地面之下，随后拔出防雷接地极单元中的所有接地极，每个接地极对应形成一个孔隙；

步骤3，将导电凝胶注入每个孔隙，随后将每个接地极再次插入孔隙中，静置30-40min，完成操作。

本发明的特征还在于，

步骤1中以泄放点对应的接地极为中心，使用扁铁连接周围风机塔筒的接地极且扁铁呈放射状排列。

扁铁可通过铜绞线替代，且均置于地面冻土层之下不少于0.2m处。

步骤3中导电凝胶具体为qm型凝胶。

步骤3具体为：

按照导电凝胶和孔隙体积比为1.2-1.5:1称取导电凝胶，将导电凝胶按照质量分为8-10等份并依次注入孔隙内，每次注入导电凝胶后静置5-8min，待导电凝胶表面不再有气泡排出且液面不再变化时进行下一次灌注，重复以上步骤至孔隙并填满，然后将接地极插入对应的孔隙中，静置30-40min。

本发明的有益效果是：本发明一种适用于风电机组的风机防雷方法，通过将单台风机对应的接地极按照散射状连接，提升了单个接地极对地的泄流能力，增强多台风机整体的防雷接地可靠性，施工难度较低，防雷效果提升明显，可行性强，有很好的实用价值。

附图说明

图1是本发明一种适用于风电机组的风机防雷方法中防雷接地极单元的结构示意图；

图2是本发明一种适用于风电机组的风机防雷方法中接地极与孔隙的结构示意图。

图中，1.风机塔筒，2.接地极，3.地面，4.扁铁，5.孔隙，6.导电凝胶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

风力发电机组安装地区土壤多以砂石地基为主，从而导致了接地极2进入地面后并不能很好的与大地接触，砂石、土壤等与接地极间存在很多缝隙，无形中增加了土壤的电阻率，导致风机发电机的接地电阻增大，而当雷电流流过时，由于雷电流瞬时电流很大，且风机接地电阻较大，致使风机接地电压瞬间抬高，将对风机内部的各种电气设备造成严重危害，严重的会导致风机着火及人员伤亡等恶性事故的发生，因此可以通过减小风机接地电阻来减小雷电对风机设备的损害。

本发明一种适用于风电机组的风机防雷方法，包括以下步骤：

步骤1，搭建防雷接地极单元

现有风机接地极2之间并无有效的连接，在防雷效果及泄流通道上各自独立。当单台风机接地极接地不良的情况下，无法保证其雷电对地泄流通道的畅通，因此通过将多台风机接地极连接，相当于变相增加了单台风机接地极的个数，可有效拓宽原有泄流通道，雷击电流通过与被雷击风机接地极相连接的其它接地极导入大地，进一步增加单台风机的防雷可靠性。

如图1所示，选定任意一个风机塔筒1对应的接地极2做为泄放点，将泄放点对应接地极2周围风机塔筒1的接地极2通过扁铁4热熔焊连接；以泄放点对应的接地极2为中心，使用扁铁4连接周围风机塔筒1的接地极2且扁铁4呈放射状排列，避免形成环路。

步骤2，将步骤1中的防雷接地极单元置于地面3之下，随后拔出防雷接地极单元中的所有接地极2，每个接地极2对应形成一个孔隙5；扁铁4可通过铜绞线替代，且均置于地面3冻土层之下不少于0.2m处。

如图2所示，步骤3，将导电凝胶6注入每个孔隙5，随后将每个接地极2再次插入孔隙6中，静置30-40min，完成操作。具体为：按照导电凝胶6和孔隙5体积比为1.2-1.5:1称取导电凝胶6，将导电凝胶6按照质量分为8-10等份并依次注入孔隙5内，每次注入导电凝胶6后静置5-8min，待导电凝胶6表面不再有气泡排出且液面不再变化时进行下一次灌注，重复以上步骤至孔隙5并填满，然后将接地极2插入对应的孔隙5中，静置30-40min。

导电凝胶6作为一种导电介质，电导率远远大于空气，因此通过向孔隙5灌注导电凝胶6，可有效增加接地极2与土壤大地的接触面积，减小接地极周围土壤的电阻率，降低接地极的接地电阻，增加接地极周围深层土壤散流能力，从而拓宽了单台风机的对地泄流通道。当风机遭遇直击雷侵袭时，由于导电凝胶6的灌注，接地极2的泄流能力得到了极大地提高，充分应用深层土壤的散流效能，有效地降低了风机的接地电压，保护了风机的电气设备。另外，导电凝胶6有憎水性及粘性，能较长时间留存在接地极周围，雨水浸透流失不明显，因此可以实现风机对雷电的长时间防护。

导电凝胶6具体为qm型凝胶。如美国亚什兰共聚物stabilezeqm型凝胶，其成分为聚(甲、基乙烯基醚/马来酸)丁基乙基酯及钠盐，无毒且ph≈7，在降低土壤、季节对接地电阻的影响的同时不对周围动植物造成毒害，使接地电阻散流更稳定，降低风机接地极对地的冲击电阻、减小雷击时所产生的电磁干扰、提升泄流能力，提高防雷可靠性。

本发明一种适用于风电机组的风机防雷方法，通过将单台风机对应的接地极按照散射状连接，提升了单个接地极对地的泄流能力，增强多台风机整体的防雷接地可靠性，施工难度较低，防雷效果提升明显，可行性强，有很好的实用价值。

技术特征：

1.一种适用于风电机组的风机防雷方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，搭建防雷接地极单元

选定任意一个风机塔筒(1)对应的接地极(2)做为泄放点，将泄放点对应接地极(2)周围风机塔筒(1)的接地极(2)通过扁铁(4)热熔焊连接；

步骤2，将步骤1中的防雷接地极单元置于地面(3)之下，随后拔出防雷接地极单元中的所有接地极(2)，每个接地极(2)对应形成一个孔隙(5)；

步骤3，将导电凝胶(6)注入每个孔隙(5)，随后将每个接地极(2)再次插入孔隙(6)中，静置30-40min，完成操作。

2.根据权利要求1所述的一种适用于风电机组的风机防雷方法，其特征在于，所述步骤1中以泄放点对应的接地极(2)为中心，使用所述扁铁(4)连接周围风机塔筒(1)的接地极(2)且扁铁(4)呈放射状排列。

3.根据权利要求1所述的一种适用于风电机组的风机防雷方法，其特征在于，所述扁铁(4)可通过铜绞线替代，且均置于所述地面(3)冻土层之下不少于0.2m处。

4.根据权利要求1所述的一种适用于风电机组的风机防雷方法，其特征在于，所述步骤3中导电凝胶(6)具体为qm型凝胶。

5.根据权利要求4所述的一种适用于风电机组的风机防雷方法，其特征在于，所述步骤3具体为：

按照导电凝胶(6)和孔隙(5)体积比为1.2-1.5:1称取所述导电凝胶(6)，将所述导电凝胶(6)按照质量分为8-10等份并依次注入孔隙(5)内，每次注入所述导电凝胶(6)后静置5-8min，待所述导电凝胶(6)表面不再有气泡排出且液面不再变化时进行下一次灌注，重复以上步骤至所述孔隙(5)并填满，然后将所述接地极(2)插入对应的孔隙(5)中，静置30-40min。

技术总结
本发明公开的一种适用于风电机组的风机防雷方法，包括以下步骤：选定任意一个风机塔筒对应的接地极做为泄放点，将泄放点对应接地极周围风机塔筒的接地极通过扁铁热熔焊连接；将防雷接地极单元置于地面冻土层0.2m之下，随后拔出防雷接地极单元中的所有接地极，每个接地极对应形成一个孔隙；将导电凝胶注入每个孔隙，随后将每个接地极再次插入孔隙中，静置30‑40min，完成操作。本发明一种适用于风电机组的风机防雷方法，通过将单台风机对应的接地极与其周围风机接地极按照散射状连接，提升了单个接地极对地的泄流能力，增强多台风机整体的防雷接地可靠性，施工难度较低，防雷效果提升明显，可行性强，有很好的实用价值。

技术研发人员：邓桥;党军;周渊;王艺博;赵丰;罗凯;王思聪
受保护的技术使用者：中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北电力试验研究院
技术研发日：2020.07.15
技术公布日：2020.11.24