近年來(lái)隨著風(fēng)電場(chǎng)數(shù)量的增加、風(fēng)電場(chǎng)所在地區(qū)的擴(kuò)展、風(fēng)電機(jī)組遭受雷電而受損的現(xiàn)象突顯，風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行商反映強(qiáng)烈。風(fēng)電場(chǎng)為什么頻繁遭雷電損壞？風(fēng)力發(fā)電機(jī)組除自身高度高，容易遭受雷聲損壞外還有沒有其它原因？最近本人有幸參加了某風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目的設(shè)備選型及風(fēng)電場(chǎng)施工的調(diào)研工作，在調(diào)研中重點(diǎn)了解了風(fēng)機(jī)制造商所生產(chǎn)的鳳電機(jī)組的防雷電過(guò)電壓防護(hù)措施及風(fēng)電場(chǎng)的施工工作，從而使我認(rèn)識(shí)到風(fēng)機(jī)制造商和風(fēng)電場(chǎng)在施工工作中，對(duì)防雷電過(guò)電壓保護(hù)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)尚存在著一定的誤區(qū)。
1.有的風(fēng)機(jī)制造商這樣提出：機(jī)艙罩、塔筒均系金屬結(jié)構(gòu)，它相當(dāng)于法拉第籠，它能夠有效的引導(dǎo)雷電電流至大地，因此在過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)除變流器、主控柜外沒有做過(guò)多的保護(hù)。我認(rèn)為這里存在著誤區(qū)。
1.1從物理學(xué)上講法拉第籠原本是指一個(gè)密封的金屬腔體，它是英國(guó)物理學(xué)家法拉第(MichaelFarady）根據(jù)靜電平衡原理，利用金屬空腔隔離靜電場(chǎng)影響所采取的一種結(jié)構(gòu)，后來(lái)被人們稱作法拉第園筒。然而我們風(fēng)機(jī)并不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的法拉第籠，只能講類似于法拉第籠，因?yàn)榻饘俚臋C(jī)艙罩上有進(jìn)、排氣孔，塔筒底部有供工作人員出入的門，雷電是一種單極性脈沖波，其頻譜范圍較寬，從幾十Hz到幾MHz，由于空氣與金屬界面波阻抗不同，入射的雷電電磁波會(huì)在界面處發(fā)生反射和折射，雖然它使電磁波發(fā)生衰減，但機(jī)艙、塔筒內(nèi)部的電磁場(chǎng)并不為零，這就是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與法拉第籠的區(qū)別。所以除變流器、主控柜外發(fā)電機(jī)的出線端也應(yīng)該設(shè)置過(guò)電壓保護(hù)器。根據(jù)美國(guó)學(xué)者希爾對(duì)計(jì)算機(jī)所做的模擬實(shí)驗(yàn)，2. 4G的磁場(chǎng)即可以使計(jì)算機(jī)元件受損，因此機(jī)艙、塔筒內(nèi)的電子設(shè)備通信設(shè)備的安全得不到保證，應(yīng)該對(duì)機(jī)艙、塔筒內(nèi)的電子設(shè)備的信號(hào)線、電源線也實(shí)施過(guò)電壓保護(hù)，在其進(jìn)線端安裝相應(yīng)的過(guò)電壓保護(hù)器進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)。
1.2風(fēng)機(jī)塔筒的門經(jīng)常有人出入，且風(fēng)力發(fā)電機(jī)組絕大多數(shù)處于遠(yuǎn)郊外，每一臺(tái)風(fēng)機(jī)的底部都有動(dòng)力電纜、光纖電纜從風(fēng)機(jī)上的避雷針保護(hù)覆蓋區(qū)以外的地方引入風(fēng)機(jī)的塔筒內(nèi)，落地直擊雷以雷閃為中心，半徑在1.5-2.Okm范圍內(nèi)的感應(yīng)雷電過(guò)電壓將經(jīng)由電纜、光纜的金屬部分進(jìn)入塔筒及機(jī)艙內(nèi)部，使塔筒、機(jī)艙內(nèi)的電子設(shè)備的信號(hào)線、電源線受到損壞，所以從這個(gè)角度上講塔筒、機(jī)艙是與法拉第籠有區(qū)別的，機(jī)艙、塔筒內(nèi)的電子設(shè)備的信號(hào)線、電源線也必須在其進(jìn)線端加裝防雷及過(guò)電壓保護(hù)器，將線路上過(guò)高的脈沖電壓濾除，保護(hù)這些設(shè)備不被過(guò)電壓破壞。
2.有的同志講：光纖電纜是不怕雷電的，光纜的敷設(shè)線路可以不做防雷過(guò)電壓保護(hù)
2.1近年來(lái)，光纖通信在風(fēng)電行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)它對(duì)風(fēng)電行業(yè)來(lái)講也是一個(gè)新事物。光纖是由石英材料制成的，就其本身來(lái)講是電的絕緣體，所以由它構(gòu)成的通信線路其本身是不會(huì)受到電磁干擾的，這是光纖通信的優(yōu)越性之一。但是，風(fēng)電場(chǎng)處于曠野之中，目前在光纖電纜的結(jié)構(gòu)中，其加強(qiáng)件通常是由鋼絞線構(gòu)成的，有時(shí)為了防鼠蟻的嚙咬等光纖電纜中還有金屬防潮層和金屬愷裝層，此外架空光纜的吊掛物一般也是金屬構(gòu)件。當(dāng)其與強(qiáng)電設(shè)施接近時(shí)需要考慮防電磁感應(yīng)問(wèn)題。所以架空、直埋的光纖電纜的防雷電、強(qiáng)電措施是不可少的，據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹，在直接遭受雷擊時(shí)光纖電纜線路的損壞幾乎是無(wú)法避免的。特別是雷電比較嚴(yán)重的地區(qū)更應(yīng)該引起注意。這是因?yàn)楣饫|中的金屬構(gòu)件或金屬吊掛物由于雷電感應(yīng)而產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，它在釋放時(shí)強(qiáng)大的釋放電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)引起光纖電纜燃燒、熔化，或者雷擊光纖電纜路由時(shí)，路由中的水分瞬間汽化膨脹產(chǎn)生的沖擊現(xiàn)象損壞光纖電纜。所以我們應(yīng)該走出光纖電纜不怕雷電的誤區(qū)，‘做好光纖電纜的防雷及電磁感應(yīng)工作。
