風(fēng)電機(jī)組的防雷和防雷標(biāo)準(zhǔn)

　　風(fēng)電機(jī)組是不斷旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，于是又出現(xiàn)了一個(gè)特殊問題——雷擊的風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)葉片上多處，并且不止一個(gè)葉片遭到雷擊。原因是一次雷擊包含有幾個(gè)不連續(xù)的脈沖，即雷擊的連續(xù)性，一次雷擊的持續(xù)時(shí)間達(dá)到1s，這一時(shí)間足以使多個(gè)葉片暴露在雷電中（例如一個(gè)3 葉片的風(fēng)電機(jī)組的旋轉(zhuǎn)速度為20 r/min，那么每個(gè)葉片的運(yùn)動(dòng)速度就為120°/s）。
　　雷擊葉片時(shí)，雷電流通過整個(gè)機(jī)組構(gòu)筑物入地，包括槳距軸承、輪轂和主軸軸承、齒輪、發(fā)動(dòng)機(jī)軸承、底座、偏航軸承和塔架。雷電流流經(jīng)齒輪和軸承可使其損壞，特別是在滾輪和滾道之間以及齒輪與輪齒間有潤滑層時(shí)，損壞更嚴(yán)重。
　　風(fēng)電機(jī)組的防雷問題，可以理解為有成千上萬高度超過100m 的高大建筑物，位于荒郊野地，很容易遭受雷擊。這些構(gòu)筑物內(nèi)有復(fù)雜的電氣和控制設(shè)備，外部用復(fù)合材料制成，還有長達(dá)60m 的旋轉(zhuǎn)的葉片。過去各國的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)證明，位于雷電頻發(fā)地區(qū)的風(fēng)電機(jī)組，在它服務(wù)壽命期內(nèi)，都會(huì)遭到數(shù)次雷擊。因此，風(fēng)電機(jī)組的防雷必須引起人們的注意。

　　3 IEC 61400技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)概要
　　3.1 IEC 61400技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制背景2006 年， 國際電工委員會(huì)（IEC）第81 委員會(huì)（TC81） 完成了系列標(biāo)準(zhǔn)IEC 62305 ：2006 Protection againstLightning，我國于2008 年將其等同采用為國家標(biāo)準(zhǔn)，即GB/T 21714—2008《雷電防護(hù)》。這時(shí)，IEC TC 88 第24 項(xiàng)目組提出以IEC 62305 ：2006 為主要參考文件，將IEC 61400 ：2002 由技術(shù)報(bào)告升級(jí)為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。第24 項(xiàng)目組希望有更多的防雷專家與風(fēng)電機(jī)組的制造商合作，將防雷專家咨詢變?yōu)榉览讓＜覅⑴c完成防雷工作。雖然，風(fēng)電機(jī)組的防雷還有一些未解決的難題（如葉片的有效防雷），但過去幾十年的研究和經(jīng)驗(yàn)證明，只要采取的措施得當(dāng)，風(fēng)電機(jī)組是可以防范雷電損壞的。
　　新的IEC 61400-24 注重將現(xiàn)存的IEC 62305 系列防雷標(biāo)準(zhǔn)、IEC 61000 系列EMC 標(biāo)準(zhǔn)、電機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、電氣系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)兼顧，并考慮將葉片和最新的航空工業(yè)的研究成果和發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)SAE/EUROCAE 等應(yīng)用到風(fēng)電機(jī)組上，以達(dá)到保護(hù)電器和控制系統(tǒng)以及整個(gè)機(jī)組結(jié)構(gòu)的目的。新的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)用試驗(yàn)證明防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性，提出對葉片進(jìn)行高電壓大電流試驗(yàn)。高電壓大電流試驗(yàn)最初用來進(jìn)行飛機(jī)結(jié)構(gòu)合格檢驗(yàn)，現(xiàn)在許多葉片制造廠家已經(jīng)用來檢驗(yàn)葉片和風(fēng)電機(jī)組雷電導(dǎo)流系統(tǒng)中的分離部件的導(dǎo)流和耐流能力。

　　3.2 新IEC 61400-24處理的主要題目
　　3.2.1 風(fēng)電機(jī)組雷電環(huán)境定義
新IEC 61400-24 認(rèn)為，IEC 62305-1定義的雷電流參數(shù)基本上也可用于風(fēng)電機(jī)組的雷電防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及防雷部件的選擇和測試。