風電場塔筒的防雷保護

風電機組多安裝在海上，近海，海灘，海島，高山，草原等風能資源較好的空曠地帶，但均為雷擊多發(fā)地區(qū)。同時，風電機組的塔筒很高，達到六七十米甚至上百米（大容量機組）。因此發(fā)電機組和相關(guān)控制驅(qū)動設(shè)備均處于高空位置，極易受到雷擊。

  對于塔筒，無論是外殼充當天然接地件，提供從機艙到地面的傳導，還是作為內(nèi)射引下線的載體，都在風電機組的防雷接地保護中充當重要的角色。

   塔筒防雷的引下線敷設(shè)，風電機組內(nèi)，專設(shè)的引下線連接機艙和塔筒，且跨越機艙底部的偏航齒圈，即機艙和偏航制動盤通過接地線連接起來，從而雷擊電流可以通過引下線順利地導入大地，保證偏航系統(tǒng)不受到傷害，即使風機的機艙直接被雷擊時雷電也會被導向塔筒而不會引起損壞。

值得注意的是，有些風電機組取消了塔筒內(nèi)部鋪設(shè)的引下線，希望利用塔筒自身的導電性能將雷擊電流導入大地。其實這么做并不安全，首先每臺風力發(fā)電機組的塔筒至少是由兩段塔筒通過螺栓連接在一起的，兩段塔筒連接的法蘭面還涂有防水膠，增大了塔筒的導電性能；其次，雷擊電流不是純直流電流，此時塔筒相當于一個大的電感，當雷擊電壓作用于塔筒上時，根據(jù)電感特性，塔筒本身會產(chǎn)生反電動勢，從而阻止雷擊電流及時地導入大地。因此，僅僅將塔筒本身作為風力發(fā)電機組的避雷引下線是并不安全的。

不同材質(zhì)塔筒的防雷措施。

1，鋼質(zhì)塔筒，鋼質(zhì)塔筒包括若干個20多米的鋼制部件，其高度視具體情況而異。連接部分用一個不銹鋼多孔板與法蘭面上的孔一起用螺栓固定，從而使雷擊不能沿緊固的螺栓進行傳導。塔基處連接部分在3個彼此之間相差120度的位置上接到由95MM2的銅電纜組成的公共節(jié)點上，該節(jié)點則接到接地環(huán)或接地電極上。

2，混泥土塔筒，混泥土塔筒與鋼制塔筒不同，其外殼不能作為泄流的天然導體，只能在內(nèi)部鋪設(shè)銅電纜（引下線）。雷電通過塔筒內(nèi)的銅電纜仍是在3個彼此之間相差120度的位置上（并行路徑）被散流。在塔基處，它們連接到與接地環(huán)和接地電極相連的電壓公共節(jié)點上，從而不允許雷擊電流沿著為加固塔筒而裝設(shè)的鋼拉線進行傳導。目前混泥土塔筒已開始被廣泛使用。如果采用預(yù)應(yīng)力混泥土塔筒，或使用埋入混泥土的錨定螺栓安裝塔筒，則不應(yīng)將預(yù)應(yīng)力元件用于接地或避雷。在配有預(yù)應(yīng)力鋼絲繩的混泥土塔筒中，要保證在上述防雷接地系統(tǒng)中引下線部分避開預(yù)應(yīng)力鋼絲繩的同時，將混泥土內(nèi)部鋼筋進行等電位連接，然后將其接入整個機組的引下線系統(tǒng)中，這樣，既起到了導流的作用，也起到了屏蔽的作用。

3，混合塔筒，混合塔筒的底部為混泥土結(jié)構(gòu)，上面為鋼結(jié)構(gòu)。尤其注意的是，在鋼制部分和混泥土部分的連接處，鋼制連接適合配法蘭與鋼制區(qū)法蘭在附近有不銹鋼的法蘭面上選擇3個彼此之間相差120度的位置用螺栓進行固定，不允許雷擊電流沿螺栓傳導。在混泥土區(qū)的鋼質(zhì)適配器依次接于3個彼此之間相差120度的接地電纜，后者則與混泥土塔筒中接法相同，接于塔基的與接地環(huán)和接地電極相連的電壓公共節(jié)點。