DB65T 3931-2016風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)防雷技術(shù)規(guī)范

風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)防雷技術(shù)規(guī)范2016-10-15發(fā)布2016-11-15實(shí)施新疆維吾爾自治區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布I前言 I 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14一般規(guī)定 35風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的防雷措施 35.1葉片 35.2主軸和齒輪箱 45.3機(jī)艙 45.4塔架 45.5電氣與控制系統(tǒng) 46集電線路的防雷措施 5 67.1直擊雷防護(hù) 67.2雷擊電磁脈沖防護(hù) 68接地裝置 7附錄A風(fēng)力發(fā)電機(jī)組年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)的確定和計(jì)算 9 本標(biāo)準(zhǔn)按GB/T1.1-2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則起草。1GB16895.22建筑物電氣裝置第5-53部分：電氣設(shè)備的選擇和安裝-隔離、開關(guān)和控制設(shè)備第GB/T18802.22低壓電涌保護(hù)器第22部分：電信和信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的電涌保護(hù)器(SPD)選擇和使用原GB/Z25427風(fēng)力發(fā)電機(jī)組雷電防護(hù)交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)規(guī)范風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范3術(shù)語和定義234最小截面(mm2)銅鋁熱鍍鋅鋼不銹鋼5.1.3在葉片根部，引下線應(yīng)連接在葉片的安裝法蘭或輪轂上。5.2.1用作傳導(dǎo)跨過軸承的雷電流的銅質(zhì)軟導(dǎo)線、銅質(zhì)滑動(dòng)觸點(diǎn)或相似的措施，其使用截面不小于505.2.2為了減少通過軸承的雷電流，宜在所有軸承、齒輪箱體，其數(shù)量不得少于4處?？缃訉?dǎo)體宜采用的截面不小于50mm2銅或熱鍍鋅鋼。5.4.2鋼制管狀塔架的底層塔筒與接地體的電氣連接應(yīng)采用專用連接導(dǎo)導(dǎo)體宜采用截面積不小于50mm2的銅或熱鍍鋅鋼。5.5.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)的電力線路和信號(hào)線路應(yīng)分開布置，其信號(hào)線纜與電力線纜的凈距參照GB50343的規(guī)定，按照類別最接近的要求進(jìn)行布設(shè)，如表2。5類別最小間距(mm)用的控制電力電纜約為2.2kVA)有一方在接地的金屬線槽或鋼管中雙方都在接地的金屬線槽或鋼管中5.5.3為了防止變槳系統(tǒng)、電控系統(tǒng)及控制箱遭受電磁干擾，機(jī)艙內(nèi)所有5.5.5塔筒機(jī)艙內(nèi)的電源控制柜內(nèi)應(yīng)安裝Ⅱ級(jí)實(shí)驗(yàn)電涌保護(hù)器，對(duì)變頻器保護(hù)水平不大于2.0kV,計(jì)算每一保護(hù)模5.5.7監(jiān)控信號(hào)線路應(yīng)采(改)用無金屬光纜。當(dāng)采用金屬導(dǎo)線時(shí)，在電子類試驗(yàn)SPD,開路電壓Uoc不小于6kV和8/20μs短路電流Isc不大于3kA。5.5.8風(fēng)力發(fā)電機(jī)中上下兩層的控制柜和同一層的控制柜之間應(yīng)進(jìn)行等電位連接。平，每基桿塔不連接閃線的工頻接地電阻不宜大于10Ω,土壤電阻率高時(shí)，可適當(dāng)放6注：如土壤電阻率超過2000Ωm,接地電阻很難降到30Ω時(shí)，可采用6根~8根總長(zhǎng)不超過500m的放射形接地體，或采用連續(xù)伸長(zhǎng)接地體，接地電阻不受限制。雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的地方和經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和線段，應(yīng)改善接地裝置、適當(dāng)加強(qiáng)絕緣或架設(shè)耦合電線。筑物外部防護(hù)措施，宜采用裝設(shè)在建筑物上的接閃網(wǎng)(線、桿),或混合組成的接閃器。110kV及以上之間的距離不應(yīng)小于15m。但在土壤電阻率大于1000Q·m的地區(qū)，宜裝設(shè)獨(dú)立接閃桿。7.1.3獨(dú)立接閃桿(線)設(shè)置應(yīng)符合GB/T50064中的要求。獨(dú)立接閃桿(線)宜設(shè)獨(dú)立接地裝置，在非高土壤電阻率地區(qū)，其接地電阻不宜超過10Q。當(dāng)有困難時(shí)，該接地裝置可與主接桿與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至35kV及以下設(shè)備與這接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)之間，于15m。獨(dú)立接閃桿不應(yīng)設(shè)在人經(jīng)常通行的地方，接閃桿及其接地裝小于3m,否則應(yīng)采取均壓措施，或鋪設(shè)礫石或?yàn)r青地面，也可鋪設(shè)混凝土地面。氣中距離，應(yīng)符合式(1)的要求：獨(dú)立接閃桿的接地裝置與發(fā)電廠或變電站接地網(wǎng)間的地中距離，應(yīng)符合式(2)的要求： 77.2.1220kV及以下的電壓等級(jí)升壓站應(yīng)在單獨(dú)運(yùn)行的母線上都應(yīng)安裝電涌保護(hù)器，采用GIS的升壓7.2.235kV及以上電壓等級(jí)升壓站進(jìn)線段采用電纜線7.2.3升壓站的變壓器防雷保護(hù)應(yīng)符合GB/T50064的要求。根據(jù)GB/TGB分別在升壓站的110kV、35kV母線上裝設(shè)一組金屬氧化鋅電涌保護(hù)器對(duì)雷電波侵入和其他過電壓進(jìn)行8接地裝置8.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的接地電阻值按R≤4Ω設(shè)計(jì)。升壓站接地GB8.2.2當(dāng)接地裝置的接地電阻不符合式(3)要求時(shí)，可通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較增大接地電阻，但不得大于5于10Ω;在高土壤電阻率地區(qū)接地電阻應(yīng)符合GB/T50064的要求。8.5水平接地網(wǎng)采用50mm×5mm鍍鋅扁鋼，應(yīng)設(shè)置成環(huán)形并與鋼筋混凝土基礎(chǔ)連接，垂直接地極采用50mm×50mm×5mm鍍鋅角鋼，或φ50的鍍鋅圓鋼，垂直接地極長(zhǎng)2.5m。接地體的材料、結(jié)構(gòu)和最小截面應(yīng)符合GB50057-2010中的表5.4.1的規(guī)定，不宜超過如下表要求的尺寸。8結(jié)構(gòu)最小尺寸圓鋼扁鋼網(wǎng)格鋼板各網(wǎng)格邊截面30mm×3mm,網(wǎng)格網(wǎng)型鋼注1注1:不同截面的型鋼，其截面不小于290mm2,最小厚度3mm,可采用50mm×50mm×3mm角鋼。8.6設(shè)置在塔外的升壓變壓器的接地裝置與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的防雷接地裝置應(yīng)進(jìn)行等電位連接，或與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的防雷接地裝置共用同一接地體。9(資料性附錄)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)的確定和計(jì)算A.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)的確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)應(yīng)按式(4)確定：式中：N—風(fēng)力發(fā)電機(jī)組年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)(次/a);k—校正系數(shù)，在平地上安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組取1;在山地或小山上安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組取2;N—風(fēng)力發(fā)電機(jī)所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度(次/km2/a);Ac—與風(fēng)力發(fā)電機(jī)截收相同雷擊次數(shù)的等效面積(km2)。A.2雷擊大地的年平均密度的計(jì)算雷擊大地的年平均密度，首先應(yīng)按當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)、站資料確定；若無此資料，可按式(5)計(jì)算。 式中：Td—年平均雷暴日(d/a),根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)、站資料確定；Ng—風(fēng)力發(fā)電機(jī)所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度(次/km2/a)。A.3等效截收面積的計(jì)算A3.1與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組截收相同雷擊次數(shù)的等效面積應(yīng)為其實(shí)際水平面積向外擴(kuò)大后的面積。按葉片處于有效高度時(shí)的模型計(jì)算等效面積，其等效面積應(yīng)為圓形，計(jì)算方法按式(6)計(jì)算。 式中：H——為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的有效高度(m);A為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的等效截收面積(m2)。A3.2風(fēng)機(jī)遭受直擊雷時(shí)的等效雷擊截收面積定義為與風(fēng)機(jī)有相同年雷閃次數(shù)的一定面積。等效截收面積是封閉在邊界線內(nèi)的區(qū)域，邊界定義為風(fēng)機(jī)上沿接觸點(diǎn)斜率為1/3的直線沿風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一周在地面投影的面積。參照高桅桿，其高度為輪轂高度加風(fēng)輪的半徑。A3.3圖A.1是安裝在平地的風(fēng)機(jī)的雷擊截收面積圖。它的圓半徑是風(fēng)機(jī)有效高度的3倍。(資料性附錄)雷電防護(hù)區(qū)的劃分B.1雷電防護(hù)區(qū)劃分的原則應(yīng)將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組需要保護(hù)的空間由外到內(nèi)劃分為各雷電防護(hù)區(qū)(LPZ),確定各LPZ空間的雷擊電磁脈沖強(qiáng)度，以采取相應(yīng)的防護(hù)措施。B.2雷電防護(hù)區(qū)(LPZ)劃分標(biāo)準(zhǔn)B2.1直擊雷非防護(hù)區(qū)(LPZOA)本區(qū)內(nèi)的各類物體完全暴露在接閃器的保護(hù)范圍以外，都可能遭受到直接雷擊；本區(qū)內(nèi)的電磁場(chǎng)未得到任何屏蔽衰減，屬完全暴露的不設(shè)防區(qū)。B2.2直擊雷防護(hù)區(qū)(LPZOB)本區(qū)內(nèi)的各類物體處在外部防雷裝置接閃器保護(hù)范圍以內(nèi)，應(yīng)不可能遭受到大于所選滾球半徑對(duì)應(yīng)的雷電流直接雷擊；但本區(qū)內(nèi)的電磁場(chǎng)未得到任何屏蔽衰減，屬充分暴露的直擊雷防護(hù)區(qū)。B2.3第一屏蔽防護(hù)區(qū)(LPZ1)本區(qū)內(nèi)的各類物體處不可能遭受到雷電流直接雷擊，流經(jīng)各類導(dǎo)體的電流比LPZOB區(qū)進(jìn)一步減??；且由于建筑物的屏蔽措施，本區(qū)內(nèi)的電磁場(chǎng)已經(jīng)得到初步的衰減。B2.4后續(xù)屏蔽防護(hù)區(qū)(LPZn+1)為進(jìn)一步減小所導(dǎo)引的電流或電磁場(chǎng)而增設(shè)的后續(xù)防護(hù)區(qū)。B.3風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要部位的雷電防護(hù)區(qū)B3.1防雷區(qū)LPZOA和LPZOB包括如下部位(圖B.1):a)風(fēng)輪葉片，包括風(fēng)輪輪轂及其內(nèi)部部件(傳感器、調(diào)節(jié)器等);b)機(jī)艙罩的外部部件；c)無金屬罩的機(jī)艙內(nèi)的所有設(shè)備(發(fā)電機(jī)、輔助傳動(dòng)裝置、電纜、傳感器和調(diào)節(jié)器),金屬開關(guān)柜的外部部件，非金屬開關(guān)柜的內(nèi)部部件；d)測(cè)風(fēng)設(shè)備的傳感器；e)非金屬塔架或沒有按照標(biāo)準(zhǔn)配備的鋼筋連接件的混凝土塔架；f)無屏蔽措施的操作間和升壓站的內(nèi)部，以及在無屏