1. Schäden durch Blitzschlag am Generator einer Windkraftanlage;

2. Schadensform des Blitzes;

3. Innere Blitzschutzmaßnahmen;

4. Blitzschutz-Potentialanschluss;

5. Abschirmmaßnahmen;

6. Überspannungsschutz.

Mit der Steigerung der Kapazität von Windkraftanlagen und der Größe von Windparks wird der sichere Betrieb von Windparks immer wichtiger.

Unter vielen Faktoren, die den sicheren Betrieb von Windparks beeinflussen, ist der Blitzeinschlag ein wichtiger Aspekt.Basierend auf den Forschungsergebnissen von Lightning

Schutz für Windkraftanlagen: In diesem Artikel werden der Blitzvorgang, der Schadensmechanismus und die Blitzschutzmaßnahmen von Windkraftanlagen beschrieben.

Aufgrund der rasanten Entwicklung moderner Wissenschaft und Technologie wird die Einzelkapazität von Windkraftanlagen immer größer.Um zu

Je mehr Energie sie aufnehmen, desto größer werden Nabenhöhe und Laufraddurchmesser.Die Höhe und die Einbaulage der Windenergieanlage bestimmen dies

es ist der bevorzugte Kanal für Blitzeinschläge.Darüber hinaus sind im Inneren zahlreiche empfindliche elektrische und elektronische Geräte konzentriert

die Windkraftanlage.Der durch einen Blitzeinschlag verursachte Schaden ist sehr groß.Daher muss ein vollständiges Blitzschutzsystem installiert werden

für die elektrische und elektronische Ausrüstung im Ventilator.

1. Blitzschäden an Windkraftanlagen

Die Gefahr eines Blitzeinschlags für den Generator einer Windkraftanlage liegt normalerweise in einem offenen Bereich und ist sehr hoch, sodass die gesamte Windkraftanlage der Gefahr ausgesetzt ist

Die Wahrscheinlichkeit, direkt vom Blitz getroffen zu werden, ist proportional zum Quadratwert der Höhe des Objekts.Die Klinge

Die Höhe der Megawatt-Windkraftanlage erreicht mehr als 150 m, sodass der Flügelteil der Windkraftanlage besonders anfällig für Blitze ist.Ein großer

Im Inneren des Ventilators sind zahlreiche elektrische und elektronische Geräte integriert.Man kann sagen, dass fast jede Art von elektronischen Bauteilen und Elektrik

Geräte, die wir normalerweise verwenden, befinden sich in einem Windkraftgeneratorsatz, wie z. B. Schaltschrank, Motor, Antriebsgerät, Frequenzumrichter, Sensor usw.

Aktor und entsprechendes Bussystem.Diese Geräte sind auf einen kleinen Bereich konzentriert.Es besteht kein Zweifel, dass Stromstöße erhebliche Schäden verursachen können

Schäden an Windkraftanlagen.

Die folgenden Daten von Windkraftanlagen werden von mehreren europäischen Ländern bereitgestellt, darunter Daten von mehr als 4000 Windkraftanlagen.Tabelle 1 ist eine Zusammenfassung

dieser Unfälle in Deutschland, Dänemark und Schweden.Die Zahl der durch Blitzeinschläge verursachten Schäden an Windkraftanlagen beträgt 3,9 bis 8 Mal pro 100 Einheiten pro Jahr

Jahr.Statistischen Daten zufolge werden in Nordeuropa pro 100 Windkraftanlagen jedes Jahr 4-8 Windkraftanlagen durch Blitze beschädigt.Es lohnt sich

Beachten Sie, dass die beschädigten Komponenten zwar unterschiedlich sind, der Blitzschaden an den Komponenten des Steuerungssystems jedoch 40–50 % ausmacht.

2. Schadensform des Blitzes

Normalerweise gibt es vier Fälle von Geräteschäden, die durch einen Blitzschlag verursacht werden.Erstens wird die Ausrüstung durch einen Blitzschlag direkt beschädigt;Das zweite ist

dass der Blitzimpuls entlang der Signalleitung, Stromleitung oder anderen mit dem Gerät verbundenen Metallleitungen in das Gerät eindringt und verursacht

Schäden an der Ausrüstung;Der dritte Grund ist, dass der Erdungskörper des Geräts durch den verursachten „Gegenangriff“ des Erdpotentials beschädigt wird

durch das augenblicklich hohe Potenzial, das während des Blitzschlags erzeugt wird;Viertens wird das Gerät aufgrund einer unsachgemäßen Installationsmethode beschädigt

oder Installationsposition und wird durch das elektrische Feld und das magnetische Feld beeinflusst, die durch Blitze im Raum verteilt werden.

3. Innere Blitzschutzmaßnahmen

Das Konzept der Blitzschutzzone ist die Grundlage für die Planung eines umfassenden Blitzschutzes von Windenergieanlagen.Es handelt sich um eine Entwurfsmethode für strukturelle

Raum, um eine stabile elektromagnetische Verträglichkeitsumgebung in der Struktur zu schaffen.Die antielektromagnetische Interferenzfähigkeit verschiedener elektrischer Geräte

Die Ausrüstung in der Struktur bestimmt die Anforderungen an die elektromagnetische Umgebung dieses Raums.

Als Schutzmaßnahme umfasst der Begriff der Blitzschutzzone selbstverständlich, dass elektromagnetische Störungen (leitungsgebundene Störungen u

Strahlungsstörungen) sollten an der Grenze der Blitzschutzzone auf einen akzeptablen Bereich reduziert werden.Daher sind verschiedene Teile der

Geschützte Bauwerke werden in verschiedene Blitzschutzzonen unterteilt.Die konkrete Einteilung der Blitzschutzzone hängt damit zusammen

Die Struktur der Windkraftanlage sowie die strukturelle Form und die Materialien des Gebäudes sollten ebenfalls berücksichtigt werden.Durch das Setzen und Installieren von Abschirmvorrichtungen

Mit Überspannungsschutzgeräten wird die Einwirkung von Blitzen in Zone 0A der Blitzschutzzone beim Eintritt in Zone 1 stark reduziert und die elektrischen und

elektronische Geräte in der Windkraftanlage können normal und störungsfrei funktionieren.

Das interne Blitzschutzsystem umfasst alle Einrichtungen zur Reduzierung der elektromagnetischen Wirkung von Blitzen in der Umgebung.Es umfasst hauptsächlich Blitze

Schutzpotentialausgleichsanschluss, Abschirmungsmaßnahmen und Überspannungsschutz.

4. Blitzschutz-Potentialanschluss

Der Blitzschutz-Potentialanschluss ist ein wichtiger Bestandteil des inneren Blitzschutzsystems.Ein Potenzialausgleich kann wirksam sein

Unterdrücken Sie die durch Blitze verursachte Potenzialdifferenz.Im Blitzschutz-Potenzialausgleichssystem sind alle leitfähigen Teile miteinander verbunden

um die Potentialdifferenz zu verringern.Bei der Auslegung des Potenzialausgleichs ist die Mindestanschlussquerschnittsfläche entsprechend zu berücksichtigen

zum Standard.Ein vollständiges Äquipotentialverbindungsnetz umfasst auch die Äquipotentialverbindung von Metallrohrleitungen sowie Strom- und Signalleitungen.

die über einen Blitzstromschutz mit der Haupterdungsschiene verbunden werden muss.

5. Abschirmmaßnahmen

Eine Abschirmvorrichtung kann elektromagnetische Störungen reduzieren.Aufgrund der Besonderheit der Windenergieanlagenstruktur können die Abschirmmaßnahmen angepasst werden

Wenn bereits in der Entwurfsphase berücksichtigt wird, kann die Abschirmvorrichtung zu geringeren Kosten realisiert werden.Der Maschinenraum muss als geschlossene Metallhülle ausgeführt sein

Im Schaltschrank sind die entsprechenden elektrischen und elektronischen Komponenten einzubauen.Der Schrankkorpus des Schaltschranks und der Steuerung

Der Schrank muss eine gute Abschirmwirkung haben.Kabel zwischen verschiedenen Geräten im Turmsockel und im Maschinenraum müssen mit Außenmetall versehen sein

Abschirmschicht.Zur Störunterdrückung ist die Abschirmschicht nur dann wirksam, wenn beide Enden des Kabelschirms mit dem Kabel verbunden sind

Potentialausgleichsgürtel.

6. Überspannungsschutz

Neben Abschirmmaßnahmen zur Unterdrückung von Strahlungsstörquellen sind auch entsprechende Schutzmaßnahmen erforderlich

Leitungsstörungen an der Grenze der Blitzschutzzone, damit elektrische und elektronische Geräte zuverlässig funktionieren können.Blitz

An der Grenze der Blitzschutzzone 0A → 1 müssen Ableiter eingesetzt werden, die große Blitzströme schadlos leiten können

die Ausrüstung.Diese Art von Blitzschutz wird auch als Blitzstromschutz (Blitzschutz der Klasse I) bezeichnet.Sie können das Hoch begrenzen

Begrenzen Sie die durch Blitzschlag verursachte Potenzialdifferenz zwischen den geerdeten Metallanlagen und den Strom- und Signalleitungen und begrenzen Sie sie auf einen sicheren Bereich.Am meisten

Ein wichtiges Merkmal des Blitzstromschutzes ist: Laut 10/350 μ S-Pulswellenformtest kann er Blitzströmen standhalten.Für

Bei Windkraftanlagen wird der Blitzschutz an der Grenze der Stromleitung 0A → 1 auf der 400/690V-Stromversorgungsseite abgeschlossen.

Im Blitzschutzbereich und dem anschließenden Blitzschutzbereich gibt es nur Impulsströme mit geringer Energie.Diese Art von Impulsstrom

wird durch die von außen induzierte Überspannung oder die vom System erzeugte Überspannung erzeugt.Die Schutzausrüstung für diese Art von Stoßstrom

wird als Überspannungsschutz (Blitzschutz der Klasse II) bezeichnet.Verwenden Sie die Impulsstromwellenform 8/20 μ S.Aus Sicht der Energiekoordination ist der Anstieg

Der Blitzschutz muss dem Blitzstromschutz nachgeschaltet werden.

Betrachtet man den Stromfluss beispielsweise für eine Telefonleitung, sollte der Blitzstrom auf dem Leiter auf 5 % geschätzt werden.Für Klasse III/IV

Blitzschutzsystem, es beträgt 5kA (10/350 μs)。

7. Fazit

Die Blitzenergie ist sehr groß und der Blitzeinschlagmodus ist komplex.Durch sinnvolle und geeignete Blitzschutzmaßnahmen kann nur eine Reduzierung erreicht werden

der Verlust.Nur der Durchbruch und die Anwendung weiterer neuer Technologien können den Blitz vollständig schützen und nutzen.Das Blitzschutzsystem

Bei der Analyse und Diskussion von Windkraftsystemen sollte hauptsächlich das Design des Erdungssystems für Windkraft berücksichtigt werden.Da ist Windkraft in China

Das Erdungssystem der Windenergie ist an verschiedenen geologischen Landformen beteiligt und kann in unterschiedlichen Geologien durch Klassifizierung unterschiedlich gestaltet werden

Es können Methoden angewendet werden, um die Anforderungen an den Erdungswiderstand zu erfüllen.