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风电场防雷与接地检测及施工要点河南雅克特种设备制造有限公司技术部：李晨阳

风电场防雷与接地检测及施工要点

河南雅克特种设备制造有限公司

技术部：李晨阳

日期：2025.11.17

风电场防雷与接地检测及施工要点

一、防雷系统设计核心要求

1.接闪系统

1.叶片防雷：在叶片尖端和中部安装金属接闪器（如铜合金或不锈钢），通过70mm2铜缆连接至轮毂，形成雷电通道。部分设计采用分布式接闪器阵列，扩大接闪面积。

2.塔架防雷：塔筒顶部安装避雷针，高度需满足吸引雷电优先击中自身的要求；机舱罩内壁铺设金属屏蔽网（如铜网），形成法拉第笼效应，减少电磁干扰。

3.其他部件：风向标、航标灯等高处设备需配置接闪装置，确保全覆盖。

2.引下系统

1.利用塔筒钢结构作为自然引下线，连接至基础接地网。引下线需沿塔架表面或内部敷设，避免锐角弯曲，确保雷电电流顺畅导入地下。

2.关键连接点（如轮毂与塔筒、塔筒与基础）需采用焊接或螺栓连接，并做防腐处理。

3.接地系统

1.接地电阻：单台风机接地电阻≤4Ω，土壤电阻率高地区需通过增加接地极数量、使用降阻剂或换土等措施降低电阻。

2.接地网设计：

1.环形接地网：以塔基为中心，敷设半径≥10米的铜网或热镀锌扁钢接地环。

2.放射型接地极：由塔基向外辐射4-8根垂直接地极（如镀锌圆钢或铜包钢棒），与接地环连接，增大泄流面积。

3.联合接地网：风机群之间通过接地引下线相互连接，形成全场等电位网络。

3.材料选择：

1.水平接地体：热镀锌扁钢（≥40mm×4mm），镀锌层厚度≥70μm。

2.垂直接地极：热镀锌圆钢（直径≥16mm）或铜包钢棒（直径≥14mm，铜层厚度≥0.25mm）。

3.防腐要求：焊接处刷防腐沥青漆或包裹热收缩带，盐雾地区采用耐腐蚀材料（如柔性石墨接地带）。

4.浪涌保护器（SPD）配置

1.分级保护：

1.I级SPD：安装在塔基低压配电柜进线端，标称放电电流（Iimp）≥25kA（10/350μs），最大持续运行电压（Uc）385V，限制电压（Up）≤2.5kV。

2.II级SPD：安装在塔内控制柜，通流容量（In）20-40kA（8/20μs），Uc=385V，Up≤1.5kV。

3.信号SPD：安装在SCADA系统、通信线路（如RJ45/RS485）入口端，通流容量≥5kA（8/20μs），插入损耗≤0.5dB。

2.安装要求：SPD需靠近被保护设备，连接导线长度≤0.5米，避免感应过电压。

二、接地检测关键步骤

1.检测仪器与标准

1.接地电阻测试：采用三极法或钳形接地电阻仪，测量范围0.1-1000Ω，精度±5%。

2.等电位连接测试：使用等电位测试仪，测量过渡电阻≤0.03Ω。

3.土壤电阻率测试：采用四极法，测量深度≥3米，反映雨季和旱季变化。

2.检测内容

1.接地电阻：每年至少检测一次，雨季前后增加频次。

2.接闪器：检查接闪器数量、位置、材质（如铜合金厚度≥2mm）及连接牢固性。

3.引下线：检查截面积（≥70mm2铜缆）、连接方式（焊接或螺栓紧固）及绝缘性能。

4.SPD状态：检查外观是否损坏、老化，测试漏电流（≤30mA）及动作次数。

5.等电位连接：检查机舱、塔筒、控制柜等金属部件间的连接质量，过渡电阻≤0.03Ω。

3.问题处理

1.接地电阻超标：增加接地极数量、使用降阻剂或换土。

2.连接松动或腐蚀：重新焊接或紧固，并做防腐处理。

3.SPD损坏：立即更换，并记录动作次数以分析雷击频率。

三、施工部署要点

1.前期勘察

1.了解地形、土壤电阻率及周边环境，绘制接地网布置图。

2.评估雷电活动频率，确定防雷等级（如LPZ0A/0B与LPZ1/2分区）。

2.材料选型与施工

1.选择符合GB/T50057-2014和IEC61400-24标准的材料，确保导电性能和耐腐蚀性。

2.接地体埋设深度≥0.8米（冰冻地区需在冻土层以下0.3-0.5米），接地极间距≥2倍极长。

3.焊接采用热熔焊（ExothermicWelding），确保连接可靠；螺栓连接需防松措施（如双螺母或弹簧垫圈）。

3.智能监测系统

1.安装接地电阻在线监测模块（量程0.1-10Ω）、雷电流记录仪（量程0-100kA）及大气电场监测仪（±20kV/m）。

2.数据接入SCADA系统，实时显示雷电流峰值、接地阻值变化，提前预警雷击风险。

4.验收与维护

1.施工完成后进行整体验收，确保接地电阻≤4Ω，SPD参数符合设计要求。

2.制定定期检查计划（如每季度检查接地系统接触性，每年全面检测），建立维护记录，及时整改问题。