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摘要：随着电力行业的不断发展，风电场的建设变得越来越重要。由于雷击和土壤电阻率等各种不利因素，必须做好风力发电防雷接地，不断总结经验教训，通过不断研究确保风电场安全运行。
关键词：风电场；防雷接地系统；施工工艺
前言
随着全球对新能源的重视， 风力发电已经成为我国电力行业的重要组成部分， 不会像传统能源那样造成严重的环境污染，并且属于可再生资源，因而在我国国民经济发展中占据着十分重要的地位。但是因为风电机组大多处于外露、空旷的自然条件下，很容易受到雷击的危害，雷击是自然界中对风电场安全运行危害最大的一种灾害， 雷电释放的巨大能量会造成风电场设备的损坏，进而影响到风电场的安全和稳定运行。所以随着风电项目建设规模的逐渐扩大， 防雷接地变得越来越重要，如果没有做好风电项目的防雷接地，会导致风电项目的安全运行产生严重的隐患和事故， 因而必须重视防雷接地技术在山区风电项目中的应用。风电场的防雷接地作为一项系统性和综合性的工程，防雷接地技术应用的是否到位，对风电场在雷雨天气时能否正常工作具有直接的影响。
1风电场防雷接地系统的作用
作为风电场的主要部分，防雷接地系统具有重要作用。防雷接地系统施工过程中，需综合考量各问题，只有严格把控全局，才能从根本上解决危险因素，预防雷击事故的发生。和其他事故相比，雷击事故带来的后果比较严重，造成的损失也比较大。与此同时，风电场还会因雷击的影响，产生系列衍生性的灾害，如电灾、火灾等，通常无法扑救。因此，强化防雷接地系统施工非常重要。一般来讲，雷击所带来的破坏主要表现为这样几个方面:第一方面，天气因素影响，造成雷击事故频发。若雷击后未将雷电引入大地中，而是穿透建筑结构本身，将导致强大电流破坏电气设施，一旦电气设施遭到严重破损，将引发火灾。而火灾的发生又会危害人身安全;第二方面，电气设施的损害也会影响到基其他设备的正常运行，影响用户正常用电。基于此，施工中需全面考量防雷问题。
2山地风电场防雷接地施工存在的问题
2.1接地电阻
在输电线路中，输电线路的塔杆或者是引下线是和接地体相连，这种设计的主要作用就是将输电线路当中能够起到雷电引流作用的线接入到大地当中去，从而能够减少电击引发的一些事故。从以上分析我们能够看出，降低杆塔的接地电阻是很有必要的。在塔杆接地装置的施工过程中，接地电阻值越低，能够发生的反击闪络的概率就越小。之后考虑冲击电流作用，接地装置的冲击电阻和工频接地电阻相比会低一点，冲击的接地电阻会由于许多原因产生不同形状的波形，几何形状的不同使得其差异很大。
2.2特殊土质接地电阻分析
我国山地土质接地电阻问题分析：由于人为措施或者风化而产生的土地，主要的构成是碎石，尽管表面上看起来植被比较好，但是由于缺少泥土并且石子之间的空隙比较大，土壤电阻率很高。虽然表面泥土的成分比较多，但是山体土质是属于比较坚硬的土，颗粒也较大，属于风化的岩颗粒，这种岩颗粒会使得土地本身具有非常高的电阻率。建于岩石上的杆塔，即使是在地下埋设钢筋也不能够形成一个统一的地网，因为岩石上基本没有土壤也没有其它的一些粉末状介质，导通性比较差，接地的电阻特别大，当雷雨天气时对雷电的释放情况也很差，进而引起跳闸。
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地土质引发的接地电阻问题：钢筋结构在使用的时候，由于土壤的保水性比较差，会出现接地电阻率比较高的情况，除此以外介质对于水分的保持性也比较差，使得雷电不能够及时的释放。在土壤以及接地的电阻之间接触的有效面积不达标，不能实现有效导通。保证长期接地电阻的稳定是有难度的，接地部分由于水土流失的情况会形成腐蚀，且损坏情况较严重。在进行远距离高压线路架设时或线路途经的地理情况比较复杂时，在山上以及多石少土的情况十有八九。常规的施工方式不能够达到线路布置的需求，往往是花费很多但是达不到目标，大大浪费了人力物力，雷雨季节线路遭受雷击的情况屡见不鲜。
3风机防雷接地技术
风机防雷中必须严格保证风机的接地电阻值不大于4Ω。针对山区风电场土壤电阻率较高的特点，在外延地网的主干线上可以增加专用的电解地极，通过它不间断的释放等离子体，增加与大地的良好接触，降低接地电阻值。要求电解地极具备免维护的特点，能够保证在20年内正常工作。与风机结合在一起的所有的金属件都应等电位连接在一起，并与防雷装置相连。接地系统有直通大地的连接，等电位连接网不设单独的接地装置。接地电缆的敷设平直、整齐。若转弯时，弯曲半径应大于导线直径的10倍。风机基础接地网采用内外两个均压环，两环之间不少于三点直接连接。将塔底控制柜的接地系统与风力发电机组雷电流引下系统的连接断开，防止雷电反击造成塔底控制柜控制元器件损坏。在风机电控系统中的对电压敏感易损坏的开关量和模拟量的信号线路在进入主控模块前加装第三级SPD。检查防雷接地回路中熔断器容量是否满足要求。
4线路防雷接地技术
贵州风电场电缆主要采用的是地埋电缆，为了避免以及减少地埋电缆受到直击雷和雷电电磁感应在电缆外皮引起的感应电流等的危害，采用在地埋电缆的上方大约30cm的位置铺设两条平行于电缆的接地金属导体。目前我国采用的地下屏蔽线通常是采用截面不低于50mm2的镀锌钢线，该方法的主要原理以在架空输电线的上方铺设避雷线的原理相似。在埋设埋地电缆时，应当尽量的原理电杆、高塔或者大树等一些容易接闪的物体，如果条件不允许，那么可以在上述物体的周围铺设普通的钢绞线，但是在埋地电缆与这些物体的距离低于五米时，那么不宜采用这种做法。同时还可以采用埋设接地装置实现埋地电缆的接地，将电缆线路每隔一定距离做接地，引下线与电缆垂直，在遭遇雷击的情况下，雷电流就能够安全的泄流入地。
5光纤防雷技术
需要对光纤铠装金属层或内部加强金属芯进行接地处理。局内接地方式，光缆中的金属件在接头部位必须全部实现连通，使中继段光缆的加强芯、防潮层、铠装层保持连通状态。在两端局（站）内错装层，加强件应接地，防潮层应通过避雷器接地。对于无业务铜线的光缆，在光缆接头处防潮层、铠装层和加强芯应作电气断开处理且都不接地。终端盒的接地装置一定要良好，接地电阻要符合要求。另外，埋设排流线和消弧线也是一种较好的防雷方法。
6升压站防雷接地
升压站主接地网电阻按设计要求小于0.5Ω。升压站安装可以覆盖保护全站电气设备范围的避雷针，避雷针接地电阻小于10Ω。避雷针接地网与主接地网互相独立，其与接地主地网的间距大于5m。所有运行中不带电设备的金属外壳，通过接地扁铁，与地网连接在一起。
结束语
风电机组的防雷工作，风电场的防雷系统是很关键的，前期应当做好风电场各方面的防雷接地的设计和施工的工作，使得建设的风电场的防雷系统可以充分的发挥出自身的作用，保证风电场安全可靠的运行。对于高海拔地区来说，建设风电场是最好的选择，不但可以有效的对资源充分的利用，而且还可以有效的促进当地经济的发展。
参考文献：
[1]谭功.南方高山风电场防雷接地关键施工技术研究与应用[J].工程技术：全文版，2016（12）：259~260.
[2]司磊.山区风电场防雷接地系统探索分析[J].中国科技博览，2014（42）：123.
论文作者:李斐,徐萌,陈菊芳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/22
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