摘要：近年来，为了调整资源利用结构，可再生能源开始得到广泛运用。风电场的建设对于生态环境具有一定的保护作用，因此也逐渐成为当下公众共同认可的发电方式之一。对于风电场而言，防雷接地系统的施工工作是不能忽视的重点部分，防雷接地系统的好坏直接关系到建造者和使用者的人身安全。本文主要分析探究了风电场防雷接地系统的施工工艺，以望为今后的发展起到一定的参考作用。
关键词：风电场；防雷接地系统；施工工艺
近年来，我国风电场的数量不断增多，其容量也在不断地增长变化。但是，随着风电场的不断发展，其中的问题也开始暴露出来，其中比较关键的便是防雷接地系统的相关问题。对于防雷接地系统而言，最重要的便是接地电阻的设置。接地电阻一般主要由四部分组成，分别是土壤电阻、土壤与接地体的接触电阻、接地体引线的电阻以及接地体自身的电阻。其中，土壤电阻以及接触电阻是影响整体电阻的主要原因。在我国，风力发电厂往往建设在不同的环境中。对于不同的环境，降低接地电阻的方法也不尽相同。不同地方的土壤电阻率不同，有些电阻较低的土壤只需要简单地铺设接地网就可以实现要求。而有些比较复杂的地形，比如山地，则具有较高的土壤电阻率，需要通过多层降阻的方式来达到最终目的。目前，最常见的降阻方法是人工降阻、电解离子接地以及深井接地的方法。
一、电气控制系统的防雷保护
对于风电场而言，其自身的系统控制工作也十分关键。因此，需要注重对系统的组成部分进行控制保护。而该工作一般主要涉及的是放置在机舱电气柜或者整体装置底部的电控柜两部分。为了实现风电厂不受雷电的影响，需要加上防雷系统。主要措施如下：
1.1电气柜的屏蔽
一般而言，电气柜设置为封闭状态，主要为了避免电磁脉冲的干扰。在选择电气柜时，需要选择薄钢板进行制作。对于电力系统而言，电容和电阻可能都会出现在暂态的情形，风力发电机组也经常出现类似情况，但是控制系统无法承受强电压的干扰，因此就需要注重对控制系统的保护。通过使用压敏电阻或者暂态抑制二极管来实现对电路系统的保护，使其能与屏蔽体系互相连接，防止出现电源或信号干扰暂态的情形出现。对于某些裸露在外的元器件，需要进行包装保护或者封装处理，防止其出现漏电的情况。在正常情况下，各个电气柜门基本处于关闭的状态，从而达到屏蔽的效果。
1.2供电电源系统的防雷保护
一般而言，供电电源系统主要分为三个级别的防雷保护，从1-3等级分别使用雷击电涌保护器、电涌保护器以及终端设备保护器等设备来实现防雷保护。不同等级的防雷保护工作都需要相应的设备来完成，具体设置需要参照实际供电电源系统的组成情况。
1.3传感器的防雷保护
对于风电厂而言，需要注重其电力控制系统的防雷保护。而整个控制系统的信号采集工作基本依赖传感器。一般而言，传感器没有特定的保护措施，且暴露在雷区。因此，有极大的必要性对其进行防雷保护，从而促进传感器平稳的工作。在传感器正常运转的情况下，才能通过通信设备传输有关数据。
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二、风电场防雷接地系统的施工
风电场防雷接地系统在完成设计之后，工作重点在于风电场防雷系统的实际施工。在实际施工的过程中，一般通过使用热镀锌扁钢来作为接地系统的主体。采用人工铺设镀锌扁钢的方式，并将风机的设备基础铺设成圆形，在设计的同心圆之中进行进一步施工。在进行防雷保护工作时，需要将风电场机组的接地线和避雷带互相焊接，在实际施工的过程中，需要按照已定的步骤流程来进行施工。主要流程分别为：施工前准备、挖接地沟槽、铺设接地扁钢、安装有关的接地装置、焊接避雷线和接地网、对焊点连接处做防腐处理、添加降阻剂、填实沟槽、测试接地电阻值等工序。在对避雷带进行焊接的过程中，需要注重搭接长度，扁钢与扁钢搭接大于两倍扁钢的宽度，且焊接点必须牢固，避免出现裂纹、气孔以及虚焊的情况。焊接的粉末也需要做一定的处理，否则将会对整体造成安全隐患，最后需要注重焊接点的牢固力，对于外界较强的压力和拉力都能承受。同时，为了进一步避免接地网部分受到环境的腐蚀，保证风力发电厂的整体系统安全，接地系统的所有焊接部分都必须做防腐蚀的处理工作。
三、防雷接地系统的施工工艺研究
在风力发电厂的接地系统中，接地电阻表示的是该地区大地电阻效应的总值。它主要包含了土壤自身的电阻、接地体与土壤之间的接触电阻以及连接线的电阻等三个部分。由于接地体和连接线都是导体，因此二者电阻较小，甚至能忽略不计。而对于接地体与土壤之间的接触电阻，则可以采用在接地网周围增添降阻剂，或者在接地网的焊接点上安装降阻模块的方法来降低接触电阻。使用的主要原理是降低与接地体连接处的土壤的电阻率，从而降低双方之间的接触电阻。同时，在接地体的周围增添降阻剂，如果遇到大量的水，则可以形成胶状物，从而实现对接地扁铁的包裹保护。而安装物理降阻模块的方法，可以在一定程度上增大与接地极之间的接地面积。另外，接地网周围增添降阻剂之后，通过更换土壤的方式，使用较低电阻率的土壤来包裹降阻剂。相较而言，具有较低电阻率的土壤在包裹降阻剂时，可以有效的降低土壤之间散流电阻的作用，从而能够进一步保证整体设备在受到雷击的过程中，可以起到较好的散流作用。在风电场防雷接地系统中，巧妙地添加降阻剂，并使用较低电阻率的土壤包裹降阻剂的方式来避免风电场遭受雷击损害。另外，还可以使用焊接物理降阻模块、外延接地、深井接地的方式，促进风电场的防雷系统能够互相结合在一起。
总结：综上所述，本文通过分析防雷接地系统的重要性，进而列出了风电场防雷接地系统的施工工艺。可以知道使用添加降阻剂、更换低阻率的土壤、深井接地、焊接物理降阻模块等多种方法，能够实现一定的降阻效果，尤其对于土壤电阻率较高的某些地区，更能良好地发挥降阻的作用。通过使用该施工工艺可以避免风电场受到雷击的损坏，为之后的工作起到一定的参考作用。
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作者简介：郝亮亮（1992-03-08），男，汉族，籍贯：山东省枣庄市，当前职务：技术员，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：新能源风力发电
论文作者:郝亮亮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：防雷论文; 电阻论文; 系统论文; 土壤论文; 风电场论文; 电阻率论文; 工作论文; 《电力设备》2018年第31期论文;