风机雷击防护技术

本小节将重点介绍该风电机组的直击雷保护系统中的接闪系统和引下线系统。该风电机组建立的直击雷外部防雷系统示意图如图10-3所示。

10.1.2.1　接闪系统

接闪系统包括金属叶片尖及旋转桨叶中的雷电接收器、轮毂与主轴的滑动连接装置。

图10-2　整机雷电泄流通道

图10-3　风电机组防雷系统

1.叶片接闪器设计

对于叶片的接闪器设计，叶尖和叶中共设四组接闪器，在叶尖设一组，叶中设三组。采用直径60mm的铜质材料制作的圆盘形接闪器，根部通过叶片固定法兰固定在叶尖，底部连接法兰通过桁架上敷设的引下线与叶片根部M36法兰栓相连，组成叶片的接闪及导雷通道。叶片通过连接在M36法兰栓的接地线和轮毂内部的炭刷一起实现与轮毂的可靠连接，将雷电流引至金属轮毂，从而将叶片和轮毂形成一个整体泄放通道。

接闪器及其布置如图10-4和图10-5所示。

图10-4　叶尖接闪器（单位：mm）

引下线通过70mm2/12镀锡铜冲压终端与端面带螺纹的交叉螺母连接，如图10-6所示。70mm2的接地线通过炭刷和变桨轴承座实现可靠连接，从而将叶片和轮毂一起组成接闪及导流通道。

2.主轴防雷

图10-5　叶中接闪器布置图

主轴防雷通过与轮毂旋转接触的炭刷实现，炭刷的尺寸为25cm×32cm×65cm。炭刷通过一根70mm2接地电缆与机架可靠连接，避免了雷电流直接流入主轴及齿轮箱等部件，而造成主轴轴承及齿轮箱内部的轴承使用寿命缩短。主轴接地炭刷安装如图10-7所示。

图10-6　接闪器引下线和法兰栓连接图

防雷炭刷磨损信号开关为常闭，防雷炭刷磨损信号接线为依次串联，炭刷磨损信号线和炭刷自带线串联起来形成一个回路，通过主轴防雷走线支架固定好，信号线和炭刷自带线一定要紧绷绑好，不能碰到主轴以免损坏。(www.xing528.com)

10.1.2.2 引下线系统

1.气象架

气象架如图10-8所示。气象架安装在机舱上部靠近机舱尾部，避雷针和异形金属框架构成一个封闭的防雷结构。

图10-7（一）　主轴接地炭刷安装结构图

图10-7（二）　主轴接地炭刷安装结构图

2.塔架避雷器

位于偏航轴承刹车盘上的1组避雷炭刷（尺寸为25cm×32cm×65cm）将旋转的机架与塔架用可靠的导体连接，避免了雷击电流对偏航系统造成损害。炭刷通过一个_70mm2接地铜线与机架相连（图10-9）。

每节塔筒之间用四组70mm2接地铜编织线可靠连接，如图10-10所示。

图10-8　气象架

3.外部雷电流引下线规格

外部雷电流引下线的规格见表10-1。

图10-9　炭刷与机架连接

图10-10　塔筒之间的连接

表10-1　外部雷电流引下线规格