1. 風力発電装置への落雷による損傷。

2. 雷のダメージ形態。

3. 内部の避雷対策。

4. 避雷等電位接続;

5. 遮蔽措置。

6. サージ保護。

風力タービンの容量の増加と風力発電所の規模の増加に伴い、風力発電所の安全な運用の重要性がますます高まっています。

風力発電所の安全な運用に影響を与える多くの要因の中でも、落雷は重要な側面です。雷の研究結果をもとに

風力タービンの雷保護に関するこの論文では、風力タービンの落雷のプロセス、損傷メカニズム、および避雷対策について説明します。

現代の科学技術の急速な発展により、風力タービンの単一容量はますます大きくなっています。そうするには

より多くのエネルギーを吸収するため、ハブの高さとインペラの直径は増加しています。風車の高さと設置位置によって決まります。

それは落雷の優先チャネルです。さらに、内部には機密性の高い電気・電子機器が多数集中しています。

風力タービン。落雷による被害は非常に大きくなります。したがって、完全な雷保護システムを設置する必要があります。

ファン内の電気・電子機器に。

1. 落雷による風力発電の被害

風力タービン発電機への落雷の危険性は通常、開けた場所にあり非常に高いため、風力タービン全体がその脅威にさらされます。

落雷の直撃確率は物体の高さの二乗に比例します。ブレード

メガワット風力タービンの高さは150メートル以上に達するため、風力タービンのブレード部分は特に雷の影響を受けやすいです。大

ファンの内部には多数の電気・電子機器が組み込まれています。ほぼあらゆる種類の電子部品や電気製品と言えます。

私たちが通常使用する機器は、配電盤、モーター、駆動装置、周波数変換器、センサー、

アクチュエータ、および対応するバス システム。これらのデバイスは狭いエリアに集中しています。電力サージが重大な問題を引き起こす可能性があることは疑いの余地がありません。

風力タービンの損傷。

以下の風力タービンのデータは、ヨーロッパのいくつかの国から提供されており、4,000 基以上の風力タービンのデータが含まれています。表 1 は概要です

ドイツ、デンマーク、スウェーデンで発生した事故のうち、落雷による風車の被害件数は100台あたり3.9～8回。

年。統計データによると、北欧では毎年、風力タービン 100 基につき 4 ～ 8 基の風力タービンが落雷によって損傷しています。それは価値がある

損傷したコンポーネントは異なりますが、制御システムコンポーネントの落雷による損傷が 40 ～ 50% を占めることに注目します。

2. 雷のダメージ形態

落雷による機器の損傷は通常 4 つのケースがあります。まず、機器は落雷によって直接損傷を受けます。2つ目は

雷パルスが機器に接続されている信号線、電力線、その他の金属パイプラインに沿って機器内に侵入し、事故を引き起こす可能性があります。

機器の損傷。3つ目は、接地電位の「逆襲」により機器の接地体が損傷することです。

落雷中に発生する瞬間的な高電位によるもの。第四に、不適切な設置方法により機器が損傷した場合

雷によって空間に分布する電界や磁界の影響を受けます。

3. 内部の避雷対策

避雷ゾーンの概念は、風力タービンの総合的な避雷を計画するための基礎となります。構造物の設計手法です

構造内に安定した電磁両立性環境を作り出すスペース。さまざまな電気の耐電磁干渉能力

構造内の機器によって、この宇宙電磁環境の要件が決まります。

保護対策として、避雷区域の概念には、当然のことながら、電磁障害（伝導障害や電磁障害）も含まれます。

放射線干渉）は、避雷ゾーンの境界で許容可能な範囲まで減らす必要があります。したがって、

保護された構造物は、さまざまな避雷ゾーンに分割されます。避雷区域の具体的な区分は、

風力タービンの構造、構造建物の形状と材料も考慮する必要があります。遮蔽装置を設置し設置することで

サージプロテクターを使用すると、雷保護ゾーンのゾーン 0A での雷の影響は、ゾーン 1 に入ると大幅に軽減され、電気的および

風力タービン内の電子機器は干渉することなく正常に動作します。

エリア内での雷の電磁波影響を軽減するために、すべての設備で内部避雷システムが構成されています。主に雷が含まれます

保護等電位接続、シールド対策、およびサージ保護。

4. 避雷等電位接続

避雷等電位接続は、内部避雷システムの重要な部分です。等電位ボンディングは効果的に行うことができます。

雷による電位差を抑えます。避雷等電位ボンディングシステムでは、すべての導電性部品が相互接続されています。

電位差を小さくするためです。等電位ボンディングの設計では、最小接続断面積を考慮する必要があります。

標準に。完全な等電位接続ネットワークには、金属パイプラインと電力線および信号線の等電位接続も含まれます。

これは、雷電流保護装置を介して主接地母線に接続されなければなりません。

5. 遮蔽対策

シールドデバイスは電磁干渉を軽減できます。風車の構造の特殊性により、遮蔽対策が可能であれば、

設計段階で考慮することで、より低コストでシールド装置を実現できます。機関室は密閉金属殻とし、

関連する電気および電子部品はスイッチキャビネットに設置されなければなりません。スイッチキャビネットおよびコントロールのキャビネット本体

キャビネットは良好なシールド効果を有するものとする。タワーベースとエンジンルーム内の異なる機器間のケーブルは外部金属で提供されます。

シールド層。干渉抑制のため、シールド層はケーブルシールドの両端がケーブルに接続されている場合にのみ効果を発揮します。

等電位ボンディングベルト。

6. サージ保護

放射線干渉源を抑制するための遮蔽手段の使用に加えて、それに対応する保護手段も必要です。

避雷ゾーンの境界での導電性干渉を防止し、電気および電子機器が確実に動作できるようにします。雷

避雷器は、雷保護ゾーン 0A → 1 の境界で使用する必要があります。これにより、損傷することなく大量の雷電流が流れる可能性があります。

設備。このタイプの避雷器は、雷電流保護器（クラス I 避雷器）とも呼ばれます。彼らは高値を制限することができます

接地された金属設備と電源線や信号線との間の雷による電位差を安全な範囲に制限してください。最も

雷電流保護装置の重要な特性は、10/350 μ S パルス波形テストによると、雷電流に耐えることができます。ために

風車の場合、電源ライン0A→1の境界での避雷は400/690V電源側で完了します。

避雷エリア以降の避雷エリアには、エネルギーの小さいパルス電流のみが存在します。このようなパルス電流

外部誘導過電圧やシステムから発生するサージによって発生します。このようなインパルス電流に対する保護装置です。

サージプロテクター（クラスII避雷器）と呼ばれます。8/20μSパルス電流波形を使用します。エネルギー調整の観点から見ると、

雷保護装置の下流に保護装置を設置する必要があります。

たとえば電話回線の電流の流れを考慮すると、導体上の雷電流は 5% と見積もる必要があります。クラスIII/IV用

避雷システムは5kA(10/350μs)です。

7. 結論

雷のエネルギーは非常に巨大であり、落雷モードは複雑です。合理的かつ適切な避雷対策では、雷を最小限に抑えることができます。

損失。雷を完全に保護し利用できるのは、より多くの新しい技術の進歩と応用だけです。雷保護スキーム

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