风力发电机组防雷接地装置施工的质量控制

2021-11-12许成

Advances in Meteorological Science and Technology 2021年2期

■ 许成

风力发电机组一般设在相对周围环境较高的位置 , 容易受到雷击，有些区域土壤电阻率极高 , 因而接地极与土壤的接触电阻极大 , 所以风力发电机组接地装置施工质量控制尤为重要。

风力发电组一般安装在地理和地质环境较差的位置，且高耸突出，容易受到雷电的损坏。安装风机接地装置是降低雷击风险、保护人身安全、稳定风机对地电位、防止风机控制和数据采集系统产生干扰，保证风机系统正常运行的接地一体化装置。

当前国内风力发电机组防雷接地装置施工质量控制在技术上主要采用接地系统防雷、机组叶片防雷、轴承防雷、机舱防雷、机组中设置电涌保护器等关键技术提高防雷装置的质量，目前这些技术已经非常成熟。除此之外，防雷装置施工质量控制还需要考虑施工地质环境、施工材料及工艺的质量控制。

1 风机安装中接地装置的重要性

以一个10万 kW风力发电机组为例，每天发电量约为80万～160万度，如果接地装置出现质量问题，导致雷电发生时产生发电机组故障，直接和间接损失估计多达几百万元以上，若出现人员伤亡，损失将更大。然而风力发电机组一般设在相对周围环境较高的位置，容易受到雷击，有些区域土壤电阻率极高，因而接地极与土壤的接触电阻极大，所以风力发电机组接地装置施工质量控制尤为重要。

2 风机接地装置施工质量控制要点

为了避免雷电产生的危害，确保风力发电场及其内部电气设备、人员的安全，通常要安装防雷装置，在发生雷电时将电流引向大地，因此在风力发电机组接地装置施工之前，要做好接地装置防雷的预控工作，最大限度减少潜在风险。在施工前期质量控制准备主要考虑以下2个方面。

首先，不同地质条件下接地装置施工方案的准备。目前我国风力发电场所基本安装在山区高耸区域、沿海滩涂、空旷人烟稀少的草原及高原等地带，这些区域电阻率是不同的，要采取不同的施工方案。

1）山区高耸区域，由于山区高耸地带，风化严重、土壤或者岩石含水量偏低，电阻率较大。在施工之前根据风力发电场所所在地形和位置，以单台风力发电机组为中心，设计环形水平接地带，内圈圆环半径一般选择为 5 m，外圈半径以 15 m、25 m、50 m间距递增，同时从风机中心向外敷设数根水平接地扁钢呈环形水平，另外可以通过化学方法进行降阻值操作，目前高土壤电阻率地区常用的降低接地电阻的方法有：增加地网面积、增设接地体、引外接地、局部改善接地网周围的土壤电阻率、深孔爆破制裂压灌、电解离子接地系统等。

2）沿海滩涂沿海滩涂靠近海岸，周围比较空旷，适宜安装风力发电机组，该区域位置电阻率较低，为了固定风力发电机组，在土建施工时需要管桩数量较多，应充分利用管桩作为接地体，以风力发电机为中心，多个管桩围绕风力发电机布置，在管桩周围设置多个环形接地装置，逐次外延。经过验证该方案适宜在沿海滩涂地区使用。

3）空旷人烟稀少的草原及高原地带，在该区域一般电阻率很低，以风力发电机基础钢筋网为接地体敷设人工接地网，既可满足接地装置设计要求。其次，严格审查施工图纸。根据规范的施工标准，在施工平面设计图中不是所有的接地装置位置都有标准，例如电气设备机房和高耸建筑物（冷却塔、风机）是需要预埋接地装置的，施工人员在施工之前要进行严格筛选和培训，除了熟悉施工图纸也要熟悉预埋接地装置的位置，务必要非常清楚这些位置不能漏埋，否则二次安装防雷装置，将可能破坏原有防雷装置的土建结构，影响接地装置防雷功能。

接地装置施工过程中，要对容易出现质量问题的几个环节重点控制。其中，接地装置焊接质量控制中，施工过程中，地基、接地网、等电位和重复接地等位置焊接，要严格质量把关、避免出现漏焊、虚焊等，在焊接完成之后，要立即组织专业人员进行电阻值测量，做到每完成一个工序，电阻值测试一次，直至达标。在接地装置防腐方面，当前国内接地装置防腐主要有加大接地体截面积、采用铜或其他耐腐蚀的金属、采用阴极保护法及涂抹导电防腐涂料等，前三种存在增加设备成本或接地电阻值问题，而导电防腐材料性价相比均较高，目前被广泛采用。另外，掩蔽部分一定要经检测合格后方可掩蔽，并及时填写掩蔽资料备查。