二、等電位連接
等電位連接的目的是為了防止和減小設(shè)備、系統(tǒng)之間危險(xiǎn)的電位差,確保設(shè)備和操作人員的安全。
(一)機(jī)艙等電位連接
目前多數(shù)風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙處采取的等電位連接措施,是在機(jī)艙內(nèi)為形成一個(gè)可靠的等電位連接系統(tǒng),設(shè)置總等電位接地端子板,其與機(jī)艙金屬底座連接;機(jī)艙內(nèi)各種電氣設(shè)備的金屬外殼、機(jī)柜、機(jī)架、金屬管、槽、屏蔽線纜金屬屏蔽層、SPD 接地端、機(jī)艙接閃器引下線與機(jī)艙內(nèi)總等電位接地端子板連接;葉片雷電引下線通過滑環(huán)與機(jī)艙底座連接。
上述等電位連接措施雖然能達(dá)到防止和減小設(shè)備、系統(tǒng)之間危險(xiǎn)電位差的目的,但是這種連接方式,卻存在將部分雷電流引入機(jī)組電氣系統(tǒng)的危險(xiǎn),從而導(dǎo)致接觸器和可控硅直接損壞,或?qū)е陆佑|器及可控硅頻繁動(dòng)作引起接觸器觸頭拉弧燒蝕、可控硅損壞、補(bǔ)償電容器擊穿,甚至在母排間出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象。
機(jī)艙等電位連接系統(tǒng)建議采用如圖3 的結(jié)構(gòu)。
在風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙內(nèi)設(shè)置一機(jī)艙電氣設(shè)備總等電位接地端子板,其與機(jī)艙金屬底座絕緣,由塔底接地裝置引一根絕緣銅芯導(dǎo)線(PE 線)連接到機(jī)艙總等電位接地端子板上;SPD 接地端、屏蔽線纜金屬屏蔽層連接到接地端子板上。各種電氣設(shè)備的金屬外殼、機(jī)柜、機(jī)架、機(jī)艙避雷針引下線與機(jī)艙金屬底座連接;葉片雷電引下線通過滑環(huán)與機(jī)艙金屬底座連接。機(jī)艙電氣設(shè)備總等電位接地端子板與機(jī)艙金屬底座之間,用放電間隙等電位連接器連接。
此方法的優(yōu)點(diǎn)在于:
采用放電間隙等電位連接器將外部的直擊雷電流泄流途徑與機(jī)組內(nèi)部的感應(yīng)雷電流泄流途徑隔離開。
當(dāng)外部泄放的雷電流強(qiáng)度足夠大時(shí),放電間隙等電位連接器瞬間近似短路,將設(shè)備、系統(tǒng)之間的電位差箝位在較低的水平,經(jīng)過等電位連接器的雷電流大部分也將會(huì)沿著PE 線到塔底接地裝置泄放入地,機(jī)組電氣、電子系統(tǒng)遭受雷電損害的可能性隨之可以大大降低。
(二)塔筒底部等電位連接
塔底等電位連接系統(tǒng)應(yīng)采取如圖4 的結(jié)構(gòu)。
塔筒底部應(yīng)設(shè)置塔底總等電位接地端子板,其通過扁鋼或銅芯電纜與設(shè)在塔筒水泥基礎(chǔ)外的環(huán)形地網(wǎng)可靠連接,扁鋼或銅芯電纜在穿越塔筒水泥基礎(chǔ)時(shí),應(yīng)與水泥基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋絕緣。塔筒底部的各種電氣設(shè)備的金屬外殼、機(jī)柜、機(jī)架、屏蔽線纜金屬屏蔽層、SPD 接地端等均應(yīng)與總等電位接地端子板進(jìn)行等電位連接。各電氣設(shè)備和機(jī)組控制柜箱體應(yīng)以最短的距離通過單獨(dú)的接地線與總等電位接地端子板連接。
三、屏蔽、布線
機(jī)艙外殼一般采用玻鋼材料制成,對雷電電磁脈沖沒有屏蔽作用,為改善機(jī)艙電磁環(huán)境,考慮到施工可行性,建議在制造機(jī)艙殼體時(shí)在殼體內(nèi)表面嵌入金屬網(wǎng),在機(jī)艙殼體邊緣鋪設(shè)金屬帶與金屬網(wǎng)相連,在總裝時(shí)直接通過螺栓與機(jī)艙金屬座連接。
各種線纜應(yīng)盡量選用帶有屏蔽層的線纜,機(jī)艙到塔底的信號(hào)線路應(yīng)采用光纖,這樣可以減少雷電電磁脈沖對線路的影響。如果沒有屏蔽層或線纜的屏蔽效果不佳,則應(yīng)考慮將線纜盡量穿金屬管(槽),塔與地面變電站之間的線路還需埋地敷設(shè),屏蔽網(wǎng)(管、槽)應(yīng)與等電位接地端子板連接。
合理布線能夠最大限度地減少感應(yīng)回路,有效降低系統(tǒng)線間、線地間因電磁感應(yīng)現(xiàn)象在相互間耦合的過電壓,減小內(nèi)部浪涌。