目前多数风电机组机舱处采取的等电位连接措施如图 2 所示。在风力发电机组机舱内为形成一个可靠的等电位连接系统,设置总等电位接地端子板。总等电位接地端子板与机舱金属底座连接;机舱内各种电气设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆金属屏蔽层、电涌保护器接地端、机舱接闪器引下线与机舱内总等电位接地端子板连接;叶片雷电引下线通过滑环与机舱底座连接。
上述等电位连接措施虽然能达到防止和减小设备与设备之间,系统与系统之间危险电位差的目的,但是这种连接方式,却存在将部分雷电流引入机组电气系统的危险。以发电机 690V 主电源线路为例:当雷电击中机组接闪器,雷电流通过机舱金属底座时,SPD 导通,一部分雷电流通过 SPD 进入机舱电源线路,由于没有独立的 PE 线作为泄流通道,这部分雷电流只能通过电源线路入地或者在线路及设备间以绝缘击穿的形式泄放。主电源线路上的电机线圈、主接触器、旁路接触器、双向可控硅、补偿电容器等均会受到冲击。极高的瞬态过电压,窜入接触器控制线路和机组可控硅门极电路,导致接触器和可控硅直接损坏,或导致接触器及可控硅频繁动作引起接触器触头拉弧烧蚀、可控硅损坏、补偿电容器击穿,甚至在母排间出现拉弧现象。
机舱等电位连接系统建议采用如图 6 的结构。