塔筒底部应设置塔底总等电位接地端子板,总等电位接地端子板通过扁钢或铜芯电缆与设在塔筒水泥基础外的环形地网可靠连接,扁钢或铜芯电缆在穿越塔筒水泥基础时,应与水泥基础内的钢筋绝缘。塔筒底部的各种电气设备的金属外壳、机柜、机架、屏蔽线缆金属屏蔽层、电涌保护器(SPD)接地端等均应与总等电位接地端子板进行等电位连接。各电气设备和机组控制柜箱体应以最短的距离通过单独的接地线与总等电位接地端子板连接。
为避免直击雷雷电流经金属塔筒泄放入地时从塔底等电位接地端子板进入机组电子、电气系统造成损害,塔筒不应与塔底等电位接地端子板直接连接。
2.3 屏蔽、布线
屏蔽和合理布线是减少雷电电磁脉冲在电子信息系统内产生浪涌的有效措施,两者应综合使用。
屏蔽有空间屏蔽、设备屏蔽和线缆屏蔽。
空间屏蔽:机舱外壳一般采用玻钢材料制成,对雷电电磁脉冲没有屏蔽作用,为改善机舱电磁环境,考虑到施工可行性,建议在制造机舱壳体时在壳体内表面嵌入金属网,在机舱壳体边缘铺设金属带与金属网相连,在总装时直接通过螺栓与
机舱金属座连接。
设备屏蔽:风力发电系统设备大多有金属箱体,具有一定的屏蔽效果。在运行过程中,应确保机箱门板关闭并进行等电位连接及接地。线缆屏蔽:各种线缆应尽量选用带有屏蔽层的线缆,机舱到塔底的信号线路应采用光纤,这样可以减少雷电电磁脉冲对线路的影响。如果没有屏蔽层或线缆的屏蔽效果不佳,则应考虑将线缆尽量穿金属管(槽),塔与地面变电站之间的线路还需埋地敷设,屏蔽网(管、槽)应与等电位接地端子板连接。
2.3.1合理布线
合理的布线能够最大限度地减少感应回路,有效降低系统线间、线地间因电磁感应现象在相互间耦合的过电压,减小内部浪涌。信号电缆与附近可能产生电磁干扰的电力电缆应保持必要的安全间距。
信号线、电源线应尽量远离塔身和其它有可能接闪及流过雷电流的金属物,当不可避免时,应尽量避免与这些设施平行敷设并增加屏蔽措施。
2.4 接地系统
雷电流泄放入地时,接地电阻越小,雷电过电压越低,雷电流散流越快,被雷击物体高电位保持时间越短,危险性就越小,其跨步电压、接触电压也相应得到降低。实际工程中也证明接地电阻值大小在防雷工程中的至关重要。同一风场,接地电阻值较大的机组受到的雷击损害往往高于接地电阻值低的机组。一些早期的风场修建时机组接地电阻值按照小于 10 欧设计,结果雷电损害事故频发,经改造后,雷击损害事故大大降低,效果非常明显。 通常情况下,风力发电机组的接地电阻应≤ 4Ω,在土质条件较好的风场,机组接地电阻值应尽可能小。风力发电机组应共用一组接地装置,共用接地装置可以消除各系统间的高电位差,防止各接地系统之间发生高电位反击。风力发电机组共用接地装置见图 8 所示。