1. Poškodbe generatorja vetrne turbine zaradi strele;

2. Škodljiva oblika strele;

3. Notranji ukrepi za zaščito pred strelo;

4. Ekvipotencialna povezava zaščite pred strelo;

5. Zaščitni ukrepi;

6. Prenapetostna zaščita.

S povečevanjem zmogljivosti vetrnih elektrarn in obsegom vetrnih elektrarn postaja varno obratovanje vetrnih elektrarn vedno bolj pomembno.

Med številnimi dejavniki, ki vplivajo na varno obratovanje vetrnih elektrarn, je udar strele pomemben vidik.Na podlagi rezultatov raziskav strele

za zaščito vetrnih turbin, ta članek opisuje proces strele, mehanizem poškodb in ukrepe za zaščito pred strelo vetrnih turbin.

Zaradi hitrega razvoja sodobne znanosti in tehnologije postaja posamezna zmogljivost vetrnih turbin vse večja.Da bi

absorbirajo več energije, se višina pesta in premer rotorja povečata.To določata višina in položaj vgradnje vetrne turbine

je prednostni kanal za udare strele.Poleg tega je v notranjosti skoncentrirano veliko število občutljive električne in elektronske opreme

vetrna turbina.Škoda zaradi udara strele bo zelo velika.Zato je treba vgraditi celoten sistem zaščite pred strelo

za električno in elektronsko opremo v ventilatorju.

1. Poškodbe vetrnih turbin zaradi strele

Nevarnost strele za generator vetrne turbine je običajno na odprtem območju in je zelo velika, tako da je celotna vetrna turbina izpostavljena nevarnosti

neposrednega udara strele, verjetnost neposrednega udara strele pa je sorazmerna kvadratni vrednosti višine predmeta.Rezilo

višina megavatne vetrne turbine doseže več kot 150 m, zato je lopatica vetrne turbine še posebej občutljiva na strele.Velika

V ventilator je vgrajena številna električna in elektronska oprema.Lahko rečemo, da skoraj vse vrste elektronskih komponent in električnih

opremo, ki jo običajno uporabljamo, lahko najdete v generatorskem kompletu vetrne turbine, kot so stikalna omarica, motor, pogonska naprava, frekvenčni pretvornik, senzor,

aktuator in ustrezen sistem vodil.Te naprave so koncentrirane na majhnem območju.Nobenega dvoma ni, da lahko električni udari povzročijo precejšnje

poškodbe vetrnih turbin.

Naslednje podatke o vetrnih turbinah zagotavlja več evropskih držav, vključno s podatki o več kot 4000 vetrnih turbinah.Tabela 1 je povzetek

teh nesreč v Nemčiji, na Danskem in Švedskem.Število poškodb vetrnih turbin zaradi udara strele je 3,9- do 8-krat na 100 enot na

leto.Po statističnih podatkih vsako leto strela poškoduje 4-8 vetrnih turbin v Severni Evropi na vsakih 100 vetrnih turbin.Je vredno

ob upoštevanju, da čeprav so poškodovane komponente različne, poškodbe komponent krmilnega sistema zaradi strele predstavljajo 40-50 %.

2. Škodljiva oblika strele

Običajno gre za štiri primere poškodb opreme zaradi udara strele.Prvič, oprema je neposredno poškodovana zaradi udara strele;Drugi je

da impulz strele vdre v opremo vzdolž signalnega voda, električnega voda ali drugih kovinskih cevovodov, povezanih z opremo, in povzroči

poškodbe opreme;Tretja je, da je ozemljitveno telo opreme poškodovano zaradi "protinapada" povzročenega zemeljskega potenciala

s trenutnim visokim potencialom, ki nastane med udarom strele;Četrtič, oprema je poškodovana zaradi nepravilnega načina namestitve

ali položaj namestitve in nanj vplivata električno polje in magnetno polje, ki ju strela porazdeli v prostoru.

3. Notranji ukrepi za zaščito pred strelo

Koncept strelovodnega pasu je osnova za načrtovanje celovite strelovodne zaščite vetrnih turbin.Je metoda načrtovanja strukturnih

prostor za ustvarjanje stabilnega okolja elektromagnetne združljivosti v strukturi.Sposobnost proti elektromagnetnim motnjam različnih električnih

oprema v strukturi določa zahteve za to prostorsko elektromagnetno okolje.

Kot zaščitni ukrep koncept območja zaščite pred strelo seveda vključuje tiste elektromagnetne motnje (prevodne motnje in

motnje sevanja) je treba zmanjšati na sprejemljivo območje na meji območja zaščite pred strelo.Zato različni deli

zaščitene konstrukcije so razdeljene na različna območja zaščite pred strelo.Posebna delitev območja zaščite pred strelo je povezana z

Upoštevati je treba tudi strukturo vetrne turbine ter konstrukcijsko obliko zgradbe in materiale.Z nastavitvijo zaščitnih naprav in vgradnjo

prenapetostne zaščite je vpliv strele v coni 0A območja zaščite pred strelo močno zmanjšan ob vstopu v cono 1, električni in

elektronska oprema v vetrni turbini lahko deluje normalno brez motenj.

Notranji sistem zaščite pred strelo je sestavljen iz vseh naprav za zmanjšanje elektromagnetnega učinka strele v prostoru.Vključuje predvsem strele

zaščitna izenačitev potencialov, zaščitni ukrepi in prenapetostna zaščita.

4. Ekvipotencialna povezava zaščite pred strelo

Izenačitev potencialov strelovodne zaščite je pomemben del notranjega sistema strelovodne zaščite.Izenačitev potencialov lahko učinkovito

zmanjša potencialno razliko, ki jo povzroča strela.V sistemu za izenačitev potencialov strelovodne zaščite so vsi prevodni deli med seboj povezani

zmanjšati potencialno razliko.Pri načrtovanju izenačitve potencialov je treba upoštevati najmanjšo površino prečnega prereza priključka

na standard.Celotno izenačitveno povezovalno omrežje vključuje tudi izenačitev potencialov kovinskih cevovodov ter električnih in signalnih vodov,

ki mora biti priključen na glavno ozemljitveno zbiralko prek zaščite pred udarom strele.

5. Zaščitni ukrepi

Zaščitna naprava lahko zmanjša elektromagnetne motnje.Zaradi posebnosti strukture vetrne turbine so zaščitni ukrepi možni

upoštevano v fazi načrtovanja, je mogoče zaščitno napravo realizirati po nižji ceni.Strojnica se izvede v zaprti kovinski lupini in

ustrezne električne in elektronske komponente je treba namestiti v stikalno omarico.Ohišje stikalne omare in krmiljenje

omara mora imeti dober zaščitni učinek.Kabli med različno opremo v podnožju stolpa in strojnici morajo biti zunanji kovinski

zaščitni sloj.Za zatiranje motenj je zaščitni sloj učinkovit le, če sta oba konca oklopa kabla povezana z

pas za izenačitev potencialov.

6. Prenapetostna zaščita

Poleg uporabe zaščitnih ukrepov za zatiranje virov motenj sevanja so potrebni ustrezni zaščitni ukrepi tudi za

prevodne motnje na meji območja zaščite pred strelo, tako da lahko električna in elektronska oprema zanesljivo delujeta.Strela

na meji območja zaščite pred strelo 0A → 1 je treba uporabiti odvodnik, ki lahko vodi veliko količino toka strele brez poškodb

opremo.Ta tip zaščite pred strelo se imenuje tudi zaščita pred udarom strele (zaščita pred strelo razreda I).Lahko omejijo visoko

potencialno razliko, ki jo povzroči strela, med ozemljenimi kovinskimi objekti ter električnimi in signalnimi vodi ter jo omejite na varno območje.Večina

Pomembna značilnost zaščite pred udarom strele je: v skladu s preskusom impulzne oblike 10/350 μS lahko prenese tok strele.Za

vetrne elektrarne, strelovodna zaščita na meji daljnovoda 0A → 1 je izvedena na napajalni strani 400/690V.

V območju zaščite pred strelo in poznejšem območju zaščite pred strelo obstaja samo impulzni tok z majhno energijo.Ta vrsta impulznega toka

nastane zaradi zunanje inducirane prenapetosti ali prenapetosti, ki jo ustvari sistem.Zaščitna oprema za to vrsto impulznega toka

se imenuje prenapetostna zaščita (zaščita pred strelo razreda II).Uporabite valovno obliko impulznega toka 8/20 μS.Z vidika usklajevanja energije val

zaščita mora biti nameščena za zaščito pred udarom strele.

Glede na pretok toka, na primer za telefonsko linijo, je treba tok strele na vodniku oceniti na 5%.Za razred III/IV

sistem zaščite pred strelo je 5kA (10/350 μs).

7. Zaključek

Energija strele je zelo velika, način udara strele pa zapleten.Razumni in ustrezni ukrepi za zaščito pred strelo lahko le zmanjšajo

izguba.Samo preboj in uporaba novih tehnologij lahko v celoti zaščiti in izkoristi strelo.Shema zaščite pred strelo

analiza in razprava o sistemu vetrne energije bi morala upoštevati predvsem zasnovo ozemljitvenega sistema vetrne energije.Ker je vetrna energija na Kitajskem

vključeni v različne geološke oblike reliefa, se lahko ozemljitveni sistem vetrne energije v različnih geologijah oblikuje po klasifikaciji in različnih

metode je mogoče sprejeti za izpolnjevanje zahtev glede ozemljitvenega upora.