【能源人都在看|「技术干货」安全保障+!一键了解风机外部防雷新方式( 二 )


2)普通绝缘引下线 , 内部导体包裹着一层绝缘层 , 闪络现象可以得到缓解 , 但是因为绝缘层表面未做特殊处理 , 当雷电流流过引下线时 , 引下线表面会发生爬电现象 , 当距离电气设备过近 , 也会存在雷电火花闪络的风险 。
3)DEHNHVI耐高压绝缘引下线 , 包括三层结构 , 内部导体、绝缘层以及外表面的半导体层 , 当雷电流流过引下线时 , 引下线能够把雷电流牢牢锁在半导体层内部 , 保证不会有雷电火花闪络的风险 , 给电气设备的安全运行提供了安全保障 。
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图2引下线对比
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实验验证
对于具有等效隔离功能的DEHNHVI耐高压绝缘引下线的实验验证 , 在IECTS62561-8(雷电防护系统组件——隔离LPS组件的要求)里有明确说明 。 最关键的两项测试内容就是雷电流耐受能力以及等效隔离功能验证[2] 。
IEC61400-24风力发电机组雷电防护规定 , 除非风险分析有其他结论 , 否则所有子部件都应该按照LPLI(雷电防护等级)进行保护 , LPL1是最高等级 , 意味着需要外部LPS必须耐受200kA、10/350μs的雷电流冲击[3] 。
这个测试按照下图给出的测试布置来执行的 。 为了测试绝缘引下线的等效隔离距离而采用对比验证装置 。 这个对比验证装置使用了在一个2m×2m的接地网上方布置两根交叉的金属棒(导体直径8±0.5mm、长度不小于2m) , 它们之间保证一个电气距离Sc , 接地网上的接地极的最小长度应该大于1.5m 。 对比验证装置与样品之间的距离应至少保持2m 。
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图3DEHNHVI耐高压绝缘引下线耐高压及等效隔离距离功能测试
说明:
1.高压脉冲发生器
2.高压脉冲分压器
3.冲击测试装置
4.对比验证装置
5.测试样品(DEHNHVI耐高压绝缘引下线)
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图4样品测试描述
说明:
1.DEHNHVI耐高压绝缘引下线
2.金属管
3.根据生产厂家的安装说明进行连接(外表面等电位连接)
4.内导体
5.连接至高压脉冲发生器
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图5实验室布置图
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图6实验室测试过程
在这个对比实验中 , 对比测试装置之间的电气距离Sc可以设置为生产厂家声称的DEHNHVI耐高压绝缘引下线的等效隔离距离 。 使用脉冲电压发生器模拟720kV , 0.45/2.7μs的测试冲击电压 , 测试结果显示对比验证装置之间发生了放电现象 , 而无任何沿面放电通过DEHNHVI耐高压绝缘引下线(结果如下图) 。
测试冲击电压:-720kV
结果:无沿面放电通过耐高压绝缘引下线
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图7无沿面放电通过DEHNHVI耐高压绝缘引下线
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实际使用案例
某风电场位于云南省曲靖市 , 由25台某品牌1.5MW风机组成 , 经过技术人员现场勘查 , 发现位于风机机舱顶部的接闪针与风速风向仪未保证必须的隔离距离(如下图所示) 。 风速风向仪连接着机舱内的设备 , 一旦接闪针接闪 , 将会有雷电流闪络至邻近的风速风向仪及其信号线路的风险 , 轻则造成设备的损坏 , 重则人身安全受到威胁 。 由于风机机舱平台面积很小 , 若要在其上安装传统物理隔离型接闪器 , 在保护范围达标的前提下 , 通常无法满足标准所要求的隔离距离的要求 , 一般国内风机的外部防雷设计会忽略这个隔离距离问题 。 这会存在潜在的风险 , 导致雷电流通过气象设备的信号线路直接进入机舱 , 从而对机舱内设备造成损坏甚至威胁到人身安全 。