在等电位连接网系统内,所有导电的部件都互相连接,以减小雷击时引起的电位差。为了预防风电场遭受雷击后场内各部件出现不同程度的暂态电位升高而可能导致对周围的金属体、设备、线路、人体之间产生巨大的电位差,发生两者间的反击现象,应对风电场内的金属设备包括金属构架、金属装置、电气装置、通信装置和外来的导体均作等电位连接,连接母线与接地装置。汇集到机舱主底架的雷电流引到塔架,由塔架本体或引下线将雷电流传输到底部,再通过基础内的等电位连接母排引流到接地网。
风电机组机舱接地是整机防雷电气系统的重要一环,其目的是将来自机舱外部支架和叶片轮毂处的雷电经机舱底座、塔架汇流后导入大地,与机舱内部电力电子部件隔离开,保障机舱内部外部电器设备的安全。
1.机舱罩等电位连接
为了防止机舱骨架内的金属部件因雷击造成暂态的电位升高而出现闪络放电等现象,采用铜编织带将机舱的金属部件进行等电位连接,消除金属部件间的电位差。
如图10-11所示,机舱罩龙骨为钢制槽钢,截面积150mm2,利用其作机舱罩防雷接地。
在机舱罩中增加的编织接地线把机舱罩龙骨、测风杆、机舱罩外栏杆连成一体,使整个机舱罩形成等电位,并最终通过70mm2的黄绿接地线接至主机架。
图10-11 机舱等电位连接
在机舱罩壳体内,等间距布置预埋铜地线,与机舱罩龙骨可靠连接,并留出适当引线,接头用U形卡短路接地,构成机舱环形避雷织带。按照直击雷和感应雷的划分,将机舱整体分为外部和内部系统两个环节进行接地系统的布置。
该风力发电机机舱罩由两个左、右半壳和一个顶舱盖组成。顶舱盖上安装防雷支架和护栏,防雷支架上装有风速仪和风向标及航标灯。机舱罩预埋编织地线并适当留出引出线,共有10处20条线。
首先,裁剪每条引出线至200mm。在机舱左、右后角两处,用35mm2的接线铜鼻子进行短接;往前分别间隔2.5m和5m处的四点也分别用35mm2的接线铜鼻子进行短接,如图10-12所示。
图10-12 气象架与机舱罩连接示意图
局部放大后,如图10-13所示。
机舱底座后部下面的两点,也分别如上述方法短接,如图10-14所示。
图10-13 防雷线与机舱连接位置
图10-14 机舱底座连接图
将电缆在支撑腿一侧的铜鼻子用M10×40mm不锈钢螺栓与支撑腿连接,该孔为φ10mm通孔,电缆规格为70mm2黄绿接地电缆。电缆的另一侧的铜鼻子用M10×20mm不锈钢螺栓与轴承座附近的机架连接,电缆规格为长0.5m的70mm2黄绿接地电缆,如图10-15所示。(www.xing528.com)
图10-15 支撑脚与轴承座附近的机架电缆连接图
图10-16 机舱罩整体示意图
将机舱罩6个机舱罩支撑腿与机架用电缆连接起来,如图10-16所示。
2.发电机等电位连接
发电机采用四脚接地。用4根长0.4m的50mm2(或者70mm2铜质编织线)接地电缆就近接到机架孔上。安装前,先将螺纹孔周围用角磨机将漆层清理干净,再用M12丝锥将螺纹孔清理干净。电机和机架上各有4个M12的螺纹孔。冷却器用长0.2m的50mm2(或者70mm2铜质编织线)接地电缆接到电机外壳上。风力发电机等电位连接如图10-17所示。
图10-17 风力发电机等电位连接图
3.机舱柜等电位连接
用一根长0.5m的50mm2电缆一端安装在机舱柜左侧接地点,另一端连接到机舱柜支撑腿上,机舱柜另一侧安装方式相同,如图10-18所示。
4.齿轮箱等电位连接
在齿轮箱两侧底角上钻2个M12的螺纹孔,用两根长0.4m的50mm2接地电缆(或者70mm2铜质编织线)接到机架上,如图10-19所示。
图10-18 机舱柜支撑腿与接地点连接图
5.冷却风扇等电位连接
将冷却风扇支架去除保护漆,用接地电缆和机架就近连接,实现利用壳体接地。
机舱前端下方的两处引出线分别接在偏航轴承的防雷保护器的固定铜螺柱上,再做两根短接线,压接120mm2铜鼻子,用两个M6×40mm的六角头螺栓与机舱底座前端的螺纹孔牢固连接。连接处用角磨机去掉蓝色漆层。
图10-19 齿轮箱等电位连接
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