风力发电机组防雷设计方案
风力发电机组防雷设计方案
风力发电机组防雷设计方案深圳天顺科技有限公司曾中海一：概述风能是当前技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生洁净能源。
风能发电为人与自然和谐发展提供了基础。
由于风力发电机组是在自然环境下工作，不可避免的会受到自然灾害的影响。
由于现代科学技术的迅猛发展，风力发电机组的单机容量越来越大，为了吸收更多能量，轮毂高度和叶轮直径随着增高，相对的也增加了被雷击的风险，雷击成了自然界中对风力发电机组安全运行危害最大的一种灾害。
雷电释放的巨大能量会造成风力发电机组叶片损坏、发电机绝缘击穿、控制元器件烧毁等。
我国沿海地区地形复杂，雷暴日较多，应充分重视雷击给风力风电机组和运行人员带来的巨大威胁。
例如，红海湾风电场建成投产至今发生了多次雷击事件，据统计，叶片被击中率达4%，其他通讯电器元件被击中率更高达20% 。
为了降低自然灾害带来的损失，必须充分了解它，并做出有针对性的防范措施。
二：风机对比介绍风电变速恒频风力发电系统，主要分为双馈式和直驱式。
双馈式风力发电系统由于其变流器容量（滑差功率）只占系统额定功率的30％左右，能较多地降低系统成本，因此双馈式系统受到了广泛的关注。
与双馈式相比，直驱式采用低速永磁同步发电机结构，无需齿轮箱，机械损耗小，运行效率高，维护成本低，但是，由于系统功率是全功率传输，系统中变流器造价昂贵，控制复杂（本文重点介绍直驱式风电系统雷电防护）。
直驱风力发电系统风轮与永磁同步发电机直接连接，无需升速齿轮箱。
首先将风能转化为频率和幅值变化的交流电，经过整流之后变为直流，然后经过三相逆变器变换为三相频率恒定的交流电连接到电网。
通过中间电力电子变化环节，对系统有功功率和无功功率进行控制，实现最大功率跟踪，最大效率利用风能。
直驱式风力发电系统中的电力电子变换电路（整流器和逆变器）可以有不同的拓扑结构（常见2种见图1、2）。
图1图2三：设计依据标准1、Germanischer Lloyd; Vorschriften und Richtlinien, Kapitel IV: Nichtmaritime Te chnik, Abschnitt 1: Richtlinie für die Zertifizierung von Windeenergieanlagen 《GL指导文件IV‐1风力发电系统》2、IEC 61400-24 Wind turbine generator systems –Part 24: Lightning protection《IEC61400‐24风力发电系统防雷保护》3、IEC 62305 Protection against lightning 《IEC62305雷电防护》《GL 指导文件》是风机安装、测试和认证的标准，该标准也包含了对风机雷电防护的具体要求，是风机防雷保护的基础性文件。
风力发电防雷工程施工方案
一、项目背景随着风力发电事业的快速发展，风力发电机组越来越多地应用于各种地形和气候条件，雷电灾害对风力发电机组的安全稳定运行造成严重威胁。
为提高风力发电机组防雷能力，确保发电设备安全可靠运行，特制定本风力发电防雷工程施工方案。
二、施工目标1. 提高风力发电机组防雷等级，降低雷击故障发生率；2. 确保施工质量，保证工程顺利进行；3. 按时完成施工任务，缩短停机时间。
三、施工范围1. 风力发电机组本体防雷；2. 风机塔筒及基础防雷；3. 风机平台及设备防雷；4. 风力发电场内其他设施防雷。
四、施工方法1. 风力发电机组本体防雷（1）在风力发电机组本体上安装避雷针，将雷电流引至地面；（2）在避雷针周围安装接地网，确保接地电阻符合要求；（3）对避雷针进行防腐处理，延长使用寿命。
2. 风机塔筒及基础防雷（1）在风机塔筒上安装避雷针，将雷电流引至地面；（2）在风机基础周围安装接地网，确保接地电阻符合要求；（3）对避雷针和接地网进行防腐处理。
3. 风机平台及设备防雷（1）在风机平台上安装避雷针，将雷电流引至地面；（2）在风机平台周围安装接地网，确保接地电阻符合要求；（3）对避雷针和接地网进行防腐处理。
4. 风力发电场内其他设施防雷（1）对风力发电场内其他设施（如电缆、变压器等）进行接地处理，确保接地电阻符合要求；（2）对风力发电场内其他设施进行防腐处理。
五、施工要求1. 施工前，对施工人员进行技术培训，确保施工人员掌握防雷施工技能；2. 施工过程中，严格按照施工图纸和规范进行操作；3. 施工过程中，加强施工现场安全管理，确保施工安全；4. 施工过程中，做好施工记录，确保施工质量；5. 施工完成后，进行防雷效果测试，确保防雷设施符合要求。
六、施工进度1. 施工前期准备：5天；2. 风力发电机组本体防雷施工：10天；3. 风机塔筒及基础防雷施工：15天；4. 风机平台及设备防雷施工：10天；5. 风力发电场内其他设施防雷施工：5天；6. 施工验收及测试：5天。
风电防雷接地设计方案
风电防雷接地设计方案1 风机的防雷特点电闪雷鸣释放的巨大能量，会造成风机叶片爆裂、电气绝缘击穿、自动化控制和通信元件烧毁…… 1.1 一般雷击率在年均10雷电日地区，建筑物高度h与一般雷击率n的关系见表1。
1.2 环境风力发电特点是:风机分散安置在旷野，大型风机叶片高点(轮毂高度加风轮半径)达60,70 m，易受雷击;风力发电机组的电气绝缘低(发电机电压690 V、大量使用自动化控制和通信元件)。
因此，就防雷来说，其环境远比常规发电机组的环境恶劣。
1.3 严重性风力发电机组是风电场的贵重设备，价格占风电工程投资60%以上。
若其遭受雷击(特别是叶片和发电机贵重部件遭受雷击)，除了损失修复期间应该发电所得之外，还要负担受损部件的拆装和更新的巨大费用。
丹麦LM公司资料介绍:1994年，害损坏超过6%，修理费用估计至少1 500万克朗(当年丹麦装机540 MW，平均2.8万克朗/MW) 。
按LM公司估计，世界每年有1%,2%的转轮叶片受到雷电袭击。
叶片受雷击的损坏中，多数在叶尖是容易被修补的，但少数情况则要更换整个叶片。
雷击风机常常引起机电系统的过电压，造成风机自动化控制和通信元件的烧毁、发电机击穿、电气设备损坏等事故。
所以，雷害是威胁风机安全经济运行的严重问题。
2 叶片防雷研究雷击造成叶片损坏的机理是:雷电释放巨大能量，使叶片结构温度急剧升高，分解气体高温膨胀，压力上升造成爆裂破坏。
美国瞬变特性研究院用人工电晕发生器，在全复合材料的叶片做雷击试验，高电压、长电弧冲击(3(5 MV，20 kA)加在无防雷设置的叶片上，结论是叶片必须加装防雷装置。
TACKE公司设计了玻璃钢防雷叶片(图1)，叶片顶端铆装一个不锈钢叶尖，用铜丝网贴在叶片两面，将叶尖与叶根连为一导电体。
铜丝网一方面可将叶尖的雷电引导至大地，也防止雷击叶片主体。
丹麦LM公司于1994年获得叶片防雷的科研项目，由丹麦能源部资助，包括丹麦研究院雷电专家、风机生产厂、工业保险业、风电场和商业组织在内，目的在于调查研究雷电导致叶片损害，开发安全耐用的防雷叶片。
风力发电系统防雷设计研究
风力发电系统防雷设计研究风力发电系统是一种利用风能转化为电能的装置，具有可再生、清洁、环保等优点，正逐渐成为全球能源结构调整的重要部分。
由于风力发电系统通常建在高处，暴雨、雷电等天气现象容易导致系统遭受雷击，引发安全隐患和设备损坏。
对风力发电系统进行防雷设计是非常重要的。
一、风力发电系统的防雷设计原则：1.系统的安全可靠性是最重要的考虑因素。
2.尽可能减小风力发电系统的雷击危害。
3.遵循国家相关防雷标准，确保系统的合规性。
二、风力发电系统的防雷设计内容：1.系统常规防雷保护措施：（1）系统接地设计：风力发电机组、输电线路和绝缘线设计良好的接地系统，可有效地降低雷击危害。
（2）引雷器：在风力发电系统中设置引雷器，将雷电引入地下或者避免直接击中关键设备，减少雷击对设备的损害。
（3）避雷针：在发电塔上安装避雷针，防止塔上人员遭受雷击伤害。
（4）金属防护：使用避雷针、金属网等材料对设备进行金属防护，形成电磁屏蔽，防止雷击对设备造成直接伤害。
2.高频保护系统设计：（1）设置防雷川流式闭合环节，对外部大气环境中的雷击脉冲进行拦截、吸收和消散，保护风力发电系统的高频设备。
（2）通过使用避雷器、稳压器等设备，对高频电路进行保护，防止雷击冲击对设备电路产生干扰和破坏。
3.系统的过电压保护设计：（1）使用过电压保护器对系统进行过电压保护，及时将过电压释放到地下或外部大气环境中，防止过电压对系统设备产生危害。
（2）设置过电压保护器的位置、数量和规格应根据系统的整体特点进行选择，确保可靠性和合理性。
4.系统的电气接地设计：（1）风力发电机组和输电线路的接地设计应符合相关防雷标准，确保接地电阻小于设计要求。
（2）通过设置接地体，提高接地效果，减小系统感应电阻，保护系统的安全运行。
5.系统的维护和监控：定期对风力发电系统进行维护和检测，确保系统设备的正常运行，及时处理可能存在的安全隐患。
总结：风力发电系统的防雷设计是保护系统设备和人员安全的重要环节。
风电避雷工程施工方案设计
随着风电行业的快速发展，风电项目遍布全国各地，其中避雷工程是风电项目安全运行的重要保障。
为保障风电场设备安全，降低雷击事故发生率，特制定本风电避雷工程施工方案。
二、工程概况1. 工程地点：某风电场2. 工程规模：风电场内共计安装100台风机，其中避雷针100根，接地网100套，避雷器100套。
三、施工方案设计1. 施工组织机构（1）项目经理：负责全面管理项目，确保工程进度、质量和安全；（2）技术负责人：负责技术指导和施工方案实施；（3）施工队长：负责施工队伍的管理和现场施工；（4）安全员：负责现场安全监督和事故处理。
2. 施工工艺（1）避雷针安装：根据设计要求，在风机塔筒上安装避雷针，确保避雷针与塔筒连接牢固；（2）接地网铺设：在风电场内铺设接地网，确保接地网与避雷针连接，形成良好的接地系统；（3）避雷器安装：在风机附近安装避雷器，确保避雷器与接地网连接，提高雷击防护能力。
3. 施工步骤（1）现场勘查：对风电场进行现场勘查，了解地形、地质、气候等条件，为施工提供依据；（2）材料准备：根据设计要求，准备避雷针、接地网、避雷器等材料；（3）施工准备：组织施工队伍，进行技术交底和安全教育；（4）避雷针安装：按照设计要求，在风机塔筒上安装避雷针，确保连接牢固；（5）接地网铺设：按照设计要求，在风电场内铺设接地网，确保与避雷针连接；（6）避雷器安装：按照设计要求，在风机附近安装避雷器，确保与接地网连接；（7）施工验收：对施工质量进行检查，确保符合设计要求。
四、施工质量控制1. 材料质量：严格按照设计要求，选用合格的材料；2. 施工质量：严格按照施工工艺进行施工，确保工程质量；3. 检查验收：对施工质量进行检查，确保符合设计要求。
五、施工安全措施1. 施工现场安全防护：设置安全警示标志，加强安全防护措施；2. 施工人员安全培训：对施工人员进行安全培训，提高安全意识；3. 施工现场安全监督：加强施工现场安全监督，及时发现和处理安全隐患。
风力发电系统防雷设计研究
风力发电系统防雷设计研究【摘要】风力发电系统在发电过程中容易受到雷电灾害的影响，因此进行防雷设计十分重要。
本文通过对风力发电系统防雷设计的相关研究进行总结和分析，首先概述了风力发电系统防雷设计的研究现状，然后分析了风力发电系统的雷电灾害特点以及现有防雷设计方案的优缺点。
接着重点探讨了风力发电系统防雷设计的关键技术，并通过实例展示了如何应用这些技术进行防雷设计。
总结了风力发电系统防雷设计研究的重要性，提出了未来研究方向，并展望了未来风力发电系统防雷设计的发展趋势。
本文旨在为风力发电系统的防雷设计提供参考，并促进相关领域的进一步研究和发展。
【关键词】风力发电系统、防雷设计、雷电灾害、关键技术、防雷设计方案、研究总结、未来研究方向、展望1. 引言1.1 风力发电系统防雷设计研究风力发电系统是利用风能来产生电力的一种可再生能源发电系统，具有清洁、环保、可再生的特点，受到越来越多的关注和应用。
由于其安装在高空且处于自然环境中，风力发电系统容易遭受雷击袭击，从而影响系统正常运行，甚至造成设备损坏和生产中断。
风力发电系统的防雷设计显得至关重要。
通过研究风力发电系统防雷设计，可以有效保护系统设备，确保系统安全运行。
合理的防雷设计还能提高系统的可靠性和稳定性，延长设备的使用寿命，降低运营维护成本。
本文将从风力发电系统的雷电灾害特点入手，分析现有防雷设计方案的优缺点，探讨风力发电系统防雷设计的关键技术，以及介绍一些防雷设计实例。
总结风力发电系统防雷设计研究的经验教训，探讨未来研究方向，展望风力发电系统防雷设计的发展前景。
是一个值得深入探讨和研究的领域，对于促进风力发电技术的发展和推广具有重要意义。
2. 正文2.1 概述随着风力发电的快速发展，在特定风区建设风电场已经成为一种重要的能源发电形式。
风力发电系统也因其特殊的工作环境和设备特点，容易受到雷电灾害的影响，进而对系统的安全性和可靠性造成威胁。
对风力发电系统进行防雷设计显得尤为重要。
风力发电机防雷系统的组成、措施及思路
风力发电机防雷系统的组成、措施及设计思路1.风电防雷的组成风电的防雷主要由雷电电磁脉冲防护系统和直击雷防护系统组成。
雷电电磁脉冲防护系统主要针对风电的掌握系统；直击雷防护系统主要包括风塔、叶片及接地系统的防护。
从构筑物的角度进行考虑，风塔可以进行LPZ进行防雷分区，依据这种分区方式同样可以确定风塔的不同位置需要实行什么样的防护措施。
依据危急成都进行划分：处于LPZO区的部分包括叶片、风速仪，LPZ1区包括：风机（机舱）罩、塔桶内电缆、，LPZ2区包括: 变浆柜、掌握柜、等。
2.掌握系统的防雷设计对于处于野外高雷击风险环境的雷电电磁脉冲防护应重点考虑采纳等电位、屏蔽及在掌握线路上安装SPD。
3. 1机舱内的等电位系统设计风电掌握机舱内主要有变浆掌握柜、制动掌握柜、机械箱（齿轮箱）、液压掌握柜、发电机及传动系统，由于各系统之间的链接主要是靠地板的链接，各金属外壳间存在肯定的接触电阻，所以应重点做好设施之间的等电位链接，可在用紫铜带或者铜编织带进行牢靠的等电位链接。
4.2屏蔽措施屏蔽措施主要针对目前国内一些风机外科采纳高强度玻璃钢材料而言，由于雷电电磁脉冲的冲击是在空间范围内存在的，所以，为了削减机舱内电子设施受雷电电磁脉冲的冲击，应采纳金属的机舱罩, 减弱雷电电磁脉冲对机舱内设施的影响，减小雷电电磁脉冲的强度，同时也可有效的削减雷电电磁脉冲在线路上产生的浪涌脉冲。
2.3在不同位置安装相应的SPD依据国外风场的统计数据表明，风电场因雷击而损坏的主要风电机部件是掌握系统和通讯系统。
雷击事故中的40%〜50%涉及到风电机掌握系统的损坏，15%〜25%涉及到通讯系统，15%〜20%涉及到风机叶片，5%涉及到发电机。
由此可见，雷电对风机系统遭成的影响是不同的，进行具有针对性的防护是避开和削减事故的重要手段。
依据IEC61312-3. 61024和61400及GB500577994中关于雷电流安排的推举计算可计算出风机内部不同系统存在的雷击电流强度。
风力发电系统防雷设计研究
风力发电系统防雷设计研究
风力发电系统的防雷设计主要包括以下几个方面：
对于风力发电机组而言，需要采取有效的接地措施。
将风机塔杆与地面之间建立良好
的接地系统，可以有效地分散和引导雷电流，减少雷击对风机本体的破坏。
在设计过程中，应根据具体地理条件和风机塔杆的高度确定合理的接地形式和接地电阻，确保接地系统的
可靠性。
风力发电机组绕组的内部绝缘应具备较高的耐雷击能力。
采用合适的介质和绝缘结构，如特殊的绝缘纸或绝缘漆涂层，可以有效提高绕组的耐雷击性能。
对于电机的定子线圈，
还可以设置较好的绝缘距离和绝缘结构，以增加其防雷击能力。
风力发电系统的设备和设施应具备良好的防雷击能力。
风机塔杆和机舱罩体等外露部
分应选用具有较高绝缘性能的材料，并采用合适的接地方式，以减少雷电对设备的影响。
对于控制系统和仪表设备等关键设施，也应合理地设置防雷击措施，如安装避雷针等。
风力发电系统的防雷设计还要考虑在运行过程中的实际情况。
特别是在风力较大、雷
电活动频繁的地区，应加强对系统的监测和保护。
可以采用雷电监测仪和防雷击装置等设备，及时预警并采取相应的措施，保护风力发电系统的安全运行。
风力发电系统的防雷设计是保障系统安全运行的关键要素。
通过合理的接地设计、高
耐雷击的绝缘材料和结构、良好的设备防护措施以及实时的系统监测和保护等措施，可以
最大限度地降低雷击对风力发电系统的影响，保障其长期稳定运行。
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风力发电机组防雷设计方案深圳天顺科技有限公司曾中海一：概述风能是当前技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生洁净能源。
风能发电为人与自然和谐发展提供了基础。
由于风力发电机组是在自然环境下工作，不可避免的会受到自然灾害的影响。
由于现代科学技术的迅猛发展，风力发电机组的单机容量越来越大，为了吸收更多能量，轮毂高度和叶轮直径随着增高，相对的也增加了被雷击的风险，雷击成了自然界中对风力发电机组安全运行危害最大的一种灾害。
雷电释放的巨大能量会造成风力发电机组叶片损坏、发电机绝缘击穿、控制元器件烧毁等。
我国沿海地区地形复杂，雷暴日较多，应充分重视雷击给风力风电机组和运行人员带来的巨大威胁。
例如，红海湾风电场建成投产至今发生了多次雷击事件，据统计，叶片被击中率达4%，其他通讯电器元件被击中率更高达20% 。
为了降低自然灾害带来的损失，必须充分了解它，并做出有针对性的防范措施。
二：风机对比介绍风电变速恒频风力发电系统，主要分为双馈式和直驱式。
双馈式风力发电系统由于其变流器容量（滑差功率）只占系统额定功率的30％左右，能较多地降低系统成本，因此双馈式系统受到了广泛的关注。
与双馈式相比，直驱式采用低速永磁同步发电机结构，无需齿轮箱，机械损耗小，运行效率高，维护成本低，但是，由于系统功率是全功率传输，系统中变流器造价昂贵，控制复杂（本文重点介绍直驱式风电系统雷电防护）。
直驱风力发电系统风轮与永磁同步发电机直接连接，无需升速齿轮箱。
首先将风能转化为频率和幅值变化的交流电，经过整流之后变为直流，然后经过三相逆变器变换为三相频率恒定的交流电连接到电网。
通过中间电力电子变化环节，对系统有功功率和无功功率进行控制，实现最大功率跟踪，最大效率利用风能。
直驱式风力发电系统中的电力电子变换电路（整流器和逆变器）可以有不同的拓扑结构（常见2种见图1、2）。
图1图2三：设计依据标准1、Germanischer Lloyd; Vorschriften und Richtlinien, Kapitel IV: Nichtmaritime Te chnik, Abschnitt 1: Richtlinie für die Zertifizierung von Windeenergieanlagen 《GL指导文件IV‐1风力发电系统》2、IEC 61400-24 Wind turbine generator systems –Part 24: Lightning protection《IEC61400‐24风力发电系统防雷保护》3、IEC 62305 Protection against lightning 《IEC62305雷电防护》《GL 指导文件》是风机安装、测试和认证的标准，该标准也包含了对风机雷电防护的具体要求，是风机防雷保护的基础性文件。
《IEC61400-24》定义和描述了风机防雷保护装置及其应用。
《IEC 6 2305》具体规定了防雷保护装置的性能指标。
德国保险业协会（GDV）的指导文件《VdS 2010 雷击浪涌防护》规定风电机组的防雷保护级别至少应为第二级，也就是说，风电机组应能够防护150KA 以上的雷电而不损坏。
关于雷击风险评估的方法参见《IEC 62305-2》。
四、风电机组综合防雷保护系统1. 风电防雷的组成风电的防雷主要由雷电电磁脉冲防护系统和直击雷防护系统组成。
雷电电磁脉冲防护系统主要针对风电的控制系统；直击雷防护系统主要包括风塔、叶片及接地系统的防护。
2．雷电对风电机组的危害风力发电机通常位于开阔的区域，而且很高，所以整个风机是暴露在直接雷击的威胁之下，被雷电直接击中的概率是与该物体的高度的平方值成正比。
兆瓦级风力发电机的叶片高度达到150m以上，因此风机的叶片部分特别容易被雷电击中。
风机内部集成了大量的电气、电子设备，可以说，我们平常用到的几乎每一种电子元件和电气设备，都可以在一台风电机组中找到其应用，例如开关柜、马达、驱动装置、变频器、传感器、执行机构，以及相应的总线系统等。
这些设备都集中在一个很小的区域内。
毫无疑问，电涌可以给风电机组带来相当严重的损坏。
以下的风力发电机数据由欧洲几个国家提供,其中包含了超过4000 台风力发电机的数据。
表1是德国、丹麦和瑞典三国这些事故的汇总表。
由雷击导致的风力发电机损坏数量，每100台平均每年3.9次到8次。
从统计数据上显示，在北欧的风力发电机组中，每100台每年有4-8台遭受雷击而损坏。
表1-雷击损坏频率表国家日期风力发电机数量容量（MW）涡轮/年度雷击事故每100 台/年损坏量德国1991-1998 1498 352 9204 738 8丹麦1990-1998 2839 698 22000 851 3.9瑞典1992-1998 428 178 1487 86 5.8图3具体分析风力发电机的各种不同部件遭雷击损坏的情况，可为防雷保护提供基础数据。
图3中显示了风机中几种不同部件遭雷击损坏的关系，数据来源于德国。
值得注意的是：虽然损害部件是不相同的，但是控制系统部件雷击损坏占40-50%。
风力发电机遭雷击损坏后，由于故障损害的分析和后续的维修，会有一段时间的停工期。
对于风电场经营者来说，设备长时间停机是负担不起的。
风机高昂的首次投资费用必须在有限的时间内收回，因此必须采取措施保证设备的长期稳定运行。
从广泛使用的雷暴活动水平这一指标中，我们可以知道某一地区一年中云对地闪击的次数。
在欧洲，海岸地区和较低海拔的山区每年每平方公里发生的云‐地闪击一般按照1次到3次来估算。
平均每年的预计落雷数可以按照下列公式来计算：n=2.4×10‐5×Ng×H2.05Ng每年每平方公里的云‐地闪击数，H为物体的高度假设每平方公里年平均云‐地闪击数是2，一个75m高的物体，其雷击概率大约是每三年一次。
兆瓦级风机（H≥150m）的落雷数可以达到每12个月一次。
在设计防雷装置时，还要考虑的是：当暴露在雷电直击范围内的物体高度超过60m时，除了云‐地闪击之外，地‐云的闪击也会出现。
地‐云闪击也称作向上闪击，它从地面先导，伴随更大的雷击能量。
地‐云闪击的影响对于风机叶片的防雷设计和第一级防雷器的设计非常重要。
根据长期观察，雷击造成的损坏中除了机械损坏之外，风机的电子控制部分也常常损坏，主要有：变频器、过程控制计算机、转速表传感器、测风装置。
3．防雷保护措施防雷保护区概念是规划风力发电机综合防雷保护的基础。
它是一种对结构空间的设计方法，以便在构筑物内创建一个稳定的电磁兼容性环境（图3）。
构筑物内不同电气设备的抗电磁干扰能力的大小决定了对这一空间电磁环境的要求。
图4风力发电机雷电保护区概念(LPZ)作为一种保护措施，防雷保护区概念当然就包括了应在防雷保护区的边界处，将电磁干扰（传导性干扰和辐射性干扰）降低到可接受的范围内，因此，被保护的构筑物的不同部分被细分为不同的防雷保护区。
防雷保护区的具体划分结果与风电机组的结构有关，并且也要考虑这一结构建筑形式和材料。
通过设置屏蔽装置和安装电涌保护器，雷电在防雷保护区0 A区的影响在进入1区时被大大缩减，风电机组内的电气和电子设备就可以正常工作，不受干扰。
按照防雷保护分区的概念，一个综合防雷系统包括：1) 外部防雷保护系统：接闪器、引下线、接地系统。
2) 内部防雷保护系统：防雷击等电位连接、电涌保护、屏蔽措施。
下面作详细介绍4．外部防雷保护系统外部防雷保护系统由接闪器、引下线和接地系统组成，它的作用是防止雷击对风电机组结构的损坏以及火灾危险。
1) 接闪器雷击风力发电机的落雷点一般是在风机的桨叶上，因此接闪器应预先布置在桨叶的预计雷击点处以接闪雷击电流。
为了以可控的方式传导雷电流入地，桨叶上的接闪器通过金属连接带连接到中间部位，金属连接带可采用30×3.5mm 镀锌扁钢。
对于机舱内的滚珠轴承，为了避免雷电在通过轴承时引起的焊接效应，应将其两端通过碳刷或者放电间隙桥接起来。
对于位于机舱顶部的设施（例如风速计）的防雷保护，采用避雷针的方式安装在机舱顶部，保护该设备不受直接雷击。
2) 引下线如果是金属塔，可以直接将塔架作为引下线来使用；如果是混凝土塔身，那么采用内置引下线（镀锌圆钢φ8～10mm，或者镀锌扁钢30×3.5mm）。
3) 接地系统风力发电机的接地由塔基的基础接地极提供，塔基的基础接地网应与周围的操作室的基础接地极相连构成一个网状接地体（如图5）。
这样就形成了一个等电位连接区，当雷击发生时就可以消除不同点的电位差。
图55．内部防雷保护系统内部防雷保护系统是由所有的在该区域内缩减雷电电磁效应的设施组成。
主要包括防雷击等电位连接、屏蔽措施和电涌保护。
1) 防雷击等电位连接防雷击等电位连接是内部防雷保护系统的重要组成部分。
等电位连接可以有效抑制雷电引起的电位差。
在防雷击等电位连接系统内，所有导电的部件都被相互连接，以减小电位差。
在设计等电位连接时，应按照标准考虑其最小连接横截面积。
一个完整的等电位连接网络也包括金属管线和电源、信号线路的等电位连接，这些线路应通过雷电流保护器与主接地汇流排相连。
2) 屏蔽措施屏蔽装置可以减少电磁干扰。
由于风力发电机结构的特殊性，如果能在设计阶段就考虑到屏蔽措施，那么屏蔽装置就可以以较低成本实现。
机舱应该制成一个封闭的金属壳体，相关的电气和电子器件都装在开关柜，开关柜和控制柜的柜体应具备良好的屏蔽效果。
在塔基和机舱的不同设备之间的线缆应带有外部金属屏蔽层。
对于干扰的抑制，只有当线缆屏蔽的两端都连接到等电位连接带时，屏蔽层对电磁干扰的抑制才是有效的。
3) 电涌保护除了使用屏蔽措施来抑制辐射干扰源以外，对于防雷保护区边界处的传导性干扰也需要有相应的保护措施，这样才能让电气和电子设备可靠的工作。
在防雷保护区0A→1 的边界处必须使用防雷器，它可以导走大量的分雷电流而不会损坏设备。
这种防雷器也称之为雷电流保护器（I 级防雷器），它们可以限制接地的金属设施和电源、信号线路之间由雷电引起的高电位差，将其限制在安全的范围之内。
雷电流保护器的最重要的特性是：按照10/350μs 脉冲波形测试，可以承受雷击电流。
对风电机组来说，电源线路0A→1 边界处的防雷保护是在400/690 V 电源侧完成的。
在防雷保护区以及后续防雷区，仅有能量较小的脉冲电流存在，这类脉冲电流是由外部的感应过电压产生，或者是从系统内部产生的电涌。
对于这一类脉冲电流的保护设备叫作电涌保护器（II 级防雷器）。
用8/20μs 脉冲电流波形进行测试。
从能量协调的角度来说，电涌保护器需要安装在雷电流保护器的下游。
该电涌保护器是由附带热脱扣装置的金属氧化物压敏电阻组成。
当在数据处理系统安装电涌保护器时，与电源系统上安装的电涌保护器不同的是：电涌保护器与测控系统的兼容性以及测控系统本身的工作特性需要特别注意。