DEHNprotectsWindturbine德和盛风力发电机防雷cuit讲座
德国DEHN一级浪涌保护器10350防雷模块DVA CSP 3P 100FM技术参数2
德国DEHN一级浪涌保护器10/350防雷模块DVA CSP 3P 100FM技术参数
编辑：郑州万佳防雷薛红
德国DEHN一级浪涌保护器10/350防雷模块DVA CSP 3P 100FM 产品是德国DEHN浪涌保护器里的,一级保护防雷模块,产品实际一体化设计,可插拔更换,带有FM遥信指示告警端子,最在可达100KA(10/350 ),是石化项目,风电项目等产品的优先考虑产品.产品安装方便,便于维护.
最大持续工作电压uc:255V 雷电放电电流25/100KA(10/350us) 电压保护水平<1.5KV
产品介绍
DEHN DEHNvap CSP 100（DVA CSP 100），DEHNvap CSP 50（DVA CSP 50）多相复合雷电流电涌保护器，适用于无线移动系统的过压以及防直击雷的保护，应用于防雷分区OA-2。
功能特点
Ø 结构紧凑，密封式火花间隙
Ø 采用RADAX—Flow的后续电流限定能力专利技术
Ø 与电源C、D级电涌保护器组合使用，无需退耦器,亦可直接与过压类别I的终端装置相连(当UN=230V AC时)
Ø 低电压保护等级<1.5KV
Ø 配有完整的接线，适用于TN和TT的供电系统
Ø 双接线端，以及多功能端口，可接导线和汇流排
Ø 可选择加装遥信模块
Ø 配有工作电压指示灯
技术参数。
风力发电机组防雷保护系统解析
风力发电机组防雷保护系统解析随着能源消费方式的变革，风能产业发展日趋迅速，风电机组的防雷成为风电产业发展的重中之重，本文简单介绍了雷电的形成及危害、风电机组防雷的必要性及主要措施。
标签：风电机组；防雷保护；导雷通道1 雷电的形成及危害1.1 雷电的形成雷电的形成过程简单来说，雷云中带有大量的电荷，在静电感应的作用下，雷云的另一侧和雷云下方的地面上（或雷云下方的建筑物等）将带有大量的极性相反的电荷。
据统计，80%-90%的雷云将带有大量的负电荷，当电荷积累到一定程度，即产生强电場，由于叶片等导体尖端的电荷特别密集，尖端附近的电场更是特别强，空气在强电场的作用下发生电离，空气成为导电通道。
1.2 雷电的危害由于风电机叶片形状多有尖锐部分，尖端电荷特别密集，往往会发生尖端发电。
同时，在强电场作用下，叶片表面曲率大的地方，等电位面密，电场强度剧增，致使它附近的空气被电离而产生气体放电，即电晕放电。
这两种现象发生的同时常常伴随着巨大的能量的变化，叶片温度急剧升高，高温分解叶片周围气体，使其急剧膨胀产生气体爆裂现象，对叶片表面造成损害。
2 防雷的必要性相对于普通建筑物，风电机具有高空尖的特征。
高：风电机组常常为某个地区的高大建筑物，是一个地区的制高点。
空：风电机组的选址常常在沿海一带或者比较空旷的风力资源优越的地带，这样就决定了风电机组周围环境必定是人烟稀少，建筑物稀稀落落的情况。
尖：风电机组的叶片形状等风电机的主要构件常常有尖锐突起部分，这就为尖端放电的形成提供了良好的条件。
高空尖的特征决定了风电机组遭受雷击的概率极大，造成不可估量的损失，3 主要防雷措施3.1 叶片的防雷①无叶尖阻尼器结构的叶片防护方式由于没有叶尖阻尼器，防雷措施实施起来相对较容易，如下图1所示，叶尖部分的上部铺设有铜丝网，作为接闪器。
叶尖的主体部分内部设有铜导体，铜导体末端与金属法兰相连。
当叶片遭受直击雷时，产生的强大电流便在铜丝网中汇聚于铜导体中，短时迅速的将电流输送至金属法兰，避免了强大电流对叶片产生的破坏作用。
03Exicircuitsbi德和盛油气站防雷讲座精品文档
A circuit is intrinsically safe if no spark and thermal effect, which occur under defined experimental conditions (including normal operation and certain fault conditions), can ignite a certain explosive atmosphere. 如果一个电路在某实验条件下(包括正 常工作和故障情形), 不会产生能导致 爆炸气体点火的闪络和温度变化, 这 样的电路是本质安全的.
根据EN 1127-1 (6.4.8) 雷击作为点火源
If hazards due to lightning have been identified, the following specific requirements for equipment, protective systems and components shall be complied with: All categories: Installations shall be protected by the appropriate lightning protection measures.
Konferenz Jurata 2009
Explosion prevention and protection, Basic concepts and methodology DIN EN 1127 - 1, 2019
EN 1127-1:2019 “爆炸环境-防爆及保护-第1部分: 基本概念及方法
Surge protection for
风力发电机的防雷知识
风力发电机的防雷知识
风力发电机为什么要做雷电防护?雷击发生时，闪电电流通过风力发电机组件传导至地面，由于风力发电机位于疾风区，通常选址在空旷开阔的丘陵或山脊上，其高度远高于周围的地形地物，再加上风力发电机安装地点土壤电阻率通常较高，对雷电流的传导性能相对较差，特别容易受到直击雷、侧击雷和感应雷的袭击，因此，对风电机组件采取防雷措施是非常必要的。
那么，风力发电机雷电防护内容是什么呢?目前国际上还没有专门针对风力发电的雷电防护标准，只能参照IEC61024-1、IEC61024-1-2、IEC61312-2、IEC61312-3、IEC61312-4和IEC61312-5等标准的相关内容，通过对风机内机械、传动、电气和电子系统的屏蔽、等电位连接、浪涌保护器(SPD)和氧化锌避雷器，过压保护器，接地装置，人为的把雷击造成的损坏降到可接受的水平。
风力发电原理风电场防雷接地PPT学习教案
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机舱的防雷保护
现代大多数风力机的机舱罩是用金属板制成，本身就有 良好的防雷保护作用。机舱主机架除了与叶片相连，在 机舱罩顶上后部设置一个（数目可多于一个）高于风速、 风向仪的接闪杆，保护风速计和风向仪免受雷击。
机舱的防雷设计
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塔架的防雷保护
Rch Um / Im
➢ 接地体上最大电压出现的时刻，不一定是最大电流出
现的时刻。工程上通常是测量工频（或直流）接地电
阻，并用冲击系数来表示冲击接地电阻与工频接地电
阻的关系，即：
Rch
Rd
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接地基本概念
冲击系数 ：一般用实验方法求得，在缺乏准确数据时，对集中的人工接地
体或自然接地体的冲击系数，也可按下式计算：
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电力设备的下列金属部分，除非另有规定，可不接地或 不接中性线（保护线）：
➢ 在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内，交流额定电压 380V及以下的电力设备外壳。但当维护人员可能同时触及设备 外壳和接地物体时除外。
➢ 在干燥场所，交流额定电压127V及以下，直流额定电压110V及 以下的电力设备外壳，但爆炸危险场所除外。
位置最高是雷电袭击的首要目标 叶片是风力发电机组中最昂贵的部件
雷击造成叶片损坏
雷电击中叶尖后释放大量能量，雷电 流使叶尖结构内部温度急骤升高，造 成叶尖结构爆裂破坏甚至开裂；
雷击造成的巨大声波，对叶片结构造 成冲击破坏
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叶片防雷系统
叶片防雷系统连于叶片根部的金属环处，包括雷电接闪 器和引下线（雷电传导部分），如下图所示。
风力发电机组的综合防雷技术措施
风力发电机组的综合防雷技术措施发布时间：2022-08-17T07:32:52.208Z 来源：《福光技术》2022年17期作者：傅永安[导读] 风能作为一种清洁无污染的能源，其利用风力发电所产生的能源成为现阶段我国发展过程中的重要一部分。
而风力发电则需要使用到风力发电机组，风力发电机组的使用过程中却容易受到雷电的危害。
作为风力发电厂的核心装置，对于风力发电机组的保护十分重要。
发电厂在进行生产计划制定的过程中必须要加强风力发电机组的综合防雷，由此来为风力发电机组创造较好的运行环境，避免雷电事故的出现影响到发电厂的整体经济效益以及生产秩序。
傅永安国华（哈密）新能源有限公司新疆哈密 839000摘要：风能作为一种清洁无污染的能源，其利用风力发电所产生的能源成为现阶段我国发展过程中的重要一部分。
而风力发电则需要使用到风力发电机组，风力发电机组的使用过程中却容易受到雷电的危害。
作为风力发电厂的核心装置，对于风力发电机组的保护十分重要。
发电厂在进行生产计划制定的过程中必须要加强风力发电机组的综合防雷，由此来为风力发电机组创造较好的运行环境，避免雷电事故的出现影响到发电厂的整体经济效益以及生产秩序。
关键词：风力发电机组；综合防雷技术措施1雷击所造成的电力危害以及雷击损坏的机理 1.1雷击所造成的电力危害雷击所造的危害是多方面的，其电力方面的危害主要体现在以下几方面，分别是降低效益、损坏设备以及影响供电等方面。
在降低效益方面，主要是从电力行业发展的整体状况而言，雷击会给风力发电机组带来安全生产方面的危害，一旦发生雷击，往往会造成人员安全以及设备安全方面的问题，这就在一定程度上降低了电力企业的经济效益，增加了风力发电的成本。
损坏设备一般指的是严重性的损坏，一般雷击的电流较小时只会对发电机组的表面造成损坏，但雷击电流过大时便会损坏到风力发电机组的内部线路连接，这就很大程度上阻碍了机组的正常运行，也破坏了电力系统的性能。
发电厂和变电所的防雷保护ppt课件
变压器承受截波的能力称为多次截波耐压值Uj， 根据实践经验，该值为变压器三次截波冲击试验
电压的1/1.15倍，即：
U
j•3
U 1.15 j
精选PPT课件
18
为了保证设备安全运行，必须满足：
USUj
U U 即： 2 l K
b•5
j
由上式可见，为了保证变压器和其他设备的
安全，需采取如下措施：
1）必须限制避雷器的残压，也就是说对流过 避雷器的雷电流必须加以限制使之不大于5KA或 10KA；
二路进线的变电所
精选PPT课件
20
说明：
1）因变电所中其他设备的冲击耐压值比变压器 高，所以其他设备的最大允许电气安全距离可以 比上两图中的值相应增加35%。
2）二路进线的变电所，其最大允许电气距离比 一路进线时大。原因是一路来波时，另一路将分 流部分雷电流。
3）规程建议，三路进线变电所的最大电气允许 距离比二路时增大20%；四路及以上进线可增大 35%。
上两式表明，避雷针和接地装置上的电位uk和 ud与冲击接地电阻Rch有关， Rch越小，则uk和ud 越低。
为了防止避雷针与被保护设备或构架之间的空
气间隙Sk被击穿而造成反击事故，必须要求Sk大 于一定距离，若取空气的平均抗电强度为
S R 500KV/m，则Sk应满足： 0 .2 0 .1 h m
入侵雷电波的最大幅值 为线路绝缘的50%冲击闪 络电压U50%。
则流经避雷器雷电流的
最大值Ib满足：
U I U 2 z
5% 0 b
bm 避雷器的残压
进线段导线波阻 精选PPT课件
最大值 31
从P288表10-3-2可知，1~2Km的进线端已能够 满足限制避雷器中雷电流不超过5KA或10KA的要 求。
风电机组外部防雷技术措施PPT课件
C.Wagener
风电机组接闪状况
- clima sensors - aviation lights - antennas
cooling system
- generator - brake - gearbox - topbox - hydraulic
yaw drive
transformer station
--- 云地闪的形成过程
风电机组外部防雷相关参考标准
GB 50057 建筑物防雷设计规范
IEC 62305-1: 2006 雷电防护 第1部分: 总则 GB/T 21714.1-2008
IEC 62305-2: 2006 雷电防护 第2部分: 风险管理 GB/T 21714.2-2008
IEC 62305-3: 2006 雷电防护 第3部分:建筑物的物理损坏GB/T 21714.3-2008 和生命危险
2839
428
发电 能力 MW
每年风 力发电 机组数
352 9204
698 22000
178 1487
雷电 故障
738 851 86
每年每 百台风 力发电 机组故 障数 8.0
3.9
5.8
雷电对风电机组的损害（2）
-- 引自IEC61400-24 表5 雷击损毁风力发电机组的地区效应(德国)
设置 位置
沿海
北部 低地
数据库中 风力发电 机组数
616
519
发电 能力MW
178 88
每年风 力发电 机组数
4018
3213
雷电 故障
223 239
低山
363
86
总数
1498
352
1973
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由于火花间隙的续流抑制能力不
变压器
足导致供电中断 900
熔丝
高工频续流
没有续流抑 制能力的普 通火花间隙
720
U (V) 540
360 工频电压
180
0
冲击电压
熔丝烧断
-180
电弧电压
-360
-540
0
5
14
10
15
20
25
t (ms)
12 10 I (kA)
8 6
冲击电流
工频续流/持续短路电流 熔丝烧断
20.06.06 / 4529e_d
基本电路图
BLITZDUCTOR® XT 带旁路开关的底座
BXT BAS
BXT ML4... BXT BAS
protected
触点闭合
更换模块时不会中断通信
protected
触点开路
BLITZDUCTOR® XT 可作为贯通端子的通用型底座
线路直接连接， 如同接线端子
DEHN解决方案 --风机电涌保护
德和盛电气(上海)有限公司
风机现场
风机现场
目录
1. 雷电现象及其危害
2. 防雷保护措施
3. 防雷保护分区的概念
4. 风机内电子设备雷击和电涌保护 发电机 机舱控制柜 变桨控制柜 变流器控制柜 变电站
5. 相关电涌保护器产品特性和技术参数
6. 问答
雷电现象及其危害
雷击放电
向下的闪击 – 对建筑物有较大的破坏作用
先导
先导
云→地闪击 (向下的负极性闪击)
最多见的雷击 (90 %)
云→地闪击 (向下的正极性闪击)
雷击放电
向上的闪击 – 易发生于暴露的物体，例如天线塔
先导
先导
地云闪击 (负极性向上闪击)
地云闪击 (正极性向上闪击)
雷击电流的模拟测试波形
100 kA
4. 塔基变流控制柜的保护
电网侧保护 DBM 1 440 (FM) 或DBM 1 760 (FM)
发电机电源输入保护 定子 转子
电源输出保护 230/400V三相 230V 单相
变流控制柜的转子侧保护 (1)
变流控制柜的转子侧保护 (2)
5. 变电站保护
中高压系统保护 ( SBK 系列) 低压690V侧保护
发电机保护 （定子侧）
DG 1000 FM
工作电压 Uc=1000Vac 大容量氧化锌压敏电阻 动态热脱扣技术 工作状态视窗指示 绿/红 遥信触点 响应时间快
发电压 Uc=1000Vac • 工频耐受电压2.2 KVrms • TOV抗力高 （Un+1200V） • 线-地绝缘阻抗高 • 工作状态视窗指示 绿/红 • 遥信触点 • 无电弧外泄
高可靠性来自热动 态控制装置
热-动态控制的安全性
实例: DEHNguard® T
热脱扣器 (soft solder)
动态脱扣器 (bottleneck)
T4/00181
热-动态控制技术的视频
Yellow / Line
Yellow / Line
Y/L Family
BXT ML4 ... BXT ML2 ... BXT BAS ... BSP M4 / M2 … BSP BAS ...
10
918408
用于测风装置的 电源线保护，低的 电压保护水平
相关电涌保护器 产品特性和技术参数
DEHN + SÖ HNE 诠释
“安全 创新“
Red / Line
共有特性:
工作状态及故障指示窗口 遥信单元 遥信触点为浮动切换触点
共有特性:
模块释放按钮,更换模块无需工具.
底座及保护模块出厂编码 Shock Proof 防震功能
720 U (V) 540
360 180
0
电源 电压
-180
-360
-540
0
5
电弧 电压
10
15
20
25
t (ms)
实际的续流 If
i/kA 0,5
0 10 15 t/ms
70 I (kA)
35
理论上的续流 (短路电流)
0
0
5
10
15
20
25
t (ms)
01.08.06 / 4139e
RADAX-FLOW 技术的视频
• 内部防雷保护系统的功能：
⇒ 防止在建筑物或构筑物内部出现危险的跳火 在雷击保护系统的组件与建筑物内其它导电部件之间通过等电位连接或者保持 安全距离。
外部雷击防护系统： 接闪器、引下线、接地系统
接闪器
风机接地系统
风机地网
环形接地极连接夹具
Part No. 390 059
Part No. 308 025
防雷保护区概念
防雷保护区的划分
防雷保护区划分
LPZ0A :完全暴露的防护区，承受全部雷击电流和全部雷击磁场 LPZ0B:无直接雷击，承受局部雷击电流或感应电流，以及全部雷击磁场 LPZ 1:无直接雷击，雷击磁场得到初步衰减。 LPZ 2:电磁场进一步减弱的后续防雷区.
防雷保护区定义
防雷分区在IEC标准上有严格定义 防雷分区其功能是为了降低电磁场和感应干扰到某个指定值. 防护区分界面处的要求取决于后级防护区内设备的耐受水平. 被保护设备的线路可以经过一个防护区,也有可能为二个.
6V 0.5 A
BE 12 920 322
BE 24 920 324
15 V
33 V
0.5 A
0.5 A
BE 48 920 325
54 V 0.5 A
BE 60 920 326
70 V 0.5 A
BE 180 920 327
180 V 0.5 A
20.06.06 / 4529e_h
BLITZDUCTOR® XT BXT ML4 BE HF
风机中防雷保护区划分
风机中防雷保护区划分
风机内电子设备雷击和电涌保护
风 机 系 统 的 组 成
1. 发电机保护（双馈异步电机）
转子保护 SET SN1673 货号：989410/S
定子保护 DG 1000 FM *3
信号线保护 -BXT ML2 BE S 24 -BSP M2 BE 24
保护电路没有漏电流 带视窗指示工作状态不占用工作电流，无漏电流
06.05.06 / 4537e_a
第I级保护 - DBM 1 440 (FM)
供电是否可靠？
续流遮断-由续于S流PD的抑续流制抑
制能力不足导致熔 丝烧断
变压器
熔丝
高 Ik*
无续流抑制 能力的火花 间隙
*) k = 短路电流
雷击或其他电涌引 起火花间隙动作
8/20 5 0,1 0,4 ·103 DIN VDE 0432 T.2
1
20 µ s
200 µ s
350 µ s
600 µ s
800 µ s
t (µ s)
1000 µ s
第2级电涌保护器
防雷保护措施
整体防雷系统
• 外部防雷保护系统的功能:
⇒ 接闪器（避雷针）接入雷击电流 ⇒ 引下线将雷击电流安全传导进入接地系统 ⇒ 接地系统将雷击电流传入大地
Typical class II SPD 风机保护典型二级 电涌保护器
Typical class II SPD 风机保护典型二级 电涌保护器
Typical class II SPD 风机保护典型二级 电涌保护器
Typical class II SPD 风机保护典型二级 电涌保护器
DEHNguard S/M 系列
I (kA) 80 kA
60 kA 50 kA 40 kA
20 kA
波形 i max. 电量 W/R 标准
雷电流参数
µs
10/350
kA
100
As
50
J/
2,5 ·106
DIN V VDE V 0185-1
20 µ s
200 µ s
350 µ s
600 µ s
800 µ s
t (µ s)
1000 µ s
20.06.2006 / 4529e_a
BLITZDUCTOR® XT -复合雷电流/电涌 保护器
• eXTra 节省空间: 4线保护仅为12mm宽度
• eXTra 强度: 雷电流泻放能力高达 4 x 2.5 kA 10/350 µ s
• eXTra 效率: 能量协调保护终端设备
• eXTra 智能化: LifeCheck 控制
4
2
0
2
0
5
10
15
20
25
t (ms)
供电是否可靠？
续流遮断-续流抑制能力 20A熔丝不动作， 电源不会中断
变压器
熔丝
很低的 Ik*
具有续流抑 制能力的火 花间隙
*) k = 短路电流
雷击或电涌引起火 花间隙动作
续流抑制能力（采用RADAX-Flow 技
变压器
熔丝
很低的续流
术） 900
有续流抑制 力的火花 间隙
雷电直接击中叶片
风机叶片遭受雷击
第1级电涌保护器
雷击电流与感应电流的模拟波形
100 kA
I (kA) 80 kA
60 kA
50 kA
40 kA
2
20 kA
波形 µ s
Imax kA
Q
As
W/R J/
依据标准
1
10/350 100 50 2,5 ·106 DIN V VDE V 0185-1
2
发电机保护——定制的定子保护柜