風力發電機組防雷接地裝置施工的質量控制

■ 許成

風力發電機組一般設在相對周圍環境較高的位置 , 容易受到雷擊，有些區域土壤電阻率極高 , 因而接地極與土壤的接觸電阻極大 , 所以風力發電機組接地裝置施工質量控制尤為重要。

風力發電組一般安裝在地理和地質環境較差的位置，且高聳突出，容易受到雷電的損壞。安裝風機接地裝置是降低雷擊風險、保護人身安全、穩定風機對地電位、防止風機控制和數據采集系統產生干擾，保證風機系統正常運行的接地一體化裝置。

當前國內風力發電機組防雷接地裝置施工質量控制在技術上主要采用接地系統防雷、機組葉片防雷、軸承防雷、機艙防雷、機組中設置電涌保護器等關鍵技術提高防雷裝置的質量，目前這些技術已經非常成熟。除此之外，防雷裝置施工質量控制還需要考慮施工地質環境、施工材料及工藝的質量控制。

1 風機安裝中接地裝置的重要性

以一個10萬 kW風力發電機組為例，每天發電量約為80萬～160萬度，如果接地裝置出現質量問題，導致雷電發生時產生發電機組故障，直接和間接損失估計多達幾百萬元以上，若出現人員傷亡，損失將更大。然而風力發電機組一般設在相對周圍環境較高的位置，容易受到雷擊，有些區域土壤電阻率極高，因而接地極與土壤的接觸電阻極大，所以風力發電機組接地裝置施工質量控制尤為重要。

2 風機接地裝置施工質量控制要點

為了避免雷電產生的危害，確保風力發電場及其內部電氣設備、人員的安全，通常要安裝防雷裝置，在發生雷電時將電流引向大地，因此在風力發電機組接地裝置施工之前，要做好接地裝置防雷的預控工作，最大限度減少潛在風險。在施工前期質量控制準備主要考慮以下2個方面。

首先，不同地質條件下接地裝置施工方案的準備。目前我國風力發電場所基本安裝在山區高聳區域、沿海灘涂、空曠人煙稀少的草原及高原等地帶，這些區域電阻率是不同的，要采取不同的施工方案。

1）山區高聳區域，由于山區高聳地帶，風化嚴重、土壤或者巖石含水量偏低，電阻率較大。在施工之前根據風力發電場所所在地形和位置，以單臺風力發電機組為中心，設計環形水平接地帶，內圈圓環半徑一般選擇為 5 m，外圈半徑以 15 m、25 m、50 m間距遞增，同時從風機中心向外敷設數根水平接地扁鋼呈環形水平，另外可以通過化學方法進行降阻值操作，目前高土壤電阻率地區常用的降低接地電阻的方法有：增加地網面積、增設接地體、引外接地、局部改善接地網周圍的土壤電阻率、深孔爆破制裂壓灌、電解離子接地系統等。

2）沿海灘涂沿海灘涂靠近海岸，周圍比較空曠，適宜安裝風力發電機組，該區域位置電阻率較低，為了固定風力發電機組，在土建施工時需要管樁數量較多，應充分利用管樁作為接地體，以風力發電機為中心，多個管樁圍繞風力發電機布置，在管樁周圍設置多個環形接地裝置，逐次外延。經過驗證該方案適宜在沿海灘涂地區使用。

3）空曠人煙稀少的草原及高原地帶，在該區域一般電阻率很低，以風力發電機基礎鋼筋網為接地體敷設人工接地網，既可滿足接地裝置設計要求。其次，嚴格審查施工圖紙。根據規范的施工標準，在施工平面設計圖中不是所有的接地裝置位置都有標準，例如電氣設備機房和高聳建筑物（冷卻塔、風機）是需要預埋接地裝置的，施工人員在施工之前要進行嚴格篩選和培訓，除了熟悉施工圖紙也要熟悉預埋接地裝置的位置，務必要非常清楚這些位置不能漏埋，否則二次安裝防雷裝置，將可能破壞原有防雷裝置的土建結構，影響接地裝置防雷功能。

接地裝置施工過程中，要對容易出現質量問題的幾個環節重點控制。其中，接地裝置焊接質量控制中，施工過程中，地基、接地網、等電位和重復接地等位置焊接，要嚴格質量把關、避免出現漏焊、虛焊等，在焊接完成之后，要立即組織專業人員進行電阻值測量，做到每完成一個工序，電阻值測試一次，直至達標。在接地裝置防腐方面，當前國內接地裝置防腐主要有加大接地體截面積、采用銅或其他耐腐蝕的金屬、采用陰極保護法及涂抹導電防腐涂料等，前三種存在增加設備成本或接地電阻值問題，而導電防腐材料性價相比均較高，目前被廣泛采用。另外，掩蔽部分一定要經檢測合格后方可掩蔽，并及時填寫掩蔽資料備查。

3 結語

為避免雷電造成的危害，風力發電場所接地裝置是必不可少的裝置之一，它的質量優劣直接影響到人員安全和經濟效益，本文從施工整個過程中對接地裝置的質量控制準備工作、施工材料、工藝、施工過程中關鍵環節進行質量控制論述。

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