2018/08/02 
7593《GB51096風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中
7.3.2：4款中規(guī)定：
機(jī)組變電單元可靠近風(fēng)力發(fā)電機(jī)組布置，也可布置在塔筒外壁或機(jī)艙內(nèi)，當(dāng)選用組合式變壓器或敞開式油浸變壓器時(shí)，機(jī)組變電單元與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的距離不應(yīng)小于10m。
7.10.2規(guī)定：
1）機(jī)組變電單元可利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行防直擊雷保護(hù)，機(jī)組變電單元位于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的直擊雷保護(hù)范圍之外，應(yīng)采取防直擊雷保護(hù)措施;
2）機(jī)組變電單元變壓器的高、低壓側(cè)都應(yīng)裝設(shè)避雷器。
關(guān)于機(jī)組箱變與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的距離不應(yīng)小于10m的要求，參考《GB50060 高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》7.1.11條：配電裝置對(duì)建筑物及構(gòu)筑物的要求：建筑物與戶外油浸變壓器的外廓間距不宜小于10m。
但規(guī)范條文7.10.2，機(jī)組變電單元可利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行防直擊雷保護(hù)，又是建議機(jī)組變電單元又不應(yīng)離風(fēng)力發(fā)電機(jī)組太遠(yuǎn)，有個(gè)距離上限，否則應(yīng)采取防直擊雷保護(hù)措施。那么這個(gè)距離上限又是多少呢？機(jī)組變電單元能否受架空線金屬桿塔防直擊雷保護(hù)呢？如何運(yùn)用折線法和滾球法在防雷計(jì)算中加以區(qū)別？防直擊雷保護(hù)的措施又是哪些？
根據(jù)GB/T 50064 《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)規(guī)范》5.2.1條單支避雷針的保護(hù)范圍，推算如下：
粗算模型如下：
1.把整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)當(dāng)做一支避雷針，計(jì)入葉尖接閃器的高度，取避雷針高度h=120m；
2.機(jī)組旁箱變作為被保護(hù)設(shè)備，取其高度Hx=2.5m；
3.高度影響系數(shù)，因30＜h≤120m，p=5.5/√h
如下圖:
因Hx=2.5m＜0.5h=50m
保護(hù)半徑Rx=（1.5h-2Hx）P=（1.5*120-2*2.5）*5.5√120=87.8m
由以上計(jì)算模型可知，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組高度120m，機(jī)組變電單元高度為2.5m時(shí)，機(jī)組變電單元距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的合理距離為10<rx<87.8m
但以上計(jì)算方式存在問題。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組雷電保護(hù)系統(tǒng)IEC61400-24:2010《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組雷電保護(hù)》、NB/T 31039《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組雷電防護(hù)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》、GL2010《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組認(rèn)證指南》等國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)防雷計(jì)算模型是采用滾球法，而非前文所述的GB/T50064《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)規(guī)范》中的折線法。
滾球法和折線法防雷計(jì)算區(qū)別如下：
1、滾球法以擊距理論為基礎(chǔ)，根據(jù)閃擊距離(即放電距離)的大小確定避雷針(線)的保護(hù)范圍。而折線法是以經(jīng)驗(yàn)和小雷電沖擊電流下的模擬試驗(yàn)為基礎(chǔ)確定避雷針(線)的保護(hù)范圍。
滾球法與折線法是雷電理論、模擬試驗(yàn)和雷擊事故統(tǒng)計(jì)等研究的成果，它們所確定的保護(hù)范圍在一定程度上是可靠的。
折線法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)60m以下的避雷針保護(hù)范圍較實(shí)用，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明此范圍是可靠的。缺點(diǎn)是對(duì)60m以上的避雷針保護(hù)范圍不如滾球法嚴(yán)謹(jǐn)。
2、滾球法對(duì)不同保護(hù)級(jí)別的建筑物規(guī)定了不同的滾球半徑(我國(guó)規(guī)范和IEC標(biāo)準(zhǔn)略有不同)，見下表1.而折線法沒有對(duì)保護(hù)范圍進(jìn)行區(qū)別。
建筑物防雷類別滾球半徑Hr（m）
第一類防雷建筑物30
第二類防雷建筑物45
第三類防雷建筑物60
3兩種方法的對(duì)比。
①隨著建筑物防雷等級(jí)的下降，滾球法所確定的保護(hù)范圍增大，而折線法所確定的保護(hù)范圍不變。
②第一、二、三類防雷建筑物避雷針的高度分別為10m、20m、30m以下時(shí)，兩種方法所確定的保護(hù)范圍相近。
③避雷線分別為10m、20m、30m以下時(shí)，滾球法比折線法所確定的保護(hù)范圍大;避雷針高度分別為20m、30m、40m以下時(shí)，兩種方法所確定的保護(hù)范圍基本相同。
④隨著避雷針(線)高度的增加，折線法比滾球法所確定的保護(hù)范圍大得越來越多。
(5)第一類防雷建筑物用滾球法確定的保護(hù)范圍過小，除非這類建筑物是低矮的且面積較小，否則無法用避雷針保護(hù)。對(duì)這類建筑物建議采用架空避雷網(wǎng)進(jìn)行防直擊雷。
對(duì)于避雷針(線)無法提供完全保護(hù)的空間范圍或山區(qū)雷電活動(dòng)規(guī)律比較復(fù)雜，避雷針(線)的繞擊率較高的情況，應(yīng)使用避雷帶、避雷網(wǎng)及利用建筑物結(jié)構(gòu)鋼筋作為防雷裝置，以提高可靠性。
綜上，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒輪轂中心高度一般為70m以上，高者可達(dá)到140m，加上葉片葉尖避雷器的高度，風(fēng)力發(fā)電機(jī)防雷高度一般都超過100m，此時(shí)，折線法已不再適用，而應(yīng)采用滾球法。
下文按滾球法計(jì)算：
一、機(jī)組變電單元距離塔筒的距離計(jì)算：
據(jù)《GB 50057 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄D 滾球法確定接閃器的保護(hù)范圍D.0.1條第1款、第2款 按1類防雷建筑計(jì)算，hr=30m
則，機(jī)組變電單元距離塔筒的距離應(yīng)該為10m<r<18m。
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