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溫州盾開電氣有限公司專注于雷電、電涌和電磁脈沖防護相關(guān)產(chǎn)品。溫州盾開成功解決了電源電涌保護器失效與起火、電涌保護器失效和遙信脫扣等四大性防雷難題。產(chǎn)品主要包括：防雷器保護器，防雷器，SPD后備保護器等。公司產(chǎn)品均已通過了檢驗認證。

雷擊對風電機組的損害一直受到風機企業(yè)的關(guān)注，本文主要對機組如何雷擊困擾及風電行業(yè)未來的防雷技術(shù)如何發(fā)展等問題做出介紹。
一、雷電災害是公認的嚴重十大自然災害之一，雷電對風力發(fā)電機組的有多大？風能領(lǐng)域中防雷問題越來越受，很多風電公司為此特設(shè)風電防雷部，與此同時，風能設(shè)備上的防雷，從技術(shù)層面上，到底應該怎么防？

莊嚴：眾所周知，雷電作為一種正常的大氣放電現(xiàn)象是防不住的，我的工作是機組在雷擊接閃后所產(chǎn)生的損失，機組的抗雷擊性能。所以從這個角度說，我做的并不是防雷，而是防損，是研究怎樣雷擊造成的損失。

其次，雷電對機組的影響應該分為兩個方面；直接損失和間接損失。直接損失是指在機組接閃后造成的設(shè)備損壞，包括：葉片、電控設(shè)備的損壞；間接損失是指有雷擊而造成的停機時間和維修成本。由于雷擊在風場的運行隱患中屬于無特定條件的隱患，往往只能在雷擊后才能夠采取補救措施，而雷擊一般造成的后果所產(chǎn)生的成本都比較高，所以近年來了整機廠、葉片廠和業(yè)主的。

后，回答你的個問題。雷電對風機的影響究竟有多大我不好說，但有組數(shù)據(jù)可以說明問題：據(jù)德國相關(guān)部門的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，每百臺機組的雷擊數(shù)量約在10%左右，國內(nèi)某風場葉片因雷擊的損壞率是5.56%；按雷擊后需要對葉片進行更換的成本計算，更換一臺機組葉片的吊裝費用約100萬元幣，葉片的成本約30-40萬元，把全部費用綜合起來，更換一臺機組中的一個葉片的直接費用約在150萬元。而更換所需要的停機時間少在72小時以上，這還不算有雷擊后當時及事故調(diào)查所需要的停機時間；平均計算怎么也要100小時，這些損失也是龐大的。我想這也是為什么雷擊問題會多方面的原因。

二、目前，風機在雷擊的問題上受哪些方面影響較大，或者存在那些問題呢？

莊嚴：行業(yè)中雷電的了解程度應該說不是很高，雖然都很但由于沒有專門的研發(fā)團隊，所以對機組的抗雷擊性能的或者說機組的防雷水平不是很高。

首先，機組葉片的有效接閃率較低是影響機組受雷擊損失較大的因素。很多人不了解什么叫有效接閃率：有效接閃率是指葉片在接閃時雷電點是否在葉片的接閃器上，如果在接閃器上接閃，就叫有效接閃；如果雷擊點不在接閃器上，而在葉片的其他部位，就叫做無效接閃。我是個在風電行業(yè)中提出機組的有效接閃率的概念的人，在此之前行業(yè)中還沒有人提出過這種觀點。造成目前機組有效接閃率較低的原因是葉片生產(chǎn)廠家對葉片的布置沒有專門的研究，只是了解接閃器應該葉片的高點，如果說到原理，采用的還是放電的原理。而風力發(fā)電機組的葉片的接閃器實質(zhì)上動態(tài)的，不同機組的葉片在的額定風速下的轉(zhuǎn)速是不一樣的，接閃器從水平0°運行到360°所形成軌跡的速度及在形成閃電通道時所在垂直270°上產(chǎn)生的位移長度不同，所以不是隨便安裝一組接閃器就能要求的。

如果能夠機組的有效接閃率，那么直觀的效果就是了葉片因雷擊的損壞率。
第二，地電位反擊已經(jīng)成為機組受雷擊影響比重較大的因素
 
機組接地電阻的大小直接影響機組在接閃后是否會造成地電位反擊的重要參數(shù)。同樣是遭雷擊，接地電阻低的機組電控沒有任何損壞；而接地電阻高的機組，大多造成電控設(shè)備的損壞。還有一些防雷公司將風場接地全部聯(lián)合起來形成大地網(wǎng)，而實際情況確卻是，當這個大地網(wǎng)上的某一機組遭雷擊后，相鄰機組由于接地電阻不同而受到地電位反擊，此類事故在很多采用多機聯(lián)合的風場中非常常見。
三、很多風場都在進行防雷接地的招投標，那么防雷接地的效果與機組有什么樣的關(guān)系呢？
莊嚴：我在《風力發(fā)電廠雷電風險評估》一文中對國內(nèi)某風場進行了全場雷電風險評估的初步分析，通過結(jié)果看出。全場41臺機組中，存在較高雷擊風險的機組達到31%，這31%里面高接地電阻的機組占到了10臺。而且從的風場看，絕大多數(shù)機組目前運行在高接地電阻狀態(tài)下運行。高接地電阻不僅對雷擊存在較大風險，絕大部分機組采用TN-C供電制式，N與PE線實質(zhì)上共用接地網(wǎng)。由于TN-C自身波動率較高，較高的接地電阻在電網(wǎng)出現(xiàn)波動時會形成零電位漂移，造成電壓的抬升，加速設(shè)備老化等問題。
四、正如您所說，葉片接閃器很重要，那給風機裝避雷針是不是行之有效的，此外機組的電控設(shè)備防雷有什么問題嗎？還有進一步完善的空間嗎？

莊嚴：說到裝避雷針，的確看到過給機組上裝避雷針的案例。首先你不能再葉片上裝避雷針了，因為這樣就改變了葉片的氣動性能；如果你把避雷針裝到機組上，按照目前的IEC所采用的滾球法來看，這個避雷針根本不會有什么作用，因為一般葉片的長度都在38米左右，按照這個高度的保護半徑計算機艙都是在保護半徑內(nèi)的。如果作為裝飾應該是允許的。對于電控設(shè)備的防雷國內(nèi)外機組的防雷一般采用的防雷措施是等電位和安裝SPD。對于SPD的安裝我看到很多國外風機的公司采用的是二級防雷保護，應該說屬于保護不全。另外，還要談到機組的防雷分區(qū)，按照IEC62305系列，風力發(fā)電機組作為高度超過100米的構(gòu)筑物，其不僅受到直擊雷的影響，還會受到側(cè)擊雷的影響。對于SPD的安裝應該按照不同的防雷分區(qū)進行合理的設(shè)計，國內(nèi)包括國外的很多風機在等電位和SPD的選型上，應該說還有很大的空間。
五、您覺得風電行業(yè)中未來的防雷技術(shù)會有怎樣的發(fā)展呢？例如海上風機的防雷技術(shù)。

莊嚴：就像我上面提到的，機組的有效接閃率一樣，應該說在風電行業(yè)的防雷領(lǐng)域中我能夠預見的發(fā)展應該在這幾個方面：

1、 如何機組葉片的有效接閃率？如果能夠機組有效接閃率，那么就等于節(jié)省了一筆更換葉片的費用；
2、 風力發(fā)電廠的區(qū)域雷電風險評估，如何在風場進行微觀選址時把機組的雷擊預期考慮進去。風力發(fā)電廠作為一個動態(tài)的區(qū)域，其針對每臺機組的雷電風險評估不是一個簡單的對現(xiàn)有的套用，而是一個需要跨學科、結(jié)合多方面因素綜合評估考評的結(jié)果；

3、 此外，如何改變被動的防雷，而采取的防護措施，例如考慮機組的雷電預警應該也是一種行之有效的；

4、 后是機組雷電通道的建立，如何雷電流及軸承寄生電流對軸承的電流腐蝕；

5、 海上風電的防雷技術(shù)，應該說目前還沒有完整的技術(shù)規(guī)范。由于海上的雷暴活動低于陸地上的，所以很多公司認為海防機組的防雷不用做過多的特殊防護；而恰恰相反，雖然海上閃電數(shù)量少，但是單次雷電能量是陸地的幾十倍，適應于內(nèi)陸的防雷配置可能在海上會遇到較大的挑戰(zhàn)。

六、對了，經(jīng)常在防雷相關(guān)的上看到您的論文，不知道您有哪些關(guān)于風電的論文呢？
莊嚴：其實風電防雷和其它的防雷是一樣的，只要做到了對的了解和熟悉原理都是差不多的。從去年關(guān)注防雷到現(xiàn)在寫了幾篇文章如：《風力發(fā)電機組直擊雷防護特點》、《風力發(fā)電機組的災害防護》、《青藏高原的風力發(fā)電機組接地工程設(shè)計》、《風力發(fā)電機組接地工程設(shè)計》、《風力發(fā)電廠雷電風險評估》和一篇翻譯專家的《一種新型的風力發(fā)電機組防雷》。
七、說到專利，您怎么看國內(nèi)風電行業(yè)防雷專利的問題呢？

莊嚴：我認為國內(nèi)風電行業(yè)也防雷專利少的主要原因并不在于是否是防雷專利，風電整機和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的企業(yè)中自主知識產(chǎn)權(quán)本身就少，應該說與這個行業(yè)初期的技術(shù)引進是有關(guān)系的。而現(xiàn)在很多公司逐步開始專利問題，如華銳、上海電氣等公司的專利數(shù)量已經(jīng)趨于國內(nèi)地位。其中防雷專利的比例也在，這也說明企業(yè)在知識產(chǎn)權(quán)的同時也在機組的防雷問題。雖然我進入風電行業(yè)剛剛一年，我的在職風電專利申請已經(jīng)達到了6項，已經(jīng)有4項的專利收到了受理通知書。
總結(jié)：雷電一直都威脅著電子設(shè)備的安全，我們應該注重防雷、增強防雷意識，努力把雷電的危害降到低。