■ 許成

風力發(fā)電機組一般設在相對周圍環(huán)境較高的位置 , 容易受到雷擊，有些區(qū)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(fā)電機組接地裝置施工質量控制尤為重要。

風力發(fā)電組一般安裝在地理和地質環(huán)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(wěn)定風機對地電位、防止風機控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，保證風機系統(tǒng)正常運行的接地一體化裝置。

當前國內(nèi)風力發(fā)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(tǒng)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(jīng)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(huán)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(fā)電機組為例，每天發(fā)電量約為80萬～160萬度，如果接地裝置出現(xiàn)質量問題，導致雷電發(fā)生時產(chǎn)生發(fā)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(xiàn)人員傷亡，損失將更大。然而風力發(fā)電機組一般設在相對周圍環(huán)境較高的位置，容易受到雷擊，有些區(qū)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(fā)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(chǎn)生的危害，確保風力發(fā)電場及其內(nèi)部電氣設備、人員的安全，通常要安裝防雷裝置，在發(fā)生雷電時將電流引向大地，因此在風力發(fā)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(fā)電場所基本安裝在山區(qū)高聳區(qū)域、沿海灘涂、空曠人煙稀少的草原及高原等地帶，這些區(qū)域電阻率是不同的，要采取不同的施工方案。

1）山區(qū)高聳區(qū)域，由于山區(qū)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(jù)風力發(fā)電場所所在地形和位置，以單臺風力發(fā)電機組為中心，設計環(huán)形水平接地帶，內(nèi)圈圓環(huán)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(shù)根水平接地扁鋼呈環(huán)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(qū)常用的降低接地電阻的方法有：增加地網(wǎng)面積、增設接地體、引外接地、局部改善接地網(wǎng)周圍的土壤電阻率、深孔爆破制裂壓灌、電解離子接地系統(tǒng)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(fā)電機組，該區(qū)域位置電阻率較低，為了固定風力發(fā)電機組，在土建施工時需要管樁數(shù)量較多，應充分利用管樁作為接地體，以風力發(fā)電機為中心，多個管樁圍繞風力發(fā)電機布置，在管樁周圍設置多個環(huán)形接地裝置，逐次外延。經(jīng)過驗證該方案適宜在沿海灘涂地區(qū)使用。

3）空曠人煙稀少的草原及高原地帶，在該區(qū)域一般電阻率很低，以風力發(fā)電機基礎鋼筋網(wǎng)為接地體敷設人工接地網(wǎng)，既可滿足接地裝置設計要求。其次，嚴格審查施工圖紙。根據(jù)規(guī)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(xiàn)質量問題的幾個環(huán)節(jié)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(wǎng)、等電位和重復接地等位置焊接，要嚴格質量把關、避免出現(xiàn)漏焊、虛焊等，在焊接完成之后，要立即組織專業(yè)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(nèi)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(jīng)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(fā)電場所接地裝置是必不可少的裝置之一，它的質量優(yōu)劣直接影響到人員安全和經(jīng)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(huán)節(jié)進行質量控制論述。

深入閱讀

曹斅, 2018. 風力發(fā)電場機組防雷接地電阻的有效措施. 電氣技術,(19): 351-352.

梅衛(wèi)群, 江燕如, 2006. 建筑防雷工程與設計. 北京: 氣象出版社.

彭敏放, 2003. 高土壤電阻率地區(qū)接地網(wǎng)建設中若干問題的探討.華北電力技術, (7): 51-53.

余明陽, 易峰, 2012. 不同地質條 件下的風電場接地方式研究. 科技創(chuàng)業(yè)月刊, (5): 160-161.

王承煦, 張源, 2003. 風力發(fā)電. 北京: 中國電力出版社.

楊玉安, 班善林, 2004. 對防雷接地系統(tǒng)施工監(jiān)理的探討. 建設監(jiān)理, (3): 27-28, 31.

朱鍇年, 2016. 風力發(fā)電塔筒大容量接地線裝置創(chuàng)新設計. 機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新, (5): 23-25.