1. أضرار البرق على مولد توربينات الرياح.

2. شكل الضرر من البرق.

3. تدابير الحماية من الصواعق الداخلية.

4. اتصال متساوي الجهد للحماية من الصواعق.

5. تدابير التدريع.

6. الحماية من الطفرة.

مع زيادة قدرة توربينات الرياح وحجم مزارع الرياح، أصبح التشغيل الآمن لمزارع الرياح ذا أهمية متزايدة.

من بين العديد من العوامل التي تؤثر على التشغيل الآمن لمزارع الرياح، تعد ضربة البرق جانبًا مهمًا.بناءً على نتائج أبحاث البرق

حماية توربينات الرياح، تصف هذه الورقة عملية البرق وآلية الضرر وإجراءات الحماية من الصواعق لتوربينات الرياح.

نظرا للتطور السريع للعلوم والتكنولوجيا الحديثة، أصبحت القدرة الفردية لتوربينات الرياح أكبر وأكبر.بغرض

استيعاب المزيد من الطاقة، وارتفاع المحور وقطر المكره آخذة في الازدياد.يحدد ارتفاع وموقع تركيب توربينات الرياح ذلك

إنها القناة المفضلة لضربات البرق.بالإضافة إلى ذلك، يتركز في الداخل عدد كبير من المعدات الكهربائية والإلكترونية الحساسة

توربينات الرياح.الأضرار الناجمة عن ضربة البرق ستكون كبيرة جدًا.لذلك يجب تركيب نظام حماية كامل من الصواعق

للمعدات الكهربائية والإلكترونية في المروحة.

1. أضرار البرق على توربينات الرياح

عادة ما يكون خطر الصواعق على مولد توربينات الرياح موجودا في منطقة مفتوحة ومرتفعة جدا، وبالتالي فإن توربينات الرياح بأكملها معرضة للخطر

من ضربة البرق المباشرة، واحتمال التعرض للصاعقة مباشرة يتناسب مع القيمة المربعة لارتفاع الجسم.النصل

يصل ارتفاع توربينات الرياح ميجاوات إلى أكثر من 150 مترًا، وبالتالي فإن جزء شفرة توربينات الرياح معرض بشكل خاص للبرق.كبير

تم دمج عدد من المعدات الكهربائية والإلكترونية داخل المروحة.ويمكن القول أن كل أنواع المكونات الإلكترونية والكهربائية تقريبًا

يمكن العثور على المعدات التي نستخدمها عادة في مجموعة مولدات توربينات الرياح، مثل خزانة المفاتيح، والمحرك، وجهاز القيادة، ومحول التردد، وأجهزة الاستشعار،

المحرك ونظام الحافلات المقابل.وتتركز هذه الأجهزة في منطقة صغيرة.ليس هناك شك في أن ارتفاعات الطاقة يمكن أن تسبب الكثير

الأضرار التي لحقت توربينات الرياح.

البيانات التالية لتوربينات الرياح مقدمة من عدة دول أوروبية، بما في ذلك بيانات أكثر من 4000 توربينة رياح.الجدول 1 هو ملخص

من هذه الحوادث في ألمانيا والدنمارك والسويد.يبلغ عدد أضرار توربينات الرياح الناجمة عن ضربات البرق من 3.9 إلى 8 مرات لكل 100 وحدة لكل

سنة.وفقًا للبيانات الإحصائية، تتضرر 4-8 توربينات رياح في شمال أوروبا بسبب البرق كل عام لكل 100 توربينة رياح.تساوي

مع ملاحظة أنه على الرغم من اختلاف المكونات المتضررة، إلا أن الضرر الصاعقة لمكونات نظام التحكم يمثل 40-50%.

2. شكل الضرر من البرق

عادة ما تكون هناك أربع حالات لتلف المعدات بسبب ضربة البرق.أولاً، تتضرر المعدات بشكل مباشر بسبب ضربة البرق؛والثاني هو

أن نبضة البرق تتسلل إلى الجهاز على طول خط الإشارة أو خط الكهرباء أو خطوط الأنابيب المعدنية الأخرى المتصلة بالجهاز، مما يتسبب في

تلف المعداتوالثالث هو أن جسم تأريض المعدات قد تعرض للتلف بسبب "الهجوم المضاد" الذي تسببه الإمكانات الأرضية

من خلال الإمكانات العالية اللحظية المتولدة أثناء ضربة البرق؛رابعا، تلف المعدات بسبب طريقة التثبيت غير الصحيحة

أو موضع التثبيت، ويتأثر بالمجال الكهربائي والمجال المغناطيسي الموزع بواسطة البرق في الفضاء.

3. تدابير الحماية من الصواعق الداخلية

إن مفهوم منطقة الحماية من الصواعق هو الأساس لتخطيط الحماية الشاملة من الصواعق لتوربينات الرياح.إنها طريقة تصميم هيكلية

مساحة لخلق بيئة توافق كهرومغناطيسي مستقرة في الهيكل.القدرة المضادة للتداخل الكهرومغناطيسي للكهرباء المختلفة

تحدد المعدات الموجودة في الهيكل متطلبات هذه البيئة الكهرومغناطيسية الفضائية.

كإجراء للحماية، يتضمن مفهوم منطقة الحماية من الصواعق بالطبع أن التداخل الكهرومغناطيسي (التداخل الموصل و

يجب تقليل التداخل الإشعاعي) إلى نطاق مقبول عند حدود منطقة الحماية من الصواعق.لذلك، أجزاء مختلفة من

يتم تقسيم الهيكل المحمي إلى مناطق مختلفة للحماية من الصواعق.يرتبط التقسيم المحدد لمنطقة الحماية من الصواعق بـ

هيكل توربينات الرياح، وينبغي أيضا النظر في شكل ومواد البناء الهيكلي.من خلال ضبط أجهزة التدريع وتركيبها

واقيات الصواعق، يتم تقليل تأثير البرق في المنطقة 0A من منطقة الحماية من الصواعق بشكل كبير عند دخول المنطقة 1، والكهرباء و

يمكن للمعدات الإلكترونية الموجودة في توربينات الرياح أن تعمل بشكل طبيعي دون أي تداخل.

يتكون نظام الحماية من الصواعق الداخلي من جميع المرافق لتقليل تأثير الصواعق الكهرومغناطيسي في المنطقة.ويشمل بشكل رئيسي البرق

حماية اتصال متساوي الجهد، وتدابير التدريع والحماية من زيادة التيار.

4. اتصال متساوي الجهد للحماية من الصواعق

يعد الاتصال المتساوي للحماية من الصواعق جزءًا مهمًا من نظام الحماية من الصواعق الداخلي.الترابط متساوي الجهد يمكن أن يكون فعالا

قمع الفرق المحتمل الناجم عن البرق.في نظام الربط متساوي الجهد للحماية من الصواعق، تكون جميع الأجزاء الموصلة مترابطة

لتقليل الفارق المحتمل.في تصميم الترابط متساوي الجهد، يجب مراعاة الحد الأدنى لمساحة المقطع العرضي للاتصال وفقًا لذلك

إلى المعيار.شبكة اتصال متساوية الجهد كاملة تشمل أيضًا اتصال متساوي الجهد لخطوط الأنابيب المعدنية وخطوط الطاقة والإشارة،

والتي يجب أن تكون متصلة بقضيب التأريض الرئيسي من خلال واقي تيار البرق.

5. تدابير التدريع

جهاز التدريع يمكن أن يقلل من التداخل الكهرومغناطيسي.نظرا لخصوصية هيكل توربينات الرياح، إذا كان من الممكن اتخاذ تدابير التدريع

في مرحلة التصميم، يمكن تنفيذ جهاز التدريع بتكلفة أقل.يجب أن تكون غرفة المحرك عبارة عن غلاف معدني مغلق، و

يجب تركيب المكونات الكهربائية والإلكترونية ذات الصلة في خزانة المفاتيح.جسم الخزانة لخزانة التبديل والتحكم

يجب أن يكون لمجلس الوزراء تأثير التدريع الجيد.تزود الكابلات بين المعدات المختلفة في قاعدة البرج وغرفة المحرك بمعدن خارجي

طبقة التدريع.من أجل منع التداخل، تكون طبقة التدريع فعالة فقط عندما يكون طرفي درع الكابل متصلين بالشبكة

حزام الترابط متساوي الجهد.

6. الحماية من الطفرة

بالإضافة إلى استخدام تدابير التدريع لقمع مصادر التداخل الإشعاعي، يلزم أيضًا اتخاذ تدابير وقائية مقابلة

تداخل موصل عند حدود منطقة الحماية من الصواعق، حتى تتمكن المعدات الكهربائية والإلكترونية من العمل بشكل موثوق.برق

يجب استخدام مانع الصواعق عند حدود منطقة الحماية من الصواعق 0A → 1، والتي يمكن أن تؤدي إلى كمية كبيرة من تيار الصواعق دون الإضرار

المعدات.يُسمى هذا النوع من واقيات الصواعق أيضًا بواقي تيار الصواعق (واقي الصواعق من الدرجة الأولى).يمكنهم الحد من الارتفاع

فرق الجهد الناتج عن البرق بين المنشآت المعدنية المؤرضة وخطوط الكهرباء والإشارة، وحصره في نطاق آمن.أكثر

السمة المهمة لحامي تيار البرق هي: وفقًا لاختبار شكل موجة النبض 10/350 μS، يمكنه تحمل تيار البرق.ل

توربينات الرياح، تم الانتهاء من الحماية من الصواعق عند حدود خط الطاقة 0A → 1 عند جانب مصدر الطاقة 400/690 فولت.

في منطقة الحماية من الصواعق ومنطقة الحماية من الصواعق اللاحقة، يوجد فقط تيار نبضي ذو طاقة صغيرة.هذا النوع من تيار النبض

يتم إنشاؤه بواسطة الجهد الزائد المستحث الخارجي أو الطفرة الناتجة عن النظام.معدات الحماية لهذا النوع من التيار النبضي

يسمى واقي التيار (واقي الصواعق من الدرجة الثانية).استخدم شكل موجة تيار النبض 8/20 μS.من منظور تنسيق الطاقة، الطفرة

يجب تثبيت الحامي أسفل حامي تيار البرق.

بالنظر إلى التدفق الحالي، على سبيل المثال، لخط الهاتف، يجب تقدير تيار البرق على الموصل بنسبة 5٪.للفئة الثالثة/الرابعة

نظام الحماية من الصواعق، 5 كيلو أمبير (10/350 ميكروثانية) .

7. الخاتمة

طاقة البرق ضخمة جدًا، ووضع ضربة البرق معقد.تدابير الحماية من الصواعق المعقولة والمناسبة يمكن أن تقلل فقط

خسارة.إن التقدم وتطبيق المزيد من التقنيات الجديدة هو وحده القادر على حماية البرق والاستفادة منه بشكل كامل.مخطط الحماية من الصواعق

يجب أن يأخذ تحليل ومناقشة نظام طاقة الرياح في الاعتبار بشكل أساسي تصميم نظام التأريض لطاقة الرياح.منذ طاقة الرياح في الصين

المشاركة في الأشكال الجيولوجية المختلفة، يمكن تصميم نظام التأريض لطاقة الرياح في الجيولوجيا المختلفة حسب التصنيف، ومختلف

يمكن اعتماد الطرق لتلبية متطلبات مقاومة التأريض.