1. נזק של ברק לגנרטור טורבינות רוח;

2. צורת נזק של ברק;

3. אמצעי הגנת ברקים פנימיים;

4. חיבור שווי פוטנציאל הגנת ברקים;

5. אמצעי מיגון;

6. הגנת מתח.

עם הגדלת הקיבולת של טורבינות הרוח והיקף חוות הרוח, ההפעלה הבטוחה של חוות הרוח הפכה חשובה יותר ויותר.

בין גורמים רבים המשפיעים על תפעול בטוח של חוות רוח, פגיעת ברק היא היבט חשוב.מבוסס על תוצאות המחקר של ברק

הגנה על טורבינות רוח, מאמר זה מתאר את תהליך הברק, מנגנון הנזק ואמצעי ההגנה מפני ברקים של טורבינות רוח.

בשל ההתפתחות המהירה של המדע והטכנולוגיה המודרניים, הקיבולת הבודדת של טורבינות הרוח הולכת וגדלה.כדי

לספוג יותר אנרגיה, גובה הרכזת וקוטר האימפלר גדלים.הגובה ומיקום ההתקנה של טורבינת הרוח קובעים זאת

זהו הערוץ המועדף לפגיעות ברק.בנוסף, מרוכז בפנים מספר רב של ציוד חשמלי ואלקטרוני רגיש

את טורבינת הרוח.הנזק שייגרם ממכת ברק יהיה גדול מאוד.לכן יש להתקין מערכת הגנה מלאה מפני ברקים

עבור הציוד החשמלי והאלקטרוני במאוורר.

1. נזקי ברק לטורבינות רוח

סכנת הברקים לגנרטור טורבינות רוח ממוקמת בדרך כלל בשטח פתוח וגבוה מאוד, כך שכל טורבינת הרוח חשופה לאיום

של פגיעת ברק ישירה, וההסתברות להיפגע ישירות מברק היא פרופורציונלית לערך הריבועי של גובה העצם.הלהב

גובה טורבינת הרוח מגוואט מגיע ליותר מ-150 מטר, כך שחלק הלהב של טורבינת הרוח פגיע במיוחד לברק.גדול

מספר ציוד חשמלי ואלקטרוני משולב בתוך המאוורר.ניתן לומר שכמעט כל סוג של רכיבים אלקטרוניים וחשמליים

ניתן למצוא ציוד שאנו משתמשים בו בדרך כלל בערכת גנרטורים של טורבינות רוח, כגון ארון מתגים, מנוע, התקן הנעה, ממיר תדרים, חיישן,

מפעיל, ומערכת אוטובוסים מתאימה.מכשירים אלה מרוכזים בשטח קטן.אין ספק שנחשולי מתח יכולים לגרום לא מעט

נזק לטורבינות רוח.

הנתונים הבאים של טורבינות רוח מסופקים על ידי מספר מדינות באירופה, כולל נתונים של יותר מ-4000 טורבינות רוח.טבלה 1 היא סיכום

מהתאונות הללו בגרמניה, דנמרק ושוודיה.מספר הנזקים של טורבינות הרוח שנגרמו מפגיעות ברק הוא פי 3.9 עד 8 לכל 100 יחידות ל-

שָׁנָה.לפי נתונים סטטיסטיים, 4-8 טורבינות רוח בצפון אירופה נפגעות מברק מדי שנה על כל 100 טורבינות רוח.זה שווה

מציינים שלמרות שהרכיבים הפגועים שונים, הנזק הבזק של רכיבי מערכת הבקרה מהווה 40-50%.

2. צורת נזק של ברק

בדרך כלל ישנם ארבעה מקרים של נזק לציוד שנגרם ממכת ברק.ראשית, הציוד ניזוק ישירות ממכת ברק;השני הוא

כי דופק הברק חודר לציוד לאורך קו האות, קו החשמל או צינורות מתכת אחרים המחוברים לציוד, וגורם

נזק לציוד;השלישית היא שגוף הארקה של הציוד ניזוק עקב "התקפת הנגד" של פוטנציאל הקרקע שנגרם

על ידי הפוטנציאל הגבוה המיידי שנוצר במהלך מכת הברק;רביעית, הציוד ניזוק עקב שיטת התקנה לא נכונה

או מיקום התקנה, ומושפע מהשדה החשמלי והשדה המגנטי המופצים על ידי ברק בחלל.

3. אמצעי הגנת ברקים פנימיים

הרעיון של אזור הגנה מפני ברקים הוא הבסיס לתכנון מיגון ברקים מקיף של טורבינות רוח.זוהי שיטת עיצוב עבור מבניים

מקום ליצירת סביבת תאימות אלקטרומגנטית יציבה במבנה.יכולת הפרעות אנטי אלקטרומגנטיות של חשמל שונים

הציוד במבנה קובע את הדרישות לסביבה אלקטרומגנטית בחלל זו.

כאמצעי הגנה, הרעיון של אזור הגנה מפני ברקים כולל כמובן את ההפרעות האלקטרומגנטיות (הפרעות מוליכות ו

הפרעות קרינה) יש לצמצם לטווח מקובל בגבול אזור ההגנה מפני ברקים.לכן, חלקים שונים של

מבנה מוגן מחולקים לאזורי הגנת ברקים שונים.החלוקה הספציפית של אזור ההגנה מפני ברקים קשורה ל-

יש לקחת בחשבון גם את מבנה טורבינת הרוח ואת צורת המבנה המבני והחומרים.על ידי הגדרת התקני מיגון והתקנה

מגיני מתח, השפעת הברק באזור 0A של אזור ההגנה מפני ברקים מצטמצמת מאוד כאשר נכנסים לאזור 1, והחשמל וה

ציוד אלקטרוני בטורבינת הרוח יכול לעבוד כרגיל ללא הפרעות.

מערכת ההגנה בפני ברקים מורכבת מכל המתקנים להפחתת האפקט האלקטרומגנטי של הברקים באזור.זה כולל בעיקר ברק

חיבור שווי פוטנציאל הגנה, אמצעי מיגון והגנה מפני נחשולי מתח.

4. חיבור שווי פוטנציאל הגנת ברקים

חיבור שווי פוטנציאל להגנה מפני ברקים הוא חלק חשוב ממערכת ההגנה מפני ברקים.חיבור שווי פוטנציאל יכול ביעילות

לדכא את ההבדל הפוטנציאלי הנגרם על ידי ברק.במערכת שווי הפוטנציאל להגנה מפני ברקים, כל החלקים המוליכים מחוברים זה לזה

כדי לצמצם את הפרש הפוטנציאל.בתכנון של מליטה שווי פוטנציאל, ייחשב שטח חתך החיבור המינימלי בהתאם

לתקן.רשת חיבור שווי פוטנציאל מלאה כוללת גם חיבור שווי פוטנציאל של צינורות מתכת וקווי חשמל ואות,

אשר יחובר לפס הארקה הראשי באמצעות מגן זרם ברק.

5. אמצעי מיגון

התקן מיגון יכול להפחית הפרעות אלקטרומגנטיות.בשל הייחודיות של מבנה טורבינת הרוח, אם אמצעי המיגון יכולים להיות

בהתחשב בשלב התכנון, ניתן לממש את התקן המיגון בעלות נמוכה יותר.חדר המכונות יהפוך למעטפת מתכת סגורה, ו

הרכיבים החשמליים והאלקטרוניים הרלוונטיים יותקנו בארון המתגים.גוף הארון של ארון המתגים והבקרה

לארון יהיה אפקט מיגון טוב.כבלים בין ציוד שונה בבסיס המגדל ובחדר המכונות יסופקו עם מתכת חיצונית

שכבת מיגון.לדיכוי הפרעות, שכבת המיגון יעילה רק כאשר שני הקצוות של מגן הכבל מחוברים ל-

חגורת מליטה שווי פוטנציאל.

6. הגנת מתח

בנוסף לשימוש באמצעי מיגון לדיכוי מקורות הפרעות קרינה, נדרשים גם אמצעי הגנה מתאימים עבור

הפרעות מוליכות בגבול אזור ההגנה מפני ברקים, כך שציוד חשמלי ואלקטרוני יכול לעבוד בצורה מהימנה.בָּרָק

יש להשתמש במעצר בגבול אזור הגנת ברקים 0A → 1, שיכול להוביל כמות גדולה של זרם ברק מבלי לפגוע

הציוד.סוג זה של מגן ברקים נקרא גם מגן זרם ברק (מגן ברק Class I).הם יכולים להגביל את הגבוה

הבדל פוטנציאלי הנגרם על ידי ברק בין מתקני המתכת המוארקים לקווי החשמל והאותות, ולהגביל אותו לטווח בטוח.הכי

מאפיין חשוב של מגן זרם ברק הוא: על פי בדיקת צורת גל דופק 10/350 μ S, יכול לעמוד בזרם ברק.ל

טורבינות רוח, הגנת ברקים בגבול קו החשמל 0A → 1 הושלמה בצד אספקת החשמל של 400/690V.

באזור ההגנה מפני ברקים ובאזור ההגנה של ברקים שלאחר מכן, קיים רק זרם דופק עם אנרגיה קטנה.סוג זה של זרם דופק

נוצר על ידי מתח יתר המושרה חיצוני או על ידי הנחשול שנוצר מהמערכת.ציוד ההגנה לסוג זה של זרם דחף

נקרא מגן מתח (Class II מגן ברק).השתמש בצורת גל זרם דופק של 8/20 μ S.מנקודת המבט של תיאום אנרגיה, הזינוק

יש להתקין מגן במורד הזרם של מגן זרם הברק.

בהתחשב בזרם הזרם, למשל, עבור קו טלפון, יש להעריך את זרם הברק על המוליך ב-5%.עבור סוג III/IV

מערכת הגנה מפני ברקים, היא 5kA (10/350 מיקרומטר שניות).

7. מסקנה

אנרגיית הברק עצומה מאוד, ומצב פגיעת הברק מורכב.אמצעי הגנת ברקים סבירים ומתאימים יכולים רק להפחית

ההפסד.רק פריצת הדרך והיישום של יותר טכנולוגיות חדשות יכולות להגן באופן מלא על הברק ולנצל אותו.ערכת ההגנה מפני ברקים

ניתוח ודיון של מערכת אנרגיית רוח צריכים לשקול בעיקר את תכנון מערכת ההארקה של כוח רוח.מאז כוח הרוח בסין הוא

מעורב בצורות קרקע גיאולוגיות שונות, ניתן לתכנן את מערכת ההארקה של כוח הרוח בגיאולוגיה שונה על ידי סיווג, ושונה

ניתן לאמץ שיטות כדי לעמוד בדרישות התנגדות הארקה.