風電場中的箱式變電站怎么防雷

風電場中風電組分布較為分散，常分布在數公里范圍內，很多情況下，距離集中的升壓變電站較遠。而目前市場上風電機組輸出電壓大多為690V，需就地經箱式變電站升壓后通過集電線路傳送至風電場升壓變電站。因此，箱式變電站在風力發電過程中占據重要的地位。

在風電場中，雷擊于風電機組，架空線路的感應雷過電壓和直擊雷過電壓形成的沿線路的侵入波，是導致箱式變電站遭受破壞的主要原因。若不采取防護措施，勢必造成箱式變電站內電力電子設備絕緣損壞，引發事故。

1，在與箱式變電站相連的電纜中進行防雷接地保護

例如，某地風電場的箱式變電站事故，其發生原因是由箱式變電站到機組之間的電纜產生了感應過電壓，導致箱式變電站低壓側母排有尖端放電部分燒熔現象，箱式變電站中照明系統也遭到了一定損壞。

經過進一步的故障排查，箱式變電站與機組之間的低壓電纜雖然帶有鎧裝護套，但施工過程中并未將金屬護套端部接地，導致箱式變電站低壓回路在雷雨天氣時相間放電。

由于風電機組到箱式變壓器之間的電纜鎧裝金屬護套在電纜端部并未接地，線路上也沒配置避雷器，雷擊導致電纜上的感應過電壓無處泄放。因此，電纜上的感應過電壓在引起相間放電的同時，將690V的低壓端子排這一絕緣薄弱環節擊穿，瞬間對地泄放的大電流通過而造成破壞。

解決措施為直埋電纜應采用帶金屬護套的鎧裝電纜，金屬護套端部應良好接地。如果電纜采用非鎧裝電纜，則應穿鋼管敷設，鋼管的端部應可靠接地，鋼管之間應可靠連接。

2，在低壓進線側安裝電涌保護器

在箱式變電站低壓進線端裝設電涌保護器，當有雷電過電壓時，會將電壓鉗位在箱式變電站安全工作電壓范圍內，從而保證箱式變電站的正常工作。

防雷器的加熱老化是在每次發生雷擊都會引起的，如漏電流長時間存在，防雷器會加速老化，此時則可借助于熔斷器的熱保護功能在防雷器達到最大可承受熱量前動作斷開防雷器。熔斷器除了短路防護作用外，還具有反時延特性功能，當過載電流小時，熔斷時間長；過載電流大時，熔斷時間短。因此，在一定過載電流范圍內至電流恢復正常，熔斷器不會熔斷，可以繼續使用。

3，在高壓出線端安裝防雷器

在箱式變電站高壓出線端安裝避雷器是為了防止接入電網的架空線路受雷擊而產生的雷電波侵入箱式變電站，破壞變壓器絕緣甚至將箱式變電站直接損壞。在高壓出線端安裝避雷器有下列要求：

A，避雷器越靠近變壓器安裝，保護效果越好，一般要求裝設在熔斷器內側，對于美式箱式變電站結構，可安裝在負荷開關出線端。

B，避雷器選型必須使避雷器的殘壓小于升壓變的耐壓，才能有效地對升壓變電站起到保護作用。

C，避雷器的接地端點應直接接在箱式變電站的金屬外殼上，這樣可以保證其接地電阻小于4歐姆，也可以防止獨立接地時接地電阻過大導致電位過高，也可以使外部的雷電流泄流途徑與箱式變電站內部的感應雷電流泄流途經內外分隔開。

4，箱式變電站與大地連接。

風電設備的防雷接地保護取決于引下線系統和接地網。尤其是陸上風電場常分布在曠野山地或草原沙漠上，這些地方的土壤電阻率一般都很高，采用一般的接地系統很可能滿足不了安全要求。因此，應考慮在箱式變電站內設置匯總接地排，再把箱式變電站內的設備元件如電涌保護器接地端等連接到箱式變電站匯總接地排上，匯總接地排與箱式變電站基礎外的接地網系統連接，構建一個安全可靠的接地系統。

箱式變電站的接地網可與風電機組的接地網連為一體，以降低整個箱式變電站接地網的接地電阻。也可以在箱式變電站與風電機組接地網間敷設金屬導體，采用導電率更好的銅絞線，銅包鋼接地極或者銅管代替熱鍍鋅扁鋼，鋼管，鋼棒作為接地材料，采用長效防腐降阻劑等方式，顯著降低箱式變電站遭受雷擊的地點位升高，也可以減輕對電纜絕緣及箱式變電站高低壓繞組絕緣的危害程度。