ICS 29.020 K 40 云 南 省 地 方 标 准 DB53/T 946—2019 高原风力发电机组防雷技术规范 2019 - 09 - 23 发布 云南省市场监督管理局 2019 - 12 - 23 实施 发 布 DB53/T 946—2019 目 前 次 言 ............................................................................ III  1 范围 ............................................................................... 1  2 规范性引用文件 ..................................................................... 1  3 术语和定义 ......................................................................... 1  4 防雷的一般要求 ..................................................................... 2  5 风力发电机防雷 ..................................................................... 5  6 接地 .............................................................................. 12  参考文献 ............................................................................ 14 I DB53/T 946—2019 前 言 本标准按照GB/T 1.1—2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准由云南省电力装备标准化技术委员会（YNTC09）提出并归口。 本标准起草单位：昆明电器科学研究所、云南电力试验研究院（集团）有限公司、云南电力技术有 限责任公司。 本标准主要起草人：梁仕斌、刘涛、王磊、周琼芳、杨阿娟、高波、杨殿成。 III DB53/T 946—2019 高原风力发电机组防雷技术规范 1 范围 本标准规定了风力发电机及相关设备的防雷技术要求。 本标准适用于海拔1 000 m～5 000 m，额定功率在600 kW及以上的风力发电机组的防雷与接地系统。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2900 电工术语 GB/T 11032 交流无间隙氧化物避雷器 GB/T 11804 电工电子产品环境条件 术语 GB/T 18802.1 低压电涌保护器（SPD） 第1部分：低压配电系统的电涌保护器 性能要求和试验方 法 GB/T 21714.1 雷电防护 第1部分：总则 GB/T 21714.2 雷电防护 第2部分：风险管理 GB/T 21714.3-2008 雷电防护 第3部分：建筑物的物理损害和生命危险 GB/T 21714.4-2008 雷电防护 第4部分：建筑物内电气和电子系统 GB 50057 建筑物防雷设计规范 NB/T 31039 风力发电机组雷电防护系统技术规范 GB/T 50064 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范 3 术语和定义 GB/T 2900、GB/T 11804界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 高原 海拔超过1 000 m的地区。 [GB/T 11804-2005,定义2.1.24。] 3.2 雷电防护系统(LPS) 用于减少雷电闪击于建（构）筑物上或建（构）筑物附近造成的实体损伤和人身伤亡的整个系统。 [NB/T 31039-2012,定义3.1.1。] 1 DB53/T 946—2019 3.3 雷电防护水平(LPL) 用来设计雷电防护措施的一组带概率性的雷电流参数值，超过其中最大值或低于其中最小值的自然 雷电流是一个低概率时间。它反应了防雷系统的防护效率。 [NB/T 31039-2012,定义3.1.4。] 3.4 雷电电磁脉冲（LEMP） 雷电流经电阻、电感、电容耦合产生的电磁效应，包含闪电电涌和辐射电磁场。 [GB 50057-2010,定义 2.0.25] 3.5 LEMP 防护措施系统（LPMS） 用来防护LEMP对电子电气设备和生命体危害的系统性措施，它是综合雷电防护系统的组成部分。 [NB/T 31039-2012,定义3.1.3。] 3.6 雷电防护区(LPZ) 划分雷击电磁环境强度的区。 3.7 接闪器 雷电防护系统用于拦截雷击的组成部分。 [NB/T 31039-2012,定义3.1.6。] 3.8 电涌保护器（SPD） 用于限制瞬态过电压和泄放电涌电流的电器，它至少包含一非线性的原件。 [GB/T 18802.1-2011,定义3.1.7。] 3.9 接地装置 接地体和接地线的总合，用于传导雷电流并将其散入大地。 [GB/T 18802.1-2011,定义3.1.10。] 4 防雷的一般要求 4.1 雷电的防护水平 风力发电机组雷电防护水平按GB/T 21714.1的规定，划分为LPL Ⅰ、LPL Ⅱ、LPL Ⅲ、LPL Ⅳ四种。 每种LPL所规定的雷电流参数的最大值和最小值应符合表1和表2。 2 DB53/T 946—2019 表1 各 LPL 对应的雷电流参数最大值 首次短时雷击 LPL 电流参数 符号 单位 Ⅰ Ⅱ 峰值电流 Ⅰ KA 200 150 100 短时间雷 击电荷 Qshort C 100 75 50 W/R T1/T2 MJ/Ω 10 5.6 2.5 单位能量 时间参数 Ⅲ ｕs/ｕs Ⅳ 10/350 后续短时间雷击 LPL 电流参数 符号 单位 Ⅰ Ⅱ 峰值电流 Ⅰ di/dt T1/T2 kA 50 37.5 25 kA/ｕs 200 150 100 平均陡度 时间参数 ｕs/ｕs Ⅲ Ⅳ 0.25/100 长时间雷击 LPL 电流参数 符号 单位 Ⅰ Ⅱ 长时间雷 击电荷 Qlong C 200 150 时间参数 Tlong s Ⅲ Ⅳ 100 0.5 雷闪 LPL 电流参数 符号 单位 Ⅰ Ⅱ 雷闪电荷 Qflash C 300 225 表2 Ⅲ Ⅳ 150 各 LPL 对应的雷电参数最小值 首次短时雷击 LPL 电流参数 符号 单位 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 最小峰值 电流 Ⅰ kA 3 5 10 16 4.2 雷害风险评估 考虑到高原地区的特殊性，高原地区的防雷应优先选用LPL I设计。 当因原始资料缺乏等条件不足时，风力发电机组的防雷应按雷电防护水平LPL I设计。 当有条件进行雷害风险评估，应根据评估结果选取机组的雷电防护等级。 风力发电机雷害风险评估宜参照GB/T 21714.2的方法进行。 4.3 雷电防护区 LPZ的划分： LPZ 0A：受直接雷击和全部雷电电磁场威胁的区域。该区域的内部系统可能受到全部或部分雷电电 涌电流的影响。这个区域实际上就是直击雷防护系统没有保护到的区域，也是电磁环境参数最高的区域。 LPZ 0B：直接雷击的防护区域，但该区域仍受到全部雷电电磁场的威胁，内部系统可能受到部分雷 电涌电流的影响。这个区域实际上就是直击雷已经得到保护，但没有受到电磁屏蔽或SPD保护的区域。 LPZ 1：该区域受到直接雷击的保护，空间屏蔽可以衰减雷电电磁场。由于分流和边界处SPD的作用 使电涌电流受到限制。 3 DB53/T 946—2019 LPZ 2-n：该区域的附加空间屏蔽可以进一步衰减雷电电磁场。由于分流和边界处附件SPD的作用使 电涌电流受到进一步研制的区域。作为防雷的一般规律，被保护的对象应置于电磁特性与该对象耐受能 力相兼容的LPZ内，使损害（物理损害和过电压使电气和电子系统失效）减小。 4.4 LPZ 的措施 LPZ 0B由由接闪器（避雷针）、引下线及其接地装置实现。风力发电机组的LPZ 1和更高的LPZ由安 装LPMS来实现。措施如下： a) 接地和等电位连接； b) 屏蔽和合理布线； c) 分级配合的 SPD 防护。 4.5 风力发电机组空间的 LPZ 的划分 风力发电机组形成的防护区宜符合图1的规定（符合NB/T 31039）。 图1 风力发电机组防护区（LPZ）的示意 a) LPZ 0A 包括如下部位： 1） 叶片、轮毂罩、机舱罩、塔架的外表面以及外部附加装置未受到雷击保护的部分； 2） 不在塔架保护范围又没有防雷措施的操作间和线路。 b) LPZ 0B 包括如下部位： 1) 叶片、轮毂罩、机舱罩、塔架的外表面以及外部附加装置受到雷击保护的部分； 2) 无金属屏蔽罩的轮毂罩、无金属屏蔽罩的机舱罩或金属网格不密集的非金属机舱罩内部空 间； 3) 非金属塔架或没有按照标准配备钢筋连接件的混凝土塔架内部； 4) 处于塔架雷击保护范围的操作间和线路。 c) LPZ 1 包括如下部位： 1) 采取了有效的雷电流导引和屏蔽措施的叶片的内部，以及轮毂内部(传感器、调节器等)； 4 DB53/T 946—2019 2) 具有相应的雷电流导引措施的全金属覆盖或金属网格密集的非金属机舱罩的内部空间； 3) 在无金属覆盖或金属网保护却具有金属包层并以适当方式连接到一个等电位连接系统（例 如作为等电位基准的机器底座）的设备的内部； 4) 屏蔽电缆或处于金属管中的电缆，其屏蔽层或金属管两端已做等电位连接； 5) 金属塔架或钢筋混凝土塔架的内部（混凝土塔架的钢筋按照适用的标准设计并连接到基础 接地极）； 6) 用钢板覆盖或具有屏蔽措施（所有各侧具有与其基础接地极或环形接地体相连的钢筋，金 属门和带金属丝网的窗）的操作间的内部。 d) LPZ 2 是在防雷区 LPZ 1 区域内采取进一步附加屏蔽和 SPD（如设备机壳或线路屏蔽）而实现 的； e) LPZ n+1 是在防雷区 LPZ n 区域内采取进一步附加屏蔽措施和 SPD 而实现的。 5 5.1 风力发电机防雷 叶片 5.1.1 叶片防雷要