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在这个对比实验中,对比测试装置之间的电气距离Sc可以设置为生产厂家声称的DEHN HVI耐高压绝缘引下线的等效隔离距离。使用脉冲电压发生器模拟720kV,0.45/2.7μs的测试冲击电压,测试结果显示对比验证装置之间发生了放电现象,而无任何沿面放电通过DEHN HVI耐高压绝缘引下线(结果如下图)。
测试冲击电压:-720kV
结果:无沿面放电通过耐高压绝缘引下线
图7 无沿面放电通过DEHN HVI耐高压绝缘引下线
4、实际使用案例
某风电场位于云南省曲靖市,由25台某品牌1.5MW风机组成,经过技术人员现场勘查,发现位于风机机舱顶部的接闪针与风速风向仪未保证必须的隔离距离(如下图所示)。风速风向仪连接着机舱内的设备,一旦接闪针接闪,将会有雷电流闪络至邻近的风速风向仪及其信号线路的风险,轻则造成设备的损坏,重则人身安全受到威胁。由于风机机舱平台面积很小,若要在其上安装传统物理隔离型接闪器,在保护范围达标的前提下,通常无法满足标准所要求的隔离距离的要求,一般国内风机的外部防雷设计会忽略这个隔离距离问题。这会存在潜在的风险,导致雷电流通过气象设备的信号线路直接进入机舱,从而对机舱内设备造成损坏甚至威胁到人身安全。
图8 云南某风电场风机现场勘查照片
所以对于风机机舱上的雷电保护系统,安装非物理隔离型接闪装置是个很好的选择。DEHN HVI耐高压绝缘引下线套件,则可以很好地解决这一问题:耐高压绝缘导线自身具有一定的等效隔离距离,即使安装在待保护设备近旁,亦不会有雷电流通过引下线闪络至设备内。传统引下线在传导雷电流的过程中,在隔离距离不足的情况下极易与附近的设施设备产生闪络,从而造成设施设备的损坏。设计将风机机舱上现有的外部防雷系统替换为DEHN HVI耐高压绝缘引下线,无须保持物理隔离,即可达到IEC 62305-3 2010中所要求的安全隔离距离“S”的要求,有效防止闪络等事故影响机舱内的设备运行安全。
图9 云南某风电场风机DEHN HVI引下线改造完成
5、总结
使用具有等效隔离距离功能的DEHN HVI耐高压绝缘引下线,可以很好的解决风机外部防雷系统因物理空间不足无法与内部电气设备保持必要电气隔离距离的问题,并保证了引下线可以完全承受200kA、10/350μs的雷电流的冲击,既为风机机舱内的设备及人员人身安全提供了安全保障,也间接地减少了客户的经济损失。
此外,DEHN HVI耐高压绝缘引下线不仅适用于风电行业,在很多领域的外部防雷系统中都是理想的解决方案。如民用建筑、工业建筑、光伏系统、沼气发电、信号发射塔以及工业流程中产生的爆炸危险区域(如天然气压缩站、石油钻塔)等。
参考文献:
[1] 雷电防护第三部分:建筑物的实体损害和生命危险 IEC 62305-3 2010
[2] 防雷系统组件(LPSC) 第8部分绝缘雷电防护系统的要求 IEC TS 62561-8-2018
[3] 风力发电机组第二十四部分 雷电防护 IEC 61400-24:2010
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