一种高电阻率区域的风力发电机组防雷接地方法

摘要

本发明公开了一种高电阻率区域的风力发电机组防雷接地方法，包括：S1，以风力发电机组的中心为原点，嵌套的设置至少两个三角形的接地网，各个接地网均为共心设置，且相邻接地网的各边均平行设置；S2，由原点向最外层的接地网的三个顶点分别设置三条接地射线；S3，沿各个接地网的边长和接地射线挖设接地沟；S4，沿接地沟的长度方向间隔埋设用于接地的接地装置；S5，利用镀锌扁钢连接相邻的接地装置；S6，对接地沟进行回填操作。通过设置三角形的接地网，可有效增大接地网的接地面积，使沿着接地网和接地射线的长度方向设置的接地装置更多，达到更好的降阻效果，且三角形接地网更有利于接地沟的开挖及接地装置的埋设。

说明书

技术领域

本发明涉及防雷接地技术领域，更具体地说，涉及一种高电阻率区域的风力发电机组防雷接地方法。

背景技术

现有技术中，风力发电机组的防雷接地是风电场电力系统的重要组成部分，也是避免风力发电机组遭受雷击的有效防护手段。目前，针对电阻率较低的区域，常规的风力发电机组大多是设置环形的接地网，在接地网上利用角钢、扁钢等常规接地材料进行防雷接地，在电阻率较低的区域这些常规材料即可有效降低接地电阻，并达到防雷要求。然而，对于石方较多甚至纯石方等高电阻率区域，常规的防雷接地方法不仅施工难度较大、成本高，且其接地效果往往不如人意。

综上所述，如何解决高电阻率区域的风力发电机组防雷接地问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种风力发电机组防雷接地方法，可以有效解决高电阻率区域的风力发电机组防雷接地问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高电阻率区域的风力发电机组防雷接地方法，包括：

步骤S1，以风力发电机组的中心为原点，嵌套的设置至少两个三角形的接地网，各个所述接地网均为共心设置，且相邻所述接地网的各边均平行设置；

步骤S2，由所述原点向最外层的所述接地网的三个顶点分别设置三条接地射线；

步骤S3，沿各个所述接地网的边长和所述接地射线挖设接地沟；

步骤S4，沿所述接地沟的长度方向间隔埋设用于接地的接地装置；

步骤S5，利用镀锌扁钢连接相邻的所述接地装置；

步骤S6，对所述接地沟进行回填操作。

优选的，所述接地网为等边三角形结构，且各所述接地网之间均为等间隔设置。

优选的，所述接地装置为非金属矿物材料件。

优选的，所述接地装置包括方形的接地块、梅花形的接地块或圆柱形的接地块。

优选的，所述接地沟的深度大于或等于80cm，所述接地沟的宽度与所述接地装置的尺寸相配合。

优选的，当所述接地沟的深度大于或等于100cm时，向所述接地沟内垂直安装所述接地装置，当所述接地沟的深度为80cm至100cm时，向所述接地沟内水平安装所述接地装置。

优选的，所述接地装置沿所述接地沟的长度方向等间隔设置。

优选的，所述接地装置的两侧分别设有凸出的接口，相邻所述接地装置所对应的所述接口均与所述镀锌扁钢热熔焊接。

优选的，最外层的所述接地网的三个顶点处均设有用于将所述风力发电机组的电流向外引出的接地扁钢。

优选的，所述步骤S6包括：向所述接地沟填入湿润的土壤，并使所述接地沟表面平整。

在使用本发明所提供的风力发电机组防雷接地方法时，以风力发电机组的中心为原点设置三角形的接地网，可以是指将原有的环形接地网优化为与其外切的三角形接地网，故三角形的接地网相较原有的环形接地网而言，三角形的接地网可有效增大接地网的接地面积和周长，使得沿着接地网和接地射线的长度方向设置的接地装置更多，可以达到更好的降阻效果，并且，呈三角形布置的接地网更有利于接地沟的开挖施工及接地装置的埋设施工。而且，本发明利用镀锌扁钢连接相邻的接地装置，可以进一步提高各个接地装置的连接稳定性和降阻效果，增强风力发电机组的散流效果，使得风力发电机组的电流更好的向外引出，继而对风力发电机组进行有效的防雷击保护。

综上所述，本发明所提供的风力发电机组防雷接地方法，可以有效解决高电阻率区域的风力发电机组防雷接地问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的风力发电机组防雷接地方法的流程示意图；

图2为改造后的风力发电机组防雷接地网的结构示意图。

图1-图2中：

1为基础内环、2为基础外环、3为小三角形接地网、4为大三角形接地网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种风力发电机组防雷接地方法，可以有效解决高电阻率区域的风力发电机组防雷接地问题。

请参考图1和图2，其中，图1为本发明所提供的风力发电机组防雷接地方法的流程示意图；图2为改造后的风力发电机组防雷接地网的结构示意图。

本具体实施例提供了一种高电阻率区域的风力发电机组防雷接地方法，包括：

步骤S1，以风力发电机组的中心为原点，嵌套的设置至少两个三角形的接地网，各个接地网均为共心设置，且相邻接地网的各边均平行设置；

步骤S2，由原点向最外层的接地网的三个顶点分别设置三条接地射线；

步骤S3，沿各个接地网的边长和接地射线挖设接地沟；

步骤S4，沿接地沟的长度方向间隔埋设用于接地的接地装置；

步骤S5，利用镀锌扁钢连接相邻的接地装置；

步骤S6，对接地沟进行回填操作。

需要说明的是，各个接地网均为共心设置，且相邻接地网的各边均平行设置，上述的共心是指各个接地网的垂心相同，均为风力发电机组的中心。优选的可以将接地网是指为等边三角形结构，以便于操作人员进行施工操作，并提高接地网和接地装置的接地防雷效果。

还需要说明的是，通过使用本方法对高电阻率区域的风力发电机组进行防雷接地，将原有的环形接地网优化为三角形的接地网，三角形接地网较原有环形接地网而言，呈三角形布置的接地面积更大、接地体长度更长，其降阻效果更好。并且，呈三角形布置的接地网更便于进行后续的接地沟开挖施工和接地模块的埋设施工。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对接地网、接地射线、接地沟以及接地装置的形状、材质、结构、尺寸、位置、个数等进行确定。

在使用本发明所提供的风力发电机组防雷接地方法时，以风力发电机组的中心为原点设置三角形的接地网，可以是指将原有的环形接地网优化为与其外切的三角形接地网，故三角形的接地网相较原有的环形接地网而言，三角形的接地网可有效增大接地网的接地面积和周长，使得沿着接地网和接地射线的长度方向设置的接地装置更多，可以达到更好的降阻效果，并且，呈三角形布置的接地网更有利于接地沟的开挖施工及接地装置的埋设施工。而且，本发明利用镀锌扁钢连接相邻的接地装置，可以进一步提高各个接地装置的连接稳定性和降阻效果，增强风力发电机组的散流效果，使得风力发电机组的电流更好的向外引出，继而对风力发电机组进行有效的防雷击保护。

综上所述，本发明所提供的风力发电机组防雷接地方法，可以有效解决高电阻率区域的风力发电机组防雷接地问题。

在上述实施例的基础上，优选的，接地网为等边三角形结构，且各接地网之间均为等间隔设置，这样有利于提高接地网之间的接地防雷效果，增强风力发电机组的散流效果，且更便于操作人员进行施工操作。

优选的，接地装置为非金属矿物材料件。

需要说明的是，非金属矿物材料件具有较好的导电性和稳定性，采用非金属矿物材料制作接地装置，可有效提高接地装置的防雷接地效果。例如可以采用碳素材料制作接地装置。

优选的，接地装置包括方形的接地块、梅花形的接地块或圆柱形的接地块。这样有利于增加单个接地块与大地之间的接触面积，继而增强接地块的散流效果。

优选的，接地沟的深度大于或等于80cm，接地沟的宽度与接地装置的尺寸相配合。例如，可以利用方形的接地块埋设在接地沟内，且可以将接地沟的深度设置为80cm，以便于更好统一制作方形接地块，也更便于安装接地块。

优选的，当接地沟的深度大于或等于100cm时，向接地沟内垂直安装接地装置，当接地沟的深度为80cm至100cm时，向接地沟内水平安装接地装置。当接地沟深度较大时需要垂直安装接地装置，但垂直安装接地装置时的施工量较大，因此，可以将大多数的接地沟深度设置为80cm，以便于减少垂直接地装置的使用，从而减少垂直安装接地装置时的施工量。

在上述实施例的基础上，优选的，接地装置沿接地沟的长度方向等间隔设置，这样有利于提高接地装置之间的接地防雷效果，继而增强风力发电机组的散流效果，且更便于操作人员进行施工操作。

优选的，接地装置的两侧分别设有凸出的接口，相邻接地装置所对应的接口均与镀锌扁钢热熔焊接。采样热熔焊接的方式对接口和镀锌扁钢进行连接，可以有效确保接地装置之间的连接稳定性和降阻效果。

优选的，最外层的接地网的三个顶点处均设有用于将风力发电机组的电流向外引出的接地扁钢。这样可以有效增强风力发电机组的散流效果，使得风力发电机组的电流更好的向外引出，继而对风力发电机组进行有效的防雷击保护。

在上述实施例的基础上，优选的，步骤S6包括：向接地沟填入湿润的土壤，并使接地沟表面平整。

需要说明的是，含水量较高的土壤具有降阻效果，通过向埋设有接地装置的接地沟内回填湿润的土壤，可以有效减少降阻剂的使用，从而节约成本。含水量较高的土壤即是向土壤内加入水进行搅拌混合，以使土壤含水量提高。

为了进一步说明本发明所提供的风力发电机组防雷接地方法，接下来进行举例说明，将本方法运用在贵州纳雍县鬃岭北风电场项目接地工程，以根据当地的实际情况，解决高电阻率区域风力发电机组防雷接地问题。鬃岭北风电场内风机基础多处于山顶或山脊，所处区域地质情况复杂，土夹石现象较为明显，且部分机位石方较多，因此该区域的电阻率较高。

原有设计中，纳雍县鬃岭北风电项目131机型的基础半径为9.4m，操作人员以该基础中心为原点，在距原点10m、20m、30m处分别布置一个环形接地网。为方便实施应用本方法，操作人员对环形接地网的布置进行了重新设计，如图2所示。

具体方法如下：

1、为了方便接地沟的开挖与接地装置的埋设操作，操作人员可以在距基础中心10m、20m处设计布置原有环形接地网的外切三角形接地网，分别记为小三角形接地网3和大三角形接地网4。这样设置接地网可以有效减少接地网圈数，增大每圈接地网的接地面积和接地装置的总长度。

2、通过原点向大三角形接地网4的三个顶点作三条接地射线，沿着接地网和接地射线布置开挖接地沟，接地沟的开挖深度不小于80cm，宽度可以结合方形的接地装置的外形尺寸作适量调整。

3、沿接地沟长度方向每隔4米左右埋设一个方形的接地装置，得出小三角形接地网3的各边需方形接地装置8块，大三角形接地网4的各边需方形接地装置17块。

4、各接地装置与镀锌扁钢间采用热熔焊接方式连接，以增加连接稳定性。

5、在大三角形接地网4的顶点处利用接地扁钢向外引电流，继而方便后续调整检测。

6、待各个接地装置的埋设操作以及焊接操作完毕后，向接地沟内回填含水量较高的土壤。

需要补充说明的是，风力发电机组的基础内环1和风力发电机组的基础外环2之间浇筑有混凝土，但在浇筑混凝土之前，位于原点和基础外环2之间的接地射线埋设有接地扁钢，而基础外环2与大三角形接地网4的三个顶点之间的接地射线则是间隔埋设有接地装置，以保证接地网和接地射线的接地防雷效果，继而增强风力发电机组的散流效果。

通过利用本方法对环形接地网的布置进行重新设计，可以有效降低高电阻率地区的接地电阻，增加接地防雷效果；本方法采用的三角形接地网较原有设计的圆形接地网的接地面积更大，接地体长度更长，更有利于降阻，且更便于接地沟开挖及接地装置的埋设；而且通过对接地沟深度的控制，可以有效减少垂直接地装置的使用，减少安装垂直接地装置相应的施工量；此外，接地沟内埋设有接地装置，且各个接地装置之间通过镀锌扁钢进行连接，这样可有效延长接地网的使用寿命，且运行过程无需维护，从而减少运行成本，也有利于保持接地电阻的稳定性；并且，本方法设置的方形接地块有利于提高单个接地块与大地之间的接触面积，增强散流效果；而且，在进行回填操作时使用的是含水量较高的土壤，这样可以有效减少降阻剂的使用，节约运行成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本发明所提供的风力发电机组防雷接地方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。