DB63 T 1514-2016 风力发电场雷电防护装置检测技术规范.pdf
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1、 1 ICS 13.260 A 47 备案号:520652016 DB63 青海省地方标准 DB63/T 15142016 风力发电场雷电防护装置检测技术规范 2016-10 - 09 发布 2016 - 12 - 20 实施 青海省质量技术监督局 发布 DB63/T 15142016 I 目 次 前言 . . II 1 范围 . . 1 2 规范性引用文件 . . 1 3 术语和定义 . . 1 4 风力发电机组防雷区和风力发电场防雷类别的划分 . 3 5 检测项目 . . 4 5.1 风力发电机组 . . 4 5.2 升压变电站(开关站) . . 4 5.3 建(构)筑物 . . 4 6
2、技术要求 . . 4 6.1 风力发电机组 . . 4 6.2 升压变电站(开关站) . . 6 6.3 建(构)筑物 . . 7 7 检测方法 . . 9 7.1 风力发电机组 . . 9 7.2 升压变电站(开关站) . . 10 7.3 建(构)筑物 . . 11 8 检测设备要求 . . 12 9 检测周期 . . 12 10 检测数 据记录与结果判断 . . 12 10.1 检测 数据记录 . . 12 10.2 检测 结果判断 . . 12 11 检测技术报告 . . 12 附录 A(规范性附录) 风力发电机组防雷区和风力发电场防雷类别的划分 . 14 附录 B(规范 性附录) 接
3、地阻抗测试原理和方法 . 16 附录 C(规范性附录) 接触电位差和跨步电位差测试原理和方法 . 18 附录 D(规范性附录) 升压变电站( 开关站)场区地表电位梯度测试原理和方法 . 20 附录 E(规范性附录) 土壤电阻率测试原理和方法 . 21 附录 F(规范性附录) 主要检测仪器和设备的性能及参数要求 . 22 附录 G(规范 性附录) 检测报告表格式样 . 24 DB63/T 15142016 II 前 言 本规范按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本规范由青海省雷电灾害防御中心提出。 本规范由青海省气象局归口。 本规范主要起草单位:青海省雷电灾害防御中心。 本规范参加起
4、草单位:青海大学、青海省新能源研究所、海西州防护雷电中心、海南州防护雷电中 心、中节能青海东方华路风电公司、厦门红相电力设备股份有限公司。 本规范主要起草人:杨成山、欧建芳、王玉娟、李元锦、冯有成、周文峰、韩文玲、金元锋、司杨、 郭翔。 DB63/T 15142016 1 风力发电场雷电防护装置检测技术规范 1 范围 本规范规定了风力发电场雷电防护装置的检测项目、检测技术要求、检测方法、检测周期。 本规范适用于陆上使用、 额定功率在600kW及以上的大型水平轴风力发电机组的雷电防护装置性能 及接地特性参数检测,其他类型的风力发电机组可参照本规范。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是
5、必不可少的。凡是注明日期的引用文件,仅所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 2900.53 电工术语 风力发电机组 GB/T 17949.1 接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则 第1部分:常规测量 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 18802.21 低压电涌保护器(SPD)第21部分:电信和网络的电涌保护器性能要求和试验方法 GB/T 21431 建筑物防雷装置检测技术规范 GB/Z 25427 风力发电机组 雷电防护 GB 50
6、057 建筑物防雷设计规范 GB 50343 建筑物电子信息系统防雷技术规范 DL/T 475 接地装置特性参数测量导则 DL/T 621 交流电气装置的接地 NB/T 31039 风力发电机组雷电防护系统技术规范 3 术语和定义 GB/T 21431、GB/T 2900.53、GB/Z 25427、GB 50057、GB 50343、DL/T 475、D L/T 621界定的以 及下列术语和定义适用于本规范。为了便于使用,以下重复列出了某些术语和定义。 3.1 雷电防护装置检测 根据与各类雷电防护装置相关的设计规范,确定其是否满足规范和设计要求而进行的检查、检测、 测量以及信息综合分析处理的
7、全过程。 GB/T 21431-2008,定义3.32 3.2 风力发电场 由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站。 GB/T 2900.532001,定义2.1.3 DB63/T 15142016 2 3.3 风力发电机组 将风的动能转换为电能的系统。 GB/T 2900.532001,定义2.1.2 3.4 接地线 电力设备应接地的部位与地下接地极之间的金属导体,也称为接地引下线。 DL/T 475-2006,定义3.2 3.5 接地装置 接地体和接地线的总和。 DL/T 475-2006,定义3.3 3.6 接地网 由垂直和水平接地极组成的,供发电厂、变电所使用的,兼有泄流和均压作
8、用的水平网状接地装 置。 DL/T 475-2006,定义3.5 3.7 接地装置特性参数 接地装置的电气完整性、接地阻抗、场区地表电位梯度、接触电位差、跨步电位差等参数或指标。 DL/T 475-2006,定义3.6 3.8 接地装置的电气完整性 接地装置中应该接地的各种电气设备之间,接地装置的各部分及与设备之间的电气连接性,即直 流电阻值,也称电气导通性。 DL/T 475-2006,定义3.7 3.9 接地阻抗 接地网对远方电位零点的阻抗。数值上为接地网与远方电位零点间的电位差,与通过接地网流入 地中电流的比值。 DL/T 475-2006,定义3.8 DB63/T 15142016 3
9、 3.10 场区地表电位梯度 接地短路电流或试验电流流过接地装置时,被试接地装置所在的场区地表面形成的电位梯度。 DL/T 475-2006,定义3.9 3.11 接触电位差 当接地短路电流流过接地装置时,在地面上距设备水平距离1.0m处与沿设备外壳、架构或墙壁离 地面的垂直距离1.8m处两点间电位差。 DL/T 475-2006,定义3.11 3.12 跨步电位差 当接地短路电流流过接地装置时,地面上水平距离为1.0m的两点间的电位差。 DL/T 475-2006,定义3.10 3.13 防雷装置 用于减少闪击击于建(构)筑物上或建(构)筑物附近造成的物质性损害和人身伤亡,由外部防 雷装置和
10、内部防雷装置组成。 GB 50057-2010,定义2.0.5 3.14 内部防雷装置 由等电位连接、接地装置、屏蔽、合理布线、电涌保护器等组成。 GB 50343-2012,定义2.0.5 3.15 外部防雷装置 由接闪器、引下线和接地装置组成。 GB 50057-2010,定义2.0.6 3.16 接闪器 由拦截闪击的接闪杆、接闪带、接闪线、接闪网以及金属屋面、金属构件等组成。 GB 50057-2010,定义2.0.8 3.17 引下线 DB63/T 15142016 4 用于将雷电流从接闪器传导至接地装置的导体。 GB 50057-2010,定义2.0.9 3.18 防雷区 划分雷击电
11、磁环境的区,一个防雷区的区界面不一定要有实物界面,如不一定要有墙壁,地板或 天花板作为区界面。 GB 50057-2010,定义2.0.24 3.19 等电位连接 将分开的装置、诸导电物体用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流或其它外来电 位在它们之间产生的电位差。 GB/T 21431-2008,定义3.8 3.20 电涌保护器 用于限制瞬态过电压和分泄电涌电流的器件。它至少含有一个非线性元件。 GB 50057-2010,定义2.0.29 3.21 土壤电阻率 单位长度土壤电阻的平均值。单位为。 4 风力发电机组防雷区和风力发电场防雷类别的划分 风力发电机组防雷区和风力发电场防雷
12、类别的划分方法见附录。 5 检测项目 5.1 风力发电机组 风力发电机组检测项目应包含: 接闪器; 引下线; 等电位连接; 接地装置; 电涌保护器; 接地阻抗; 接触电位差; 跨步电位差; DB63/T 15142016 5 土壤电阻率。 5.2 升压变电站(开关站) 升压变电站(开关站)检测项目应包含: 接地阻抗; 接触电位差; 跨步电位差; 场区地表电位梯度; 电气完整性; 接地装置; 独立接闪杆; 土壤电阻率。 5.3 建(构)筑物 风力发电厂建(构)筑物(包括主控楼、配电室、生活等辅助设施等)检测项目应包含: 接闪器; 引下线; 屏蔽和等电位连接; 接地装置; 电涌保护器。 6 技术要
13、求 6.1 风力发电机组 6.1.1 接闪器 接闪器的敷设及材料规格应符合以下要求: 接闪器的敷设应确保所保护建(构)筑物及设备处于接闪器的保护范围之内; 接闪杆的材料规格应符合表 1 规定; 叶片应通过装设接收器、引下线及其连接元件组成雷电防护系统。叶片接收器和引下线的材 料、形状及最小截面积应符合 NB/T 31039 规定; 架空接闪线宜采用截面不小于 50mm 2 的热镀锌钢绞线或铜绞线,且要求每股线直径不小于 1.7mm; 接闪器应防腐处理。 表1 接闪杆材料规格 杆长 圆钢规格 钢管规格 杆长1m以下 圆钢不应小于12mm 钢管不应小于20mm 杆长1m2m 圆钢不应小于16mm
14、钢管不应小于25mm 6.1.2 引下线 引下线的材料规格应符合以下要求: DB63/T 15142016 6 金属塔架可作为良好的自然引下线,各段端部和底座环应引出接地端子; 引下线应防腐处理。 6.1.3 等电位连接 风力发电机组机舱舱体内、机组电气和电子系统各部件的等电位连接应符合以下要求: 根据风力发电机组防雷区的划分,在其不同保护区的交界处应设置等电位连接装置; 舱体内应建立等电位连接网络,内部主要金属构件、金属管道以及线路屏蔽均应采用等电位 连接。舱内宜设置环形等电位母排; 风力发电机组的电气和电子系统各组件的金属外壳(风力发电机及其部件的外壳,变流器及 其部件的机柜金属外壳,开关
15、柜、控制柜金属外壳,升/降压变压器金属外壳等)、各电气和 电子线路的屏蔽和金属管道外壁应在本防雷分区就近与雷电流引下系统实行防雷等电位连 接; 各电气和电子线路的屏蔽和金属管道外壁的两端均应实行防雷等电位连接; 金属轮毂、轮毂罩、机舱的金属底盘和机舱外壳的金属构架、全金属的塔架等均是良好的大 型等电位连接母排; 等电位连接应尽可能走直线,连接线尽可能短。连接导线最小截面积应符合表 2规定。 表2 连接导线最小截面积 不同连接排之间的连接导线、连接排和接地装置之间连接导线 金属装置和连接排之间连接导线 材料 最小截面积(mm 2 ) 材料 最小截面积(mm 2 ) 铜 14 铜 5 铝 22 铝
16、 8 钢 50 钢 16 6.1.4 接地装置 接地装置的材料规格及特性参数应符合以下要求: 风力发电机组与配套变压器共用接地系统,其接地阻抗、跨步电位差、接触电位差应达到设 计要求值; 接地装置材料规格应符合 GB 50057规定,并应防腐处理。 6.1.5 电涌保护器 电涌保护器的使用与安装应符合以下要求: 电涌保护器应符合 GB 18802.1 和G B 18802.21 标准的有关要求; 电涌保护器原则上应安装在各防雷区的交界处,但当线路能承受预期的电涌电压时,可安装 在被保护设备处; 电涌保护器必须能承受预期通过的雷电流,并具有通过电涌时的电压保护水平和熄灭工频续 流的能力; 电涌保
17、护器的 Uc值应符合 GB 50343的规定要求; 电涌保护器的连接铜导线最小截面积应符合表 3 规定;各级电涌保护器的接地连接导线要短 直,长度不宜超过 0.5m; DB63/T 15142016 7 当线路上多处安装电涌保护器时,电涌保护器之间的线路长度应符合有关要求,如不符合, 开关型电涌保护器与限压型电涌保护器之间的线路长度不宜小于 10m,限压型电涌保护器之 间线路长度不宜小于m,若不满足,应装有退耦元件。 表3 电涌保护器连接铜导线最小截面积 导线截面积(mm 2 ) SPD级数 SPD的类型 SPD连接相线铜导线 SPD接地端连接铜导线 第一级 开关型或限压型 6 10 第二级
18、限压型 4 6 第三级 限压型 2.5 4 第四级 限压型 2.5 4 6.1.6 接地阻抗 接地阻抗不应大于设计要求值,如无具体设计要求值时,应符合GB/Z 25427的规定不大于4.0。 6.1.7 接触电位差 接触电位差的计算应依据DL/T 621的规定,实际的接触电位差不应超过附录C公式C.3确定的值。 6.1.8 跨步电位差 跨步电位差的计算应依据DL/T 621的规定,实际的跨步电位差不应超过附录C公式C.4确定的值。 6.1.9 土壤电阻率 土壤电阻率的测试应符合以下要求: 土壤电阻率的测试一般采用四极等距法,电极间距为 5m、10m、15m、20m、30m、40m;使用 等距法
19、时,两电极间的距离不应小于电极埋设深度的 20 倍; 土壤电阻率的测试应避免在雨后或雪后立即进行,一般宜在连续天晴 3 天后或在干燥的季节 进行; 在冻土区测试时,电极须打入冻土层以下。 6.2 升压变电站(开关站) 6.2.1 接地阻抗 接地阻抗不应大于设计要求值,如无具体设计要求值时,不应大于0.5。 6.2.2 接触电位差 接触电位差的计算应依据DL/T 621的规定,实际的接触电位差不应超过附录C公式C.3确定的值。 6.2.3 跨步电位差 跨步电位差的计算应依据DL/T 621的规定,实际的跨步电位差不应超过附录C公式C.4确定的值。 6.2.4 场区地表电位梯度 DB63/T 15
20、142016 8 场区地表电位梯度应根据现场实测值按附录D给出的方法绘制曲线,绘制的曲线应比较平坦,没有 明显起伏和突变,两端略有抬高。 6.2.5 电气完整性 升压变电站(开关站)各设备之间、配电柜、开关柜、金属构架等之间的电气完整性良好,导通电 阻应符合以下要求: 状况良好的设备检测值应在 50m以下; 50m200m的设备状况尚可,宜在以后例行检测中重点关注其变化,重要的设备宜在适 当时候检查处理; 200m1的设备状况不佳,对重要的设备应尽快检查处理,其他设备宜在适当时候检查 处理; 1以上的设备与主地网未连接,应尽快检查处理。 6.2.6 接地装置 接地装置的材料规格及特性参数应符合
21、以下要求: 接地装置材料规格应符合 GB 50057规定,并应防腐处理; 升压变电站(开关站)应采用共用接地装置,接地阻抗、跨步电位差、接触电位差、地表电位 梯度、电气完整性应达到设计要求; 升压变电站(开关站)的独立接闪杆应采用独立接地装置,接地电阻不应大于 10;与主地网 之间的导通阻值应大于 500m。 6.2.7 独立接闪杆 独立接闪杆的敷设及材料规格应符合以下要求: 独立接闪杆的敷设应确保升压变电站(开关站)的电气设备处于接闪器的保护范围之内; 独立接闪杆材料规格同风力发电机组,见表 1; 独立接闪杆应敷设两根引下线,对称布置;引下线入地点应设置接地标志,3m 范围内应设置 护栏或悬
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