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作者 / 风电世界
来源 / 风电世界
近日,维斯塔斯的一台风机被怀疑在雷击后倒塔,一节塔筒、机舱与叶轮整体坠落,仅剩部分塔筒孤零零地矗立在原野当中。下面的照片由当地消防队拍摄。
这台倒塔的风机位于澳大利亚的维多利亚州,一个名为Berrybank的风电场。风机单机容量4.2MW。目前维斯塔斯与业主正展开调查,该风机倒塔是否是因为雷击。据维斯塔斯称,这台风机倒塔时,正发生严重的雷暴天气。
事实上,雷击倒塔事故在国内外并不鲜见。例如去年3月份,国家能源局东北监管局就曾发布了一个调查报告,分析内蒙通辽的某风电场雷击倒塔事故。据报告显示,该项目84号机组在晚上11点突然失去通信,PLC记录大量故障。综合分析机组故障数据与运行数据,风机在遭受雷击后,叶片刚度发生变化折断,打击风机塔筒,机舱震动周期性波动,风轮旋转失稳,最终导致风机倒塔,造成直接损失470.76万元。
该事故的直接原因是,该机组出厂前,风机制造厂家曾刨开机组2号叶片,对“接闪器不通”“合模缝结构胶开裂”两项缺陷进行修复处理。该机组安装过程中,参建各方仅对机组叶片等部件进行外观检查,未做防雷系统相关试验,未确保防雷系统整体有效投入。事故当晚该机组遭受雷击后,造成机组2号叶片接闪器放电损坏,雷电波能量在叶片内叠加释放,将此前修复处的叶片爆开,导致叶轮失控,机组振动失稳,最终发生倒塔事故。
更早些时候,国内还有一个雷击导致叶片损害的事故发生。当时一个风电场的施工人员在巡视过程中发现55号风机叶片损伤,叶片后缘开裂并形成敞口,并报保险公司。虽然项目业主希望对该叶片进行报废处理,并且提出210万元的赔偿金额,但最终保险公司通过维修完成保险理赔,修复金额38万元。
保险公司查明原因,在事故发生前的4天项目所在地发生了雷暴天气。根据对叶片勘察的结果判断,该叶片本体在前缘位置有雷电击穿现象,击穿点附近伴随着壳体蒙皮谈话等雷击特有的破坏形式。另外雷击记录卡显示该叶片遭受的最大雷击电流达231±28KVA。该雷击电流属高强度的雷击电流水平,已超过风电机组雷电防护标准IEC61400-24中要求的200kVA的范围。
显然,再精雕细琢的叶片设计,也无法让防雷体系在雷电面前做到绝对的铜墙铁壁。不同于静止不动的建筑,叶轮是一个庞大且高速运转的机械体,这就意味着叶片防雷工作必须迎接更为严峻的考验。利用最前沿的整合应用技术,有设计师正努力削弱雷击对风机的破坏力度。
一是在理论与实践交织的领域,借力先进的电磁仿真工具,犹如先知般预演雷击的各种可能情况,以此来优化叶片及其防雷系统的形态构造和材料选取,从容应对纷繁复杂的雷电袭击。
二是依托物联网与传感器科技的力量,打造一套智慧型监测与控制系统,宛如全天候守护者,实时洞察雷电环境的变化,精准预测雷击的可能性,并及时调整风机的工作状态,必要时果断切断电源,阻止雷电流入侵系统。
三是致力于高效接闪器技术的创新,借助新型材料和独特的结构设计,让叶尖接闪器拥有更强的捕获雷电能力,确保雷电流能够更顺畅地导向大地。
四是还要在碳纤维及其它复合材料叶片内部巧妙构建连续的导电网络,这样一来,即使雷电没有直接击中接闪器,也能沿着预先设定的内部通道安全疏散,从而规避局部过热和高压所带来的损害。
(图片来源:veer图库)