原雷电的特点是：面积小，雷云放电频繁，每次放电电流不大，即年平均雷暴日多，雷电
强度小。在这种雷暴条件下，风力发电机组的电涌防护相对就可以基本忽略其最大通流量，
而重点考虑其残压对设备的影响。

　　

3.高原地区风力发电机组的电涌防护及冻土接地问题

　　

3.1 高原地区风力发电机组的电涌防护问题

通过上述的说明，影响高原地区风力发电机组的雷电并不是最重要的问题，而且从国

内相关叶片生产厂家得到的数据表明，雷击叶片占其装机叶片总量的比例不到

1%，结合全

国的数据也不到

3%，并且，目前风力发电机组采用的叶片的防雷结构可以满足高原条件下

的雷击通流量的要求。

3.1.1 风力发电机组的防雷分区与电涌保护器的选型

　　对于风力发电机组的防护可以按照其防雷分区（图

5）进行差异化设计，考虑到高原

地区雷暴活动的特点，对电涌保护器的选择上重点考虑产品的

UP 对后续设备的影响。

　　如在多雷区选用的放电管型

SPD 就可以考虑换为限制电压型 SPD，对处于 LPZOB 与

LPZ1 区的变流器输出端、箱变低压端的 B 级 SPD 可选用 In15kA 的限压型 SPD，LPZ1 区 C
级环境下的发电机开关柜、主控柜、变桨柜等位置可选用

In10kA 的限制电压型 SPD，而对处

于

LPZ2 区的控制信号线路而言 In5kA 的线路保护完全可以满足实际要求。

　　

3.1.2 电涌保护器的低气压环境适型

　　对于在高原低压条件下使用的电涌保护器而言，其结构和原件与平原地区一样需要进
行针对性的考虑，如开放间隙式电涌保护器不适合安装在风力发电机组中。因为，该种结构
的

SPD 在通流时会发生电火花外泄，容易造成机舱内设备的燃烧而在高空发生火灾；此外 ，

低海拔地区使用的电涌保护器在高海拔条件下使用会发生爆裂或失效的问题，在高海拔地
区使用的

SPD 应通过《电工电子产品基本环境试验规程试验 M：低气压试验方法》标准中的

规定的低气压实验，避免在实际的安装运行过程中造成保护失效或其他潜在隐患。

　　

3.1.3 电涌保护模式

　　目前，风力发电机组的电涌保护器安装主要存在的问题是，防雷公司推荐的电涌保护
器熔断器工频电流值高于风力发电机组配电柜工频电流值，这种不当的配置违背了继电保
护原理，不符合分级保护，逐级跳闸的保护顺序。而往往有些风机在实际安装

SPD

　　中就不使用熔断器形成事实的优先保护。

SPD 的保护模式决定了 SPD 在动作后是否与

电网脱离、是一次性保护还是冗余保护。保护的形式从另一层面决定了系统的稳定性。图

6 展

示了优先保护与优先供电原理图，从途中可以看出，对于优先保护或者优先供电的区别仅
是一条保险丝，但是针对于风力发电机系统电压尖峰较多的实际情况，采用优先保护的方
式是不妥的。因为：

SPD 是电压敏感型器件，其启动周期一般在 20-25ns 左右，当系统波动

电压达到

SPD 启动电压的时候 SPD 就会反复启动，严重时会直接对地短路，造成系统开关