近年来,我国海上风电发展迅猛。截至2022年底,我国海上风电累计装机已超3000万千瓦,连续两年位居全球首位,已进入规模化开发阶段。海上风电面临广阔的市场机遇,同时也面临较高的风险,海上风电面临的灾害不容小觑。风暴潮、雷暴、地震、海冰、海水腐蚀以及高盐高湿的海上空气,都会对海上风机造成损害,致使风电场内设备受损,发电效益降低。

海上风机安全挑战:

沿海地区风电机组矗立在宽阔的沿海滩涂或海面上,有的高度已经超过80~100多米,高耸的机身和突出的叶片成为闪电放电的主要目标。

海平面高度潮湿的空气易使风机叶片表面形成凝露水珠,在电场的作用下引起畸变,产生局部放电,产生O3、NO、NO2等腐蚀性气体,对叶片形成腐蚀。同时,风机表面电场不均匀也导致雷暴天气时风机更容易诱发直击雷。

同理,海鸟的便落在风机叶片上也容易引发污闪——击穿。

严寒时,凝露会在风机叶片表面形成积冰,严重时甚至能造成叶片断裂。

海洋上空及近海地区高盐雾弥散现象,在钢体结构部件表面发生严重的电化学腐蚀,造成螺栓松动、脱落。腐蚀速率约为内陆的内陆大气环境的4~5倍。盐雾与空气中的其他颗粒物在叶片静电作用下,在叶片表面形成覆盖层,严重时将影响叶片气动性能。

海上风机的接地网被置于水下,海水会对金属接地极造成严重腐蚀,同样对风机基础的钢材结构造成腐蚀。海上风电机组不同于海上钻井平台可以随时修补,海上风电机组由于其特殊性,维修费用极高。接地网的低使用寿命会另整个防雷系统失效,引发事故。

风机叶片防雷方案:

在叶片顶端安装HD-PLR抗雷针板,“似尖端效应”原理同上,受到雷云激励即改变叶片电场环境,及时消除雷电先导,保障风机叶片不会引发直击雷。PLR抗雷针板内置的电离单元可消散雷云电荷、接地单元可使针板经引下线与接地网连接,有效中和云-地电荷。HD-PLR内部的复合强电离放电器即使在海平面最难电离的条件下仍能实现安全保护,保护角84,在重点保护区域实现驱散雷电。PLR在沿海强雷暴地区、近海、岛屿、海军基地等区域取得大量成功案例。

凝露、盐雾、结冰如何解决:

针对凝露、盐雾等现象引起的新能源金属部件放电击穿、腐蚀、结冰等问题,DSAN“双疏”仿生涂料可以有效防止部件表面形成水珠、水膜。即使是在高度潮湿的环境下仍能保持“超疏水”,确保设备表面干爽无水珠,没有凝露放电通道,不易诱发雷击,加强了新能源运行的可靠性。

DSAN“双疏”仿生涂料“超疏水”的特点也使盐雾弥散中的含盐液滴不会粘滞在基材表面,从根本上杜绝了电化学腐蚀的可能性。憎水迁移的结构决定了涂料表面延迟结冰、易脱冰的特点,避免了严寒天气冰灾的影响。此外,DSAN“双疏”仿生涂料超疏油、超自洁的特质也能有效防止基材表面因鸟、污闪而导致爬电、击穿。DSAN“双疏”仿生涂料施工简单,在老旧设备上也可使用,可喷涂在海上风机叶片、风机基础铁塔等设备表面,有效抵御海洋高盐气候。

水下接地如何实现?

针对水下接地难以完成的问题,黑龙江恒电防雷工程有限公司研发了一种应用于水下的柔性接地极并获得国家专利。即将金属体芯套入特制的套管内部,套管腔体内浇灌入“柔性接地体HD-R10”以填充剩余空间。将整个接地网置于水下,用套管保护柔性接地体,用柔性接地体保护金属接地极。所有材料符合环保标准,并保护金属接地极免受水体腐蚀,最大限度地延长接地网使用寿命。

欧麦安集团-黑龙江恒电防雷工程有限公司,专业解决接地电阻居高不下,输电线路雷击跳闸,频繁雷击烧毁设备,水下接地无法完成,酸碱土壤腐蚀金属接地极等难题。与防雷相关的技术咨询、工程改造、防雷检测、数据分析、资源对接等服务与支持,欧麦安均可提供。


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