Prutezzione di fulmini è sovratensioni per u sistema di turbine eoliche

Cù a cuscenza crescente di u riscaldamentu climaticu è di i limiti di i nostri combustibili à basa di fossili, a necessità di truvà una fonte d'energia rinnovabile megliu diventa evidente. L'usu di l'energia eolica hè una industria in rapida crescita. Tali installazione sò generalmente situate nantu à terreni aperti è elevati è cume presentanu punti di cattura attraenti per e scariche di fulmini. Se u fornimentu affidabile deve esse mantenutu hè impurtante chì e fonti di danni da sovratensione sò attenuati. LSP furnisce una vasta gamma di dispositivi di prutezzione contro sovratensioni adatti sia per i currenti diretti sia parziali.

Prutezzione di fulmini è sovratensioni per u sistema di turbine eoliche

LSP hà una serie piena di prudutti di prutezzione da sovratensioni dispunibili per l'applicazioni di e turbine eoliche. L'offerta da LSP à vari prudutti di prutezzione muntati in rail DIN è monitoru di sovratensioni è fulmini. Mentre entremu in un tempu di a storia quandu a spinta versu l'energia è a tecnulugia verdi pruvucanu continuamente a creazione di più parchi eolici, è i parchi eolici attuali da esse allargati, sia i produttori di turbine sia i prupietarii / operatori di parchi eolici sò sempre più cuscenti di i costi associati à i lampi. U dannu monetariu chì l'operatori soffrenu quandu ci hè un esempiu di colpu di fulmine vene in duie forme, i costi associati à a sostituzione di macchinari per via di danni fisici è i costi associati à u sistema chì sò offline è chì ùn producenu micca energia. I sistemi elettrichi à turbine affrontanu e sfide continue di u paisaghju chì li circonda, e turbine eoliche sò generalmente e strutture più alte di un'installazione. A causa di u clima duru à u quale seranu esposti, cumbinatu cù l'aspettative chì una turbina sia colpita da un fulmine parechje volte in tutta a so vita, i costi di rimpiazzamentu è di riparazione di l'equipaggiamenti devenu esse presi in considerazione in u pianu cummerciale di qualsiasi operatore di parchi eolici. U dannu direttu è indirettu da u fulmine hè creatu da intensi campi elettromagnetichi chì creanu sovratensioni transitorie. Queste sovratensioni sò poi passate per u sistema elettricu direttamente à apparecchiature sensibili in a turbina stessa. L'ondata si propaga attraversu u sistema pruducendu dui danni immediati è latenti à i circuiti è l'equipaghji computerizati. Componenti cum'è generatori, trasformatori è convertitori di potenza oltre à l'elettronica di cuntrollu, a cumunicazione è i sistemi SCADA sò potenzialmente danneggiati da i picchi di luce creati. U danni diretti è immediati ponu esse evidenti, ma i danni latenti chì si verificanu à causa di parechje greve o esposizione ripetuta à sovratensioni ponu accadere à componenti di potenza chiave in una turbina eolica effettuata, parechje volte questu dannu ùn hè micca coperto da e garanzie di u fabbricante, è cusì u i costi per a riparazione è a rimpiazzamentu cascanu nantu à l'operatori.

I costi offline sò un altru fattore maiò chì deve esse figuratu in ogni pianu cummerciale assuciatu à un parc eolicu. Questi costi venenu quandu una turbina hè disattivata è deve esse travagliatu da una squadra di serviziu, o avè cumpunenti rimpiazzati chì implicanu costi di compra, trasportu è installazione. I rivenuti chì ponu esse persi per via di un colpu di fulmine ponu esse significativi, è i danni latenti chì si producenu cù u tempu si aghjunghjenu à quellu tutale. U pruduttu di prutezzione di e turbine eoliche di LSP riduce significativamente i costi associati da esse capace di sopportà parechje sovratensioni di fulmini senza fallimentu, ancu dopu à più istanze di greva.

U casu per i sistemi di prutezzione di sovratensioni per e trubine di ventu

U cambiamentu continuu di e condizioni climatiche cumbinatu cù a dipendenza crescente di i combustibili fossili hà furnitu un grande interessu in risorse energetiche rinnuvevuli durabili in u mondu Una di e tecnulugie più prumettenti in energia verde hè l'energia eolica, chì eccettu i costi elevati per l'iniziu seria a scelta di parechje nazioni in u mondu sanu. Per esempiu, in Portugallu, l'obiettivu di produzzione d'energia eolica da u 2006 à u 2010 era di aumentà à 25% a produzzione energetica totale di l'energia eolica, un scopu chì hè statu rializatu è ancu superatu in l'ultimi anni. Mentre i prugrammi aggressivi di u guvernu chì spingenu a produzzione d'energia solare è eolica anu sviluppatu l'industria eolica in modu sostanziale, cun questa crescita di u numeru di turbine eoliche vene un aumentu di a probabilità chì e turbine sò colpite da un fulmine. I colpi diretti à e turbine eoliche sò diventati ricunnisciuti cum'è un prublema seriu, è ci sò prublemi unichi chì rendenu a prutezzione di i fulmini più sfida in energia eolica chè in altre industrie.

A custruzzione di e turbine eoliche hè unica, è ste strutture alte in gran parte metalliche sò assai suscettibili à i danni da i fulmini. Sò ancu difficiuli da pruteghje aduprendu e tecnulugie cunvinziunali di prutezzione di l'ondulazione chì si sacrificanu principalmente dopu à una sola surghjente. E turbine eoliche ponu alzassi di più di 150 metri di altezza, è si trovanu tipicamente in terra alta in zone remote chì sò esposte à l'elementi, cumpresi i fulmini. I cumpunenti i più esposti di una turbina eolica sò e pale è a nacella, è sò generalmente fatte di materiali cumposti chì ùn sò micca capaci di sustene un colpu di fulmine direttu. Un colpu direttu tipicu accade generalmente à e lame, creendu una situazione induve a surghjenza viaghja per tutti i cumpunenti di a turbina in u mulinu à ventu è potenzialmente in tutte e zone cunnesse elettricamente di a splutazione. E zone tipicamente aduprate per i parchi eolichi presentanu pessime cundizioni di terra, è u parcu eolicu mudernu hà l'elettronica di trasfurmazione chì sò incredibilmente sensibili. Tutti questi prublemi rendenu a prutezzione di e turbine eoliche da danni da fulmini u più sfida.

In a struttura di a turbina eolica stessa, l'elettronica è i cuscinetti sò assai suscettibili à danni da fulmini. I costi di manutenzione associati à e turbine eoliche sò elevati per via di e difficultà à rimpiazzà questi cumpunenti. Purtà tecnulugie chì ponu migliurà e statistiche medie per u rimpiazzamentu necessariu di i cumpunenti hè una fonte di grande discussione in a maiò parte di e sale di cunsigliu è di l'agenzie governative implicate in a produzzione eolica. A natura robusta di a linea di prudutti di prutezzione di sovratensione hè unica trà e tecnulugie di prutezzione di sovratensioni perchè continua à prutege l'attrezzatura ancu quandu hè attivata, è ùn ci hè bisognu di rimpiazzamentu o ripristinamentu dopu à un lampu. Questu permette à i generatori di energia eolica di stà in linea per periodi più lunghi. Ogni miglioramentu di e medie statistiche di i stati offline è di i tempi chì e turbine sò in panna per a manutenzione porterà infine ulteriori costi per u consumatore.

A prevenzione di i danni à i circuiti di bassa tensione è di cuntrollu hè cruciale, postu chì i studii anu dimustratu chì più di u 50% di i fiaschi di e turbine eoliche sò causate da guasti di sti tippi di cumpunenti. E ripartizioni documentate di l'attrezzatura attribuita à i fulmini diretti è indotti è à i surghjenti di ritornu chì si propaganu subitu dopu à un fulmine, sò cumuni. I parafulmini installati à u latu di a rete elettrica di i sistemi sò messi à terra cun u latu di bassa tensione per diminuisce a resistenza di messa à terra, aumentendu a capacità di tutta a catena di sustene un colpu à una sola turbina eolica.

Prutezzione di fulmini è sovratensioni per e turbine eoliche

Questu articulu descrive l'implementazione di misure di prutezzione di fulmini è sovratensioni per dispositivi elettrichi è elettronichi è sistemi in una turbina eolica.

E turbine eoliche sò assai vulnerabili à l'effetti di i fulmini diretti per via di a so vasta superficie è altezza esposte. Siccomu u risicu di lampi chì colpiscenu una turbina eolica aumenta quadraticamente cù a so altezza, si pò stimà chì una turbina eolica multi-megawatt hè colpita da un fulmine direttu circa ogni dodici mesi.

A compensazione di alimentazione deve ammortizà i costi elevati di l'investimentu in pochi anni, significendu chì i tempi di fermu per via di fulmini è danni da sovratensione è i costi di riparazione associati devenu esse evitati. Hè per quessa chì misure di prutezzione cumpleta di fulmini è sovratensioni sò essenziali.

Quandu si pianifica un sistema di prutezzione di i fulmini per e turbine eoliche, ùn solu i lampi nuvola-terra, ma ancu i lampi terra-nuvola, chjamati dirigenti ascendenti, devenu esse cunsiderati per l'oggetti cù un'altezza di più di 60 m in lochi esposti. . L'alta carica elettrica di questi dirigenti ascendenti deve esse particularmente tenuta in considerazione per a prutezzione di e pale di rotore è a selezzione di parafluenti adatti per fulmini.

Prutezzione di Normalizazione-Fulmine è di sovratensione per u sistema di turbine eoliche
U cuncettu di prutezzione deve esse basatu annantu à e norme internaziunali IEC 61400-24, IEC 62305 serie standard è e linee guida di a sucietà di classificazione Germanischer Lloyd.

Misure di prutezzione
IEC 61400-24 raccomanda a selezzione di tutti i sottocomponenti di u sistema di prutezzione contro i fulmini di una turbina eolica secondu u livellu di prutezzione contro i fulmini (LPL) I, a menu chì una analisi di risicu dimostri chì una LPL inferiore hè sufficiente. Un analisi di risicu pò ancu palisà chì sfarenti sottocomponenti anu diverse LPL. IEC 61400-24 raccomanda chì u sistema di prutezzione di i fulmini sia basatu annantu à un cuncettu di prutezzione di i fulmini.

U sistema di prutezzione di Fulmini è Sovratensioni per e turbine eoliche hè custituitu da un sistema di prutezzione contro i fulmini (LPS) è misure di prutezzione da sovratensioni (SPM) per prutege l'attrezzatura elettrica è elettronica. Per pianificà e misure di prutezzione, hè cunsigliatu di suddivide a turbina eolica in zone di prutezzione di i lampi (LPZ).

A prutezzione di Fulmini è Sovratensioni per u sistema di turbine eoliche prutege dui sottosistemi chì ponu esse truvati solu in e turbine eoliche, vale à dì e pale di rotore è u trenu di putenza meccanica.

IEC 61400-24 descrive in dettaglio cume prutegge queste parti speciali di una turbina eolica è cume dimostrà l'efficacia di e misure di prutezzione contro i fulmini.

Sicondu sta norma, hè cunsigliatu di fà testi à alta tensione per verificà a capacità di resistenza à a corrente di fulmine di i sistemi pertinenti cù u primu colpu è a corsa longa, se hè pussibule, in una scarica cumuna.

I prublemi cumplessi in quantu à a prutezzione di e pale di rotore è di e parti / cuscinetti muntati in rotazione devenu esse esaminati in dettaglio è dipende da u fabbricante di cumpunenti è u tippu. U standard IEC 61400-24 fornisce informazioni impurtanti à stu riguardu.

Cuncepimentu di zona di prutezzione di i fulmini
U cuncettu di zona di prutezzione di i fulmini hè una misura strutturante per creà un ambiente EMC definitu in un oggettu. L'ambiente EMC definitu hè specificatu da l'immunità di l'attrezzatura elettrica aduprata. U cuncettu di zona di prutezzione contro i fulmini permette di riduce l'interferenze condotte è irradiate à i limiti à i valori definiti. Per questa ragione, l'ughjettu da prutege hè suddivisu in zone di prutezzione.

U metudu di sfera di rotolazione pò esse adupratu per determinà LPZ 0A, vale à dì e parti di una turbina eolica chì ponu esse sottumessi à fulmini diretti, è LPZ 0B, vale à dì e parti di una turbina eolica chì sò prutette da i fulmini diretti da aria esterna- sistemi di terminazione o sistemi di terminazione d'aria integrati in parte di una turbina eolica (in a pale di u rotore, per esempiu).

Sicondu IEC 61400-24, u metudu di a sfera di rotulazione ùn deve esse adupratu per e pale di rotore stessi. Per questa ragione, a cuncezzione di u sistema di terminazione d'aria deve esse testata secondu u capitulu 8.2.3 di a norma IEC 61400-24.

A Fig. 1 mostra un'applicazione tipica di u metudu di a sfera rotolante, mentre a Fig. 2 illustra a pussibile divisione di una turbina eolica in diverse zone di prutezzione di i lampi. A divisione in zone di prutezzione di i fulmini dipende da u cuncepimentu di a turbina eolica. Dunque, a struttura di a turbina eolica deve esse osservata.

Tuttavia, hè decisivu chì i parametri di fulmini iniettati da l'esternu di a turbina eolica in LPZ 0A sò ridotti da misure di schermatura adatte è dispositivi di prutezzione da sovratensione à tutti i limiti di a zona in modo chì i dispositivi elettrichi è elettronichi è i sistemi in a turbina eolica ponu esse azionati. in modu sicuru.

Misure di schermatura
A casing deve esse cuncipita cum'è un scudu metallicu incapsulatu. Ciò significa chì un volume cun un campu elettromagneticu chì hè assai inferiore à u campu fora di a turbina eolica hè rializatu in a casing.

In cunfurmità cù IEC 61400-24, una torre d'acciaiu tubulare, aduprata principalmente per e grandi turbine eoliche, pò esse cunsiderata una gabbia Faraday quasi perfetta, più adatta per a schermatura elettromagnetica. L'armarii di commutazione è di cuntrollu in a casing o "nacelle" è, se esiste, in u bastimentu di l'operazione, devenu ancu esse in metallo. I cavi di cunnessione duveranu presentà un scudu esternu capace di trasportà correnti di fulmine.

I cavi schermati sò resistenti solu à l'interferenza EMC se i schermi sò cunnessi à a cunnessione equipotenziale da entrambe e estremità. I schermi devenu esse contattati per mezu di terminali di cuntattu cumpletamente (360 °) senza installà cavi di cunnessione longhi incompatibili EMC in a turbina eolica.

A schermatura magnetica è u passaghju di i cavi devenu esse effettuati secondu a sezione 4 di IEC 62305-4. Per questa ragione, e linee guida generali per una pratica d'installazione compatibile EMC secondu IEC / TR 61000-5-2 devenu esse aduprate.

E misure di schermatura includenu, per esempiu:

• Installazione di una treccia metallica nantu à nacelle rivestite in GRP.
• Torra di metallu.
• Armarii di metalli in quadru.
• Armarii di cuntrollu in metallo.
• Corrente di fulmine chì porta cavi di cunnessione schermati (condotta di cavi metallici, pipa schermata o simili).
• Schermatura di cavi.

Misuri esterni di prutezzione di i lampi
A funzione di u LPS esternu hè di intercettà i fulmini diretti cumpresi i fulmini in a torre di a turbina eolica è di scaricà a corrente di fulmine da u puntu di colpu à a terra. Hè ancu usatu per distribuisce a corrente di fulmine in terra senza danni termichi o meccanichi o scintille periculose chì ponu causà incendi o splusioni è mette in periculu a ghjente.

I punti putenziali di greva per una turbina eolica (eccettu i pale di rotore) ponu esse determinati per mezu di u metudu di sfera rotolante illustrata in Fig. 1. Per e turbine eoliche, hè consigliabile aduprà a classe LPS I. Dunque, una sfera rotolante cù un raghju r = 20 m hè rotulatu annantu à a turbina di u ventu per determinà i punti di colpu. I sistemi di terminazione d'aria sò richiesti induve a sfera cuntatta a turbina eolica.

A custruzzioni nacela / casing deve esse integrata in u sistema di prutezzione di i lampi per assicurà chì i fulmini in a nacelle colpiscenu sia parti metalliche naturali capaci di sopportà stu caricu sia un sistema di terminazione d'aria cuncepitu per questu scopu. I Nacelli cun rivestimentu GRP devenu esse equipaggiati cun un sistema di terminazione d'aria è cunduttori in giù chì formanu una gabbia intornu à a nacella.

U sistema di terminazione di l'aria chì include i conduttori nudi in sta gabbia deve esse capace di sopportà i fulmini secondu u livellu di prutezzione selezziunatu. Ulteriori conduttori in a gabbia di Faraday devenu esse cuncepiti in modu tale chì sopportanu a parte di u currente di fulmini à chì ponu esse sottumessi. In cunfurmità cù IEC 61400-24, i sistemi di terminazione d'aria per a prutezzione di l'attrezzatura di misura muntati fora di a nacela devenu esse progettati in conformità à i requisiti generali di IEC 62305-3 è i cunduttori in giù duvanu esse cunnessi à a gabbia sopra descritta.

I "cumpunenti naturali" fatti di materiali cunduttivi chì sò installati permanentemente in / nantu à una turbina eolica è chì restanu invariati (per esempiu, sistema di prutezzione di i fulmini di e pale di rotore, cuscinetti, quadri principali, torre ibrida, ecc.) Ponu esse integrati in u LPS. Se e turbine eoliche sò di una custruzzione metallica, si pò suppone chì soddisfanu i requisiti per un sistema di prutezzione esterna di fulmini di classe LPS I secondu IEC 62305.

Questu richiede chì u colpu di fulmine sia intercettatu in modu sicuru da u LPS di e pale di u rotore in modu da pudè esse scaricatu à u sistema di terminazione di a terra via cumpunenti naturali cum'è cuscinetti, mainframes, a torre è / o sistemi di bypass (per esempiu scintille aperte, spazzole di carbone).

Sistema di terminazione d'aria / cunduttore di calata
Cum'è a figura 1, i pale di rotore; nacelle cumpresi soprastrutture; u mozzu di u rotore è a torre di a turbina eolica ponu esse culpiti da un fulmine.
Se ponu intercettà u currente di impulsu massimu di fulmine di 200 kA in modu sicuru è ponu scaricallu in u sistema di terminazione di a terra, ponu esse aduprati cum'è "cumpunenti naturali" di u sistema di terminazione d'aria di u sistema di prutezzione di i lampi di a turbina eolica.

I recettori metallici, chì rapprisentanu punti di colpu definiti per i fulmini, sò spessu installati longu à a lama GRP per prutegge e lame di u rotore da i danni da i fulmini. Un cunduttore falatu hè direttu da u receptore à a radice di a lama. In casu di colpu di fulmine, si pò suppone chì u colpu di fulmine tocca a punta di a lama (ricettore) è hè poi scaricatu per mezu di u cunduttore in a lama à u sistema di terminazione di a terra via a nacella è a torre.

Sistema di terminazione di a Terra
U sistema di terminazione di a terra di una turbina eolica deve svolge parechje funzioni cume a prutezzione personale, a prutezzione EMC è a prutezzione contro i fulmini.

Un sistema efficace di terminazione di a terra (vede Fig. 3) hè di primura per distribuisce i currenti di fulmini è per impedisce chì a turbina eolica sia distrutta. Inoltre, u sistema di terminazione di a terra deve prutege l'omu è l'animali da scossa elettrica. In casu di colpu di fulmine, u sistema di terminazione di a terra deve scaricà elevati currenti di fulmine in terra è distribuirli in terra senza effetti termichi periculosi è / o elettrodinamichi.

In generale, hè impurtante stabilisce un sistema di terminazione di a terra per una turbina eolica chì hè aduprata per prutegge a turbina eolica da i fulmini è per mette in terra u sistema di alimentazione.

Nota: I regolamenti elettrichi di alta tensione cum'è Cenelec HO 637 S1 o e norme naziunali applicabili specificanu cume cuncepisce un sistema di terminazione di a terra per prevene tensioni elevate di toccu è di passu causate da cortocircuiti in sistemi di alta o media tensione. In quantu à a prutezzione di e persone, a norma IEC 61400-24 si riferisce à IEC // TS 60479-1 è IEC 60479-4.

Disposizione di l'elettrodi di terra

IEC 62305-3 descrive dui tipi di basa di disposizioni di elettrodi di terra per e turbine eoliche:

Tipu A: Sicondu l'Annessu I di IEC 61400-24, questu arrangiamentu ùn deve esse adupratu per e turbine eoliche, ma pò esse adupratu per annessi (per esempiu, edifici chì cuntenenu apparecchiature di misurazione o capannoni d'uffiziu in cunnessione à un parc eolicu). Disposizioni di l'elettrodi di terra di tippu A consistenu in elettrodi di terra orizzontali o verticali cunnessi da almenu dui cunduttori in u bastimentu.

Tipu B: Secondu l'Annessu I di IEC 61400-24, questu sistemu deve esse adupratu per e turbine eoliche. Si compone di un elettrodu di terra anulare esternu installatu in terra o di un elettrodu di terra di fundazione. L'elettrodi di terra ad anellu è e parti metalliche in a fundazione devenu esse cunnessi à a custruzzioni di a torre.

U rinfurzamentu di a fundazione di a torre deve esse integrata in u cuncettu di messa à terra di una turbina eolica. U sistema di terminazione di a terra di a basa di a torre è u bastimentu di l'operazione duveranu esse cunnessi per mezu di una rete in maglia di elettrodi di terra per guadagnà un sistema di terminazione di terra chì varieghja nantu à una zona u più grande pussibule. Per prevene tensioni di passu eccessive per via di un colpu di fulmine, l'elettrodi di terra anulare di cuntrollu potenziale è resistenti à a corrosione (fatti d'acciaiu inox) devenu esse installati intornu à a basa di a torre per assicurà a prutezzione di e persone (vede Fig. 3).

Elettrodi di terra di fundazione

L'elettrodi di terra di fundazione anu un sensu tecnicu è ecunomicu è sò, per esempiu, richiesti in e Condizioni di cunnessione tecnica tedesca (TAB) di e cumpagnie di alimentazione. L'elettrodi di terra di fundazione sò parte di l'installazione elettrica è cumplanu funzioni essenziali di sicurezza. Per questa ragione, devenu esse installati da persone abilità elettricamente o sottu a supervisione di una persona abilità elettricamente.

I metalli aduprati per l'elettrodi di terra devenu rispettà i materiali elencati in a Tabella 7 di IEC 62305-3. U comportamentu di corrosione di u metallu in terra deve sempre esse osservatu. L'elettrodi di terra di fundazione devenu esse in acciaio zincatu o micca galvanizatu (tondulu o striscia d'acciaiu). L'acciaiu tondu deve avè un diametru minimu di 10 mm. A striscia d'acciaiu deve avè dimensioni minime di 30 x 3,5 mm. Nutate bè chì stu materiale deve esse cupertu cù almenu 5 cm di cimentu (prutezzione anticorrosione). L'elettrodu di terra di fundazione deve esse cunnessu cù a barra di legazione equipotenziale principale in a turbina eolica. E cunnessioni resistenti à a corrosione devenu esse stabilite attraversu punti fissi di messa à terra di lugs terminali in acciaio inox. Inoltre, un elettrodu di terra in anellu fattu di acciaio inossidabile deve esse installatu in terra.

Prutezzione à a transizione da LPZ 0A à LPZ 1

Per assicurà un funziunamentu sicuru di i dispositivi elettrichi è elettronichi, i limiti di i LPZ devenu esse prutetti da interferenze irradiate è prutette da interferenze cundotte (vede Fig. 2 è 4). Dispositivi di prutezzione di sovratensione capaci di scaricà elevati currenti di fulmini senza distruzzione devenu esse installati à a transizione da LPZ 0A à LPZ 1 (chjamatu ancu "ligame equipotenziale di fulmini"). Questi dispositivi di prutezzione di sovratensione sò chjamati parafluenti di corrente I di fulmine di classe I è sò testati per mezu di correnti d'impulsione di forma d'onda 10/350 μs. À a transizione da LPZ 0B à LPZ 1 è LPZ 1 è più alti, solu i currenti di impulsu à bassa energia causati da e tensioni indotte fora di u sistema o da i picchi generati in u sistema devenu esse trattati. Questi dispositivi di prutezzione di sovratensione sò chjamati scaricatori di sovratensione di classe II è sò testati per mezu di correnti d'impulsione di forma d'onda 8/20 μs.

Secunnu u cuncettu di zona di prutezzione contro i fulmini, tutti i cavi è e linee entranti devenu esse integrati in a cunnessione equipotenziale di fulmini senza eccezione per mezu di para di corrente di fulmine di classe I à a fruntiera da LPZ 0A à LPZ 1 o da LPZ 0A à LPZ 2.

Un'altra cunnessione equipotenziale locale, in cui tutti i cavi è e linee chì entranu in questa fruntiera devenu esse integrate, deve esse installata per ogni ulteriore cunfine di zona in u vulume da prutege.

L'arrestatori di sovratensione di tip 2 devenu esse installati à a transizione da LPZ 0B à LPZ 1 è da LPZ 1 à LPZ 2, mentre chì i scaricatori di sovratensione di classe III devenu esse installati à a transizione da LPZ 2 à LPZ 3. A funzione di classe II è di classe III L'arrestatori di sovratensione hè di riduce l'interferenza residuale di e fasi di prutezzione upstream è di limità e sovratensioni indotte o generate in a turbina eolica.

A selezzione di SPD basati nantu à u livellu di prutezzione di tensione (Up) è l'immunità di l'attrezzatura

Per discrive u Up in una LPZ, i livelli di immunità di l'attrezzatura in una LPZ devenu esse definiti, per esempiu per e linee elettriche è cunnessioni di apparecchiature secondu IEC 61000-4-5 è IEC 60664-1; per e linee di telecomunicazione è cunnessioni di apparecchiature secondu IEC 61000-4-5, UIT-T K.20 è UIT-T K.21, è per altre linee è cunnessioni di apparecchiature secondu e istruzioni di u fabbricante.

I fabbricanti di cumpunenti elettrichi è elettronichi devenu esse capaci di furnisce l'infurmazioni richieste nantu à u livellu di immunità secondu e norme EMC. Altrimenti, u fabbricante di e turbine eoliche deve fà test per determinà u livellu di immunità. U livellu di immunità definitu di cumpunenti in una LPZ definisce direttamente u livellu di prutezzione di tensione necessariu per i limiti LPZ. L'immunità di un sistema deve esse dimustrata, se applicabile, cù tutti i SPD installati è l'attrezzatura da prutege.

Prutezzione di l'alimentazione

U trasformatore di una turbina eolica pò esse installatu in lochi diversi (in una stazione di distribuzione separata, in a basa di a torre, in a torre, in a nacela). In casu di grandi turbine eoliche, per esempiu, u cavu non schermatu di 20 kV in a basa di a torre hè indirizzatu à l'installazioni di apparecchiature di media tensione chì consistenu di interruttore di circuitu, interruttore di selettore bloccatu meccanicamente, interruttore di messa à terra in uscita è relè di prutezzione.

I cavi MV sò diretti da l'installazione di quadru MV in a torre di a turbina eolica à u trasformatore situatu in a nacela. U trasformatore alimenta u quadru di cuntrollu in a basa di a torre, u quadru di commutazione in a nacella è u sistema di pitch in u mozzu per mezu di un sistema TN-C (L1; L2; L3; cunduttore PEN; 3PhY; 3 W + G). L'armariu di commutazione in a nacella furnisce l'apparecchiature elettriche cù una tensione CA di 230/400 V.

Secunnu IEC 60364-4-44, tutte e apparecchiature elettriche installate in una turbina eolica devenu avè una tensione specifica di resistenza à l'impulsu nominale secondu a tensione nominale di a turbina eolica. Ciò significa chì i scaricatori di sovratensione da installà devenu avè almenu u livellu di prutezzione di tensione specificatu secondu a tensione nominale di u sistema. L'arrestatori di sovratensione aduprati per prutege i sistemi di alimentazione di energia 400/690 V devenu avè un livellu minimu di prutezzione di tensione Up ≤2,5 kV, mentre chì u scaricatore di sovratensione adupratu per prutege i sistemi di alimentazione di energia 230/400 V deve avè un livellu di prutezzione di tensione Up ≤1,5 kV per assicurà a prutezzione di apparecchiature elettriche / elettroniche sensibili. Per soddisfà questu requisitu, i dispositivi di prutezzione di sovratensione per i sistemi di alimentazione elettrica 400/690 V chì sò capaci di cunduce correnti fulmine di forma d'onda 10/350 μs senza distruzzione è assicuranu un livellu di prutezzione di tensione Up ≤2,5 kV deve esse installatu.

Sistemi d'alimentazione 230/400 V.

L'alimentazione di tensione di l'armariu di cuntrollu in a basa di a torre, l'armariu di quadru in a nacella è u sistema di pitch in u mozzu per mezu di un sistema 230-400 V TN-C (3PhY, 3W + G) duveranu esse prutetti da a classe II arrestatori di sovratensione cume SLP40-275 / 3S.

Prutezzione di u lume d'avvertimentu di l'aeromobile

A luce di avvertimentu di u velivolu annantu à u mastu di u sensore in LPZ 0B deve esse prutetta per mezu di un scaricatore di sovratensione di classe II à e transizioni di zona pertinenti (LPZ 0B → 1, LPZ 1 → 2) (Tabella 1).

Sistemi d'alimentazione 400 / 690V Arrestatori currenti fulmini unipolari coordinati cù una limitazione di currente di seguitu elevata per i sistemi d'alimentazione 400/690 V cume SLP40-750 / 3S, devenu esse installati per prutege u trasformatore 400/690 V , inverter, filtri di rete è apparecchiature di misurazione.

Prutezzione di e linee di generatore

In cunsiderazione di tolleranze à alta tensione, i parafusculi di classe II per tensioni nominali finu à 1000 V devenu esse installati per prutege l'ingranimentu di u rotore di u generatore è a linea di alimentazione di l'inverter. Un arrester addizionale basatu in scintilla cù una frequenza nominale di resistenza à a tensione UN / AC = 2,2 kV (50 Hz) hè adupratu per l'isolamentu potenziale è per impedisce à l'arrestatori basati in varistori di travaglià prematuramente per via di fluttuazioni di tensione chì ponu accade durante u funziunamentu di u inverter. Un scaricatore di sovratensione modulare tri-polare di classe II cù una tensione nominale aumentata di u varistor per i sistemi 690 V hè installatu da ogni latu di u stator di u generatore.

Scaricatori modulari à trè poli di classe II di tippu SLP40-750 / 3S sò cuncepiti specificamente per e turbine eoliche. Anu una tensione nominale di u varistor Umov di 750 V AC, tenendu in considerazione e fluttuazioni di tensione chì ponu accade durante u funziunamentu.

Arrestatori di sovratensione per i sistemi IT

Arrestatori di sovratensione per a prutezzione di apparecchiature elettroniche in reti di telecomunicazioni è di segnalazione da l'effetti indiretti è diretti di fulmini è altre sovratensioni transitorie sò descritti in IEC 61643-21 è sò installati à i limiti di a zona in cunfurmità cù u cuncettu di zona di prutezzione contro i lampi.

L'arrestatori à più fasi devenu esse cuncipiti senza punti cechi. Deve esse assicuratu chì e sfarente tappe di prutezzione sianu coordinate trà di elli, altrimenti micca tutte e tappe di prutezzione seranu attivate, pruvucendu difetti in u dispositivu di prutezzione di sovratensione.

In a maggior parte di i casi, i cavi in ​​fibra di vetru sò aduprati per instradà e linee IT in una turbina eolica è per cunnesse l'armarii di cuntrollu da a basa di a torre à a nacela. U cablaghju trà l'attuatori è i sensori è l'armarii di cuntrollu hè implementatu da cavi di rame schermati. Siccomu l'interferenza da un ambiente elettromagneticu hè esclusa, i cavi in ​​fibra di vetru ùn anu micca da esse prutetti da parafluenti a menu chì u cavu in fibra di vetru abbia una guaina metallica chì deve esse integrata direttamente in a cunnessione equipotenziale o per mezu di dispositivi di prutezzione di sovratensione.

In generale, e seguenti linee di segnale schermate chì colleganu l'attuatori è i sensori cù l'armarii di cuntrollu devenu esse prutetti da dispositivi di prutezzione contro sovratensioni:

• Linie di segnale di a stazione meteorologica nantu à u mastru sensore.
• E linee di segnale dirette trà a nacella è u sistema di pitch in u hub.
• Linee di segnale per u sistema pitch.

Linie di segnale di a stazione meteorologica

E linee di segnale (interfacce 4 - 20 mA) trà i sensori di a stazione meteo è l'armariu di commutazione sò diretti da LPZ 0B à LPZ 2 è ponu esse prutetti per mezu di FLD2-24. Questi arrestatori combinati di risparmiu di spaziu pruteggenu duie o quattru linee singole cun potenziale di riferimentu cumunu è interfacce sbilanciate è sò dispunibili cù a messa à terra diretta o indiretta di u scudu. Dui terminali flessibili di molla per u cuntattu permanente di u scudu à bassa impedanza cù u latu prutettu è senza prutezzione di u parafrenu sò aduprati per a messa à terra di u scudu.

Prove di laboratorio secondu IEC 61400-24

IEC 61400-24 descrive dui metodi di basa per fà test di immunità à livellu di u sistema per e turbine eoliche:

• Durante i test di corrente d'impulsu in cundizioni operative, i currenti d'impulsione o i currenti parziali di fulmine sò iniettati in e singole linee di un sistema di cuntrollu mentre a tensione di alimentazione hè presente. Facendu cusì, l'attrezzatura da prutege cumpresu tutti i SPD hè sottumessu à un test di corrente d'impulsu.
• U secondu metudu di prova simula l'effetti elettromagnetichi di l'impulsi elettromagnetichi fulmini (LEMP). U currente di fulmine pienu hè iniettatu in a struttura chì scarica a corrente di fulmine è u comportamentu di u sistema elettricu hè analizatu per mezu di simulare u cablaggio in cundizioni operative u più realisticamente pussibule. A pendenza currente di u fulmine hè un parametru di prova decisivu.