ГОСТ Р 54418.24-2013 (МЭК 61400-24:2010) Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 24. Молниезащита

     8.2.4 Рассмотрение защитных мер

В следующих подпунктах описываются вопросы, которые являются важными для конструкции и объединения систем молниезащиты, имеющих отношение к лопасти.

8.2.4.1 Воздушная система молниезащиты

Воздушные системы молниезащиты размещаются на поверхностях лопасти в месте, где соединительные лидеры могут образоваться и привести к попаданиям вспышек молнии или пробоям, если нет воздушной системы перехвата вспышек молнии. Воздушные системы молниезащиты могут быть частью самой конструкции лопасти, элементами, добавленными к лопасти, или их объединением.

Средства позиционирования воздушной системы молниезащиты (катящаяся сфера, защитный угол и т.п.) не применяются для лопастей ВЭУ. Поэтому конструкция воздушной системы молниезащиты должна быть проверена в соответствии с 8.2.3.

Примечание - В международной практике для более подробной информации по средствам позиционирования воздушной системы молниезащиты ВЭУ используют стандарт [1].

Производитель должен гарантировать, что воздушная система молниезащиты надлежащим образом зафиксирована в своем креплении, и спроектировать воздушную систему молниезащиты таким образом, чтобы она могла выдержать предполагаемые воздействия ветра, влаги, частиц пыли и т.п. В рамках данной проверки необходимо установить наличие элементов молниезащиты в готовой лопасти до проведения испытания на выносливость и других механических испытаний.

Все внутренние части воздушной системы молниезащиты, крепление устройств воздушного перехвата и соединения с вертикальным молниеотводом должны снижать риск получения внутренних разрядов (например, от стримеров и лидеров), образующихся в этих частях.

Производитель должен создать воздушную систему молниезащиты таким образом, чтобы обслуживающий персонал мог отремонтировать или заменить ее части, поврежденные или изношенные вследствие воздействия молнии или других факторов окружающей среды. Устройства воздушной системы молниезащиты подвержены в процессе эксплуатации износу вследствие эрозии в местах прохождения "ножек" дуги молнии. Эрозия зависит от заряда, входящего через ножку (ножки) дуги молнии, а также материала поверхности и геометрии воздушной системы перехвата ударов молнии. Для лопастей, которые принимают большое количество ударов молнии, может потребоваться с течением времени замена устройств воздушного перехвата ударов молнии. Срок службы воздушной системы молниезащиты должен быть максимальным и обеспечен тщательным выбором ее материала и конструкции. Производитель должен предоставить руководство по проверке и обслуживанию воздушной системы перехвата ударов молнии.

Если воздушная система молниезащиты имеет покрытие, то его работоспособность и ремонтопригодность в течение срока службы должны сохраняться. Рекомендуемые испытания для определения эффективности устройств воздушного перехвата ударов молнии приведены в приложении D.

Производитель должен определить способ регулярной проверки воздушных систем перехвата ударов молнии, чтобы установить и следить за расчетными сроками службы и периодичностью технического обслуживания/замены.

Проверку эффективности воздушной системы молниезащиты проводят согласно 8.2.3.

8.2.4.2 Система вертикальных молниеотводов и ее соединительные элементы

Система вертикальных молниеотводов и ее соединительные элементы являются системой для прохождения тока молнии от воздушной системы перехвата ударов молнии до его вывода на конце комеля лопасти.

Соединения с системой вертикальных молниеотводов должны быть жесткими и постоянными и гарантированно обеспечивать устойчивость системы в целом к совместному электрическому, тепловому и электродинамическому воздействию тока молнии. Способность систем молниезащиты выдерживать механические нагрузки на лопасти должна быть проверена на основе соответствующих испытаний.

Примечание - В международной практике способность систем молниезащиты выдерживать механические нагрузки на лопасти проверяется согласно стандарту [2].

Поперечное сечение вертикального молниеотвода и естественные токопроводящие части лопасти, используемые в качестве вертикального молниеотвода, должны обладать способностью проводить ток молнии в соответствии с выбранным УМЗ.

Примечание - В международной практике в большинстве случаев металлические молниеотводы должны быть выбраны в соответствии со стандартом [1].

Испытания элементов соединения должны проводиться без доведения до необходимого состояния/старения. Контрольные уровни тока должны быть установлены в соответствии с первым коротким ударом молнии выбранного УМЗ. Если используются не жесткие соединения, такие как вращающиеся звенья, подшипники или искровые зазоры, то испытание также необходимо провести с наложением тока длинного удара молнии. Если существует несколько путей для прохождения тока молнии, то амплитуды испытательного тока для каждого пути могут быть вычислены в соответствии с распределением тока по путям.

Примечание - В международной практике - в соответствии со стандартом [3].

Все внутренние части вертикального молниеотвода и элементов соединения должны минимизировать риск внутренних разрядов, образующихся из этих частей. Целью является воспрепятствование образованию электрических разрядов из каких-либо еще конструкций помимо внешней воздушной системы перехвата вспышек молнии; тем самым ограничивается риск формирования таких внутренних разрядов, пробивающих поверхность лопасти.

Вертикальные молниеотводы, установленные снаружи, определяются как воздушные системы перехвата вспышек молнии, следовательно, на них накладываются требования в соответствии с 8.2.4.1.

Производитель должен установить способ регулярной проверки любых частей системы вертикальных молниеотводов и ее соединительных элементов, которые могут износиться в процессе эксплуатации для того, чтобы следить за состоянием, расчетными сроками службы и периодичностью технического обслуживания этих частей.

Рекомендуемые испытания для определения характеристик вертикальных молниеотводов и соединительных элементов описаны в приложении D.

Проверка системы вертикальных молниеотводов и ее соединительных элементов должна проводиться согласно 8.2.3.

8.2.4.3 Дополнительные токопроводящие элементы

В случае присутствия в лопасти дополнительных токопроводящих элементов: токопроводящие конструкционные элементы, углеродный композиционный материл, балансиры, тормозные тросы концевой части лопасти, электрические кабели датчиков, сигнальные лампы и т.п., они, как правило, должны быть соединены проводниками с системой молниезащиты. Данные проводники должны проводить приходящуюся на них долю (доли) тока молнии, а также предотвращать искрение между токопроводящими элементами.

Необходимость соединения металлическими проводниками указанных токопроводящих элементов лопасти друг с другом или с системой молниезащиты должна быть установлена на основе испытаний в соответствии с УМЗ и/или выполнения соответствующего анализа.

Система с дополнительными токопроводящими элементами должна быть проверена испытанием высоким током в соответствии с 8.2.5.2.