考虑自然接地体影响的风机塔筒底部雷击瞬态过程分析

大量风机控制和电力变换设备集中布置于风机塔筒底部,易遭受雷电反击过电压而损坏。建立了考虑风机钢筋混凝土基础自然接地作用的雷击瞬态模型,采用频域矩量法进行求解,通过傅里叶反变换获得设备安装位置的时域瞬态过电压波形和冲击阻抗。计算结果表明,考虑混凝土中的钢筋能显著降低风机雷电冲击接地电阻和塔筒底部电位抬升,在高土壤电阻地区影响更加明显;风机承台中的钢筋散流作用明显,考虑承台钢筋时风机冲击接地电阻和塔筒底部电位升明显减小,随着垂直桩基数量的增加,风机冲击接地电阻值和塔筒电位升进一步降低。垂直桩基分布在承台边缘附近较分布在承台中央附近散流效果更加良好,冲击接地电阻和塔筒底部电位抬升相对较小;雷击瞬态过电压波形呈现明显的衰减振荡,振荡频率约为0.5~0.6 MHz,随风机冲击接地电阻值增大振荡频率呈减小趋势。