DB63/T 1514-2016 风力发电场雷电防护装置检测技术规范

ICS13.260

A47

备案号：52065－2016DB63

青海省地方标准

DB63/T1514—2016

风力发电场雷电防护装置检测技术规范

2016-10-09发布2016-12-20实施

青海省质量技术监督局发布

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DB63/T1514—2016

目次

前言................................................................................II

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语和定义........................................................................1

4风力发电机组防雷区和风力发电场防雷类别的划分......................................3

5检测项目..........................................................................4

5.1风力发电机组..................................................................4

5.2升压变电站(开关站)............................................................4

5.3建（构）筑物..................................................................4

6技术要求..........................................................................4

6.1风力发电机组..................................................................4

6.2升压变电站(开关站)............................................................6

6.3建（构）筑物..................................................................7

7检测方法..........................................................................9

7.1风力发电机组..................................................................9

7.2升压变电站(开关站)...........................................................10

7.3建（构）筑物.................................................................11

8检测设备要求.....................................................................12

9检测周期.........................................................................12

10检测数据记录与结果判断..........................................................12

10.1检测数据记录................................................................12

10.2检测结果判断................................................................12

11检测技术报告....................................................................12

附录A（规范性附录）风力发电机组防雷区和风力发电场防雷类别的划分...................14

附录B（规范性附录）接地阻抗测试原理和方法.........................................16

附录C（规范性附录）接触电位差和跨步电位差测试原理和方法...........................18

附录D（规范性附录）升压变电站(开关站)场区地表电位梯度测试原理和方法...............20

附录E（规范性附录）土壤电阻率测试原理和方法.......................................21

附录F（规范性附录）主要检测仪器和设备的性能及参数要求.............................22

附录G（规范性附录）检测报告表格式样...............................................24

I

DB63/T1514—2016

前言

本规范按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本规范由青海省雷电灾害防御中心提出。

本规范由青海省气象局归口。

本规范主要起草单位：青海省雷电灾害防御中心。

本规范参加起草单位：青海大学、青海省新能源研究所、海西州防护雷电中心、海南州防护雷电中

心、中节能青海东方华路风电公司、厦门红相电力设备股份有限公司。

本规范主要起草人：杨成山、欧建芳、王玉娟、李元锦、冯有成、周文峰、韩文玲、金元锋、司杨、

郭翔。

II

DB63/T1514—2016

风力发电场雷电防护装置检测技术规范

1范围

本规范规定了风力发电场雷电防护装置的检测项目、检测技术要求、检测方法、检测周期。

本规范适用于陆上使用、额定功率在600kW及以上的大型水平轴风力发电机组的雷电防护装置性能

及接地特性参数检测，其他类型的风力发电机组可参照本规范。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注明日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于

本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T2900.53电工术语风力发电机组

GB/T17949.1接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第1部分：常规测量

GB/T18802.1低压电涌保护器（SPD）第1部分：低压配电系统的电涌保护器性能要求和试验方法

GB/T18802.21低压电涌保护器（SPD）第21部分：电信和网络的电涌保护器性能要求和试验方法

GB/T21431建筑物防雷装置检测技术规范

GB/Z25427风力发电机组雷电防护

GB50057建筑物防雷设计规范

GB50343建筑物电子信息系统防雷技术规范

DL/T475接地装置特性参数测量导则

DL/T621交流电气装置的接地

NB/T31039风力发电机组雷电防护系统技术规范

3术语和定义

GB/T21431、GB/T2900.53、GB/Z25427、GB50057、GB50343、DL/T475、DL/T621界定的以

及下列术语和定义适用于本规范。为了便于使用，以下重复列出了某些术语和定义。

3.1

雷电防护装置检测

根据与各类雷电防护装置相关的设计规范，确定其是否满足规范和设计要求而进行的检查、检测、

测量以及信息综合分析处理的全过程。

［GB/T21431-2008，定义3.32］

3.2

风力发电场

由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站。

[GB/T2900.53—2001,定义2.1.3]

1

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3.3

风力发电机组

将风的动能转换为电能的系统。

[GB/T2900.53—2001,定义2.1.2]

3.4

接地线

电力设备应接地的部位与地下接地极之间的金属导体，也称为接地引下线。

[DL/T475-2006，定义3.2]

3.5

接地装置

接地体和接地线的总和。

[DL/T475-2006，定义3.3]

3.6

接地网

由垂直和水平接地极组成的，供发电厂、变电所使用的，兼有泄流和均压作用的水平网状接地装

置。

[DL/T475-2006，定义3.5]

3.7

接地装置特性参数

接地装置的电气完整性、接地阻抗、场区地表电位梯度、接触电位差、跨步电位差等参数或指标。

[DL/T475-2006，定义3.6]

3.8

接地装置的电气完整性

接地装置中应该接地的各种电气设备之间，接地装置的各部分及与设备之间的电气连接性，即直

流电阻值，也称电气导通性。

[DL/T475-2006，定义3.7]

3.9

接地阻抗

接地网对远方电位零点的阻抗。数值上为接地网与远方电位零点间的电位差，与通过接地网流入

地中电流的比值。

[DL/T475-2006，定义3.8]

2

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3.10

场区地表电位梯度

接地短路电流或试验电流流过接地装置时，被试接地装置所在的场区地表面形成的电位梯度。

[DL/T475-2006，定义3.9]

3.11

接触电位差

当接地短路电流流过接地装置时，在地面上距设备水平距离1.0m处与沿设备外壳、架构或墙壁离

地面的垂直距离1.8m处两点间电位差。

[DL/T475-2006，定义3.11]

3.12

跨步电位差

当接地短路电流流过接地装置时，地面上水平距离为1.0m的两点间的电位差。

[DL/T475-2006，定义3.10]

3.13

防雷装置

用于减少闪击击于建（构）筑物上或建（构）筑物附近造成的物质性损害和人身伤亡，由外部防

雷装置和内部防雷装置组成。

[GB50057-2010，定义2.0.5]

3.14

内部防雷装置

由等电位连接、接地装置、屏蔽、合理布线、电涌保护器等组成。

[GB50343-2012，定义2.0.5]

3.15

外部防雷装置

由接闪器、引下线和接地装置组成。

[GB50057-2010，定义2.0.6]

3.16

接闪器

由拦截闪击的接闪杆、接闪带、接闪线、接闪网以及金属屋面、金属构件等组成。

[GB50057-2010，定义2.0.8]

3.17

引下线

3

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用于将雷电流从接闪器传导至接地装置的导体。

[GB50057-2010，定义2.0.9]

3.18

防雷区

划分雷击电磁环境的区，一个防雷区的区界面不一定要有实物界面，如不一定要有墙壁，地板或

天花板作为区界面。

[GB50057-2010，定义2.0.24]

3.19

等电位连接

将分开的装置、诸导电物体用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流或其它外来电

位在它们之间产生的电位差。

[GB/T21431-2008，定义3.8]

3.20

电涌保护器

用于限制瞬态过电压和分泄电涌电流的器件。它至少含有一个非线性元件。

[GB50057-2010，定义2.0.29]

3.21

土壤电阻率

单位长度土壤电阻的平均值。单位为Ω·ｍ。

4风力发电机组防雷区和风力发电场防雷类别的划分

风力发电机组防雷区和风力发电场防雷类别的划分方法见附录Ａ。

5检测项目

5.1风力发电机组

风力发电机组检测项目应包含：

——接闪器；

——引下线；

——等电位连接；

——接地装置；

——电涌保护器；

——接地阻抗；

——接触电位差；

——跨步电位差；

4

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——土壤电阻率。

5.2升压变电站(开关站)

升压变电站(开关站)检测项目应包含：

——接地阻抗；

——接触电位差；

——跨步电位差；

——场区地表电位梯度；

——电气完整性；

——接地装置；

——独立接闪杆；

——土壤电阻率。

5.3建（构）筑物

风力发电厂建（构）筑物（包括主控楼、配电室、生活等辅助设施等）检测项目应包含：

——接闪器；

——引下线；

——屏蔽和等电位连接；

——接地装置；

——电涌保护器。

6技术要求

6.1风力发电机组

6.1.1接闪器

接闪器的敷设及材料规格应符合以下要求：

——接闪器的敷设应确保所保护建（构）筑物及设备处于接闪器的保护范围之内；

——接闪杆的材料规格应符合表1规定；

——叶片应通过装设接收器、引下线及其连接元件组成雷电防护系统。叶片接收器和引下线的材

料、形状及最小截面积应符合NB/T31039规定；

——架空接闪线宜采用截面不小于50mm2的热镀锌钢绞线或铜绞线，且要求每股线直径不小于

1.7mm；

——接闪器应防腐处理。

表1接闪杆材料规格

杆长圆钢规格钢管规格

杆长1m以下圆钢不应小于12mm钢管不应小于20mm

杆长1m～2m圆钢不应小于16mm钢管不应小于25mm

6.1.2引下线

引下线的材料规格应符合以下要求：

5

DB63/T1514—2016

——金属塔架可作为良好的自然引下线，各段端部和底座环应引出接地端子；

——引下线应防腐处理。

6.1.3等电位连接

风力发电机组机舱舱体内、机组电气和电子系统各部件的等电位连接应符合以下要求：

——根据风力发电机组防雷区的划分，在其不同保护区的交界处应设置等电位连接装置；

——舱体内应建立等电位连接网络，内部主要金属构件、金属管道以及线路屏蔽均应采用等电位

连接。舱内宜设置环形等电位母排；

——风力发电机组的电气和电子系统各组件的金属外壳（风力发电机及其部件的外壳，变流器及

其部件的机柜金属外壳，开关柜、控制柜金属外壳，升/降压变压器金属外壳等）、各电气和

电子线路的屏蔽和金属管道外壁应在本防雷分区就近与雷电流引下系统实行防雷等电位连

接；

——各电气和电子线路的屏蔽和金属管道外壁的两端均应实行防雷等电位连接；

——金属轮毂、轮毂罩、机舱的金属底盘和机舱外壳的金属构架、全金属的塔架等均是良好的大

型等电位连接母排；

——等电位连接应尽可能走直线，连接线尽可能短。连接导线最小截面积应符合表2规定。

表2连接导线最小截面积

不同连接排之间的连接导线、连接排和接地装置之间连接导线金属装置和连接排之间连接导线

材料最小截面积（mm2）材料最小截面积（mm2）

铜≥14铜≥5

铝≥22铝≥8

钢≥50钢≥16

6.1.4接地装置

接地装置的材料规格及特性参数应符合以下要求：

——风力发电机组与配套变压器共用接地系统，其接地阻抗、跨步电位差、接触电位差应达到设

计要求值；

——接地装置材料规格应符合GB50057规定，并应防腐处理。

6.1.5电涌保护器

电涌保护器的使用与安装应符合以下要求：

——电涌保护器应符合GB18802.1和GB18802.21标准的有关要求；

——电涌保护器原则上应安装在各防雷区的交界处，但当线路能承受预期的电涌电压时，可安装

在被保护设备处；

——电涌保护器必须能承受预期通过的雷电流，并具有通过电涌时的电压保护水平和熄灭工频续

流的能力；

——电涌保护器的Uc值应符合GB50343的规定要求；

——电涌保护器的连接铜导线最小截面积应符合表3规定；各级电涌保护器的接地连接导线要短

直，长度不宜超过0.5m；

6

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——当线路上多处安装电涌保护器时，电涌保护器之间的线路长度应符合有关要求，如不符合，

开关型电涌保护器与限压型电涌保护器之间的线路长度不宜小于10m，限压型电涌保护器之

间线路长度不宜小于５m，若不满足，应装有退耦元件。

表3电涌保护器连接铜导线最小截面积

导线截面积（mm2）

SPD级数SPD的类型

SPD连接相线铜导线SPD接地端连接铜导线

第一级开关型或限压型610

第二级限压型46

第三级限压型2.54

第四级限压型2.54

6.1.6接地阻抗

接地阻抗不应大于设计要求值，如无具体设计要求值时，应符合GB/Z25427的规定不大于4.0Ω。

6.1.7接触电位差

接触电位差的计算应依据DL/T621的规定，实际的接触电位差不应超过附录C公式C.3确定的值。

6.1.8跨步电位差

跨步电位差的计算应依据DL/T621的规定，实际的跨步电位差不应超过附录C公式C.4确定的值。

6.1.9土壤电阻率

土壤电阻率的测试应符合以下要求：

——土壤电阻率的测试一般采用四极等距法，电极间距为5m、10m、15m、20m、30m、40m；使用

等距法时，两电极间的距离不应小于电极埋设深度的20倍；

——土壤电阻率的测试应避免在雨后或雪后立即进行，一般宜在连续天晴3天后或在干燥的季节

进行；

——在冻土区测试时，电极须打入冻土层以下。

6.2升压变电站(开关站)

6.2.1接地阻抗

接地阻抗不应大于设计要求值，如无具体设计要求值时，不应大于0.5Ω。

6.2.2接触电位差

接触电位差的计算应依据DL/T621的规定，实际的接触电位差不应超过附录C公式C.3确定的值。

6.2.3跨步电位差

跨步电位差的计算应依据DL/T621的规定，实际的跨步电位差不应超过附录C公式C.4确定的值。

6.2.4场区地表电位梯度

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场区地表电位梯度应根据现场实测值按附录D给出的方法绘制曲线，绘制的曲线应比较平坦，没有

明显起伏和突变，两端略有抬高。

6.2.5电气完整性

升压变电站(开关站)各设备之间、配电柜、开关柜、金属构架等之间的电气完整性良好，导通电

阻应符合以下要求：

——状况良好的设备检测值应在50mΩ以下；

——50mΩ～200mΩ的设备状况尚可，宜在以后例行检测中重点关注其变化，重要的设备宜在适

当时候检查处理；

——200mΩ～1Ω的设备状况不佳，对重要的设备应尽快检查处理，其他设备宜在适当时候检查

处理；

——1Ω以上的设备与主地网未连接，应尽快检查处理。

6.2.6接地装置

接地装置的材料规格及特性参数应符合以下要求：

——接地装置材料规格应符合GB50057规定，并应防腐处理；

——升压变电站(开关站)应采用共用接地装置，接地阻抗、跨步电位差、接触电位差、地表电位

梯度、电气完整性应达到设计要求；

——升压变电站(开关站)的独立接闪杆应采用独立接地装置，接地电阻不应大于10Ω；与主地网

之间的导通阻值应大于500mΩ。

6.2.7独立接闪杆

独立接闪杆的敷设及材料规格应符合以下要求：

——独立接闪杆的敷设应确保升压变电站(开关站)的电气设备处于接闪器的保护范围之内；

——独立接闪杆材料规格同风力发电机组，见表1；

——独立接闪杆应敷设两根引下线，对称布置；引下线入地点应设置接地标志，3m范围内应设置

护栏或悬挂警示牌；引下线应防腐处理；

——独立接闪杆的每一引下线的接地电阻不宜大于10Ω。在土壤电阻率高的地区，可适当增大接

地电阻，但在3000Ωm以下的地区，接地电阻不应大于30Ω。

6.2.8土壤电阻率

土壤电阻率的测试同风力发电机组，见本规范第6.1.9条规定。

6.3建（构）筑物

6.3.1接闪器

接闪器的敷设及材料规格应符合以下要求：

——接闪器的敷设应确保所保护建（构）筑物及设备处于接闪器的保护范围之内；

——建筑物接闪带材料规构与最小截面积应符合表4规定；

——接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上，也可以设在外墙外或屋檐边垂直面外，敷设平

直，焊接牢固，不得有直角弯，能承受49N（5kgf）的垂直拉力；固定支架间距不宜大于表5

规定；

——建筑物明敷接闪网格材料规格同接闪带，网格尺寸布置应符合表6规定；

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——接闪器应防腐处理。

表4接闪带材料规构与最小截面积

材料结构最小截面积（mm2）备注

单根圆钢50直径8mm

热镀锌钢

单根扁钢50厚度2.5mm

表5接闪带固定支架间距

扁形导体固定支架间距单根圆形导体固定支架间距

布置方式

（mm）（mm）

安装于水平面上的水平导体5001000

安装于垂直面上的水平导体5001000

安装于从地面至高20m垂直面上的垂直导体10001000

安装在高于20m垂直面上的垂直导体5001000

表6接闪网网格尺寸布置要求

建筑物防雷类别接闪网网格尺寸（m）

第一类防雷建筑物≤5×5或≤6×4

第二类防雷建筑物≤10×10或≤12×8

第三类防雷建筑物≤20×20或≤24×16

6.3.2引下线

引下线的材料规格及间距应符合以下要求：

——引下线材料规格同接闪带，见表4；

——引下线平均间距布置应符合表7规定；

——独立接闪杆应敷设两根引下线，对称布置；

——独立接闪杆引下线入地点应设置接地标志，3m范围内应设置护栏或悬挂警示牌；

——引下线应防腐处理。

表7引下线平均间距布置要求

建筑物防雷类别引下线平均间距（m）

第一类防雷建筑物≤12

第二类防雷建筑物≤18

第三类防雷建筑物≤25

9

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6.3.3屏蔽和等电位连接

屏蔽和等电位连接的要求宜联合采取下列措施：

——所有与建筑物组合在一起的大尺寸金属件都应等电位连接在一起，并应与防雷装置相连；

——在需要保护的空间内，采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端，并宜在防雷区交界处做等电

位连接，系统要求只在一端做等电位时，应采用两层屏蔽或穿钢管敷设，外层屏蔽或钢管应

至少在两端，并宜在防雷区交界处做等电位连接；

——分开的建筑物之间的连接线路，若无屏蔽层，线路应敷设在金属管、金属格栅或钢筋成格栅

形的混凝土管道内。金属管、金属格栅或钢筋格栅从一端到另一端应是导电贯通，并应在两

端分别连接到建筑物的等电位连接带上；若有屏蔽层，屏蔽层的两端应连到建筑物的等电位

连接带上；

——对由金属物、金属框架或钢筋混凝土钢筋等自然构件构成建筑物或房间的格栅形大空间屏

蔽，应将穿入大空间屏蔽的导电金属物就近与其做等电位连接；

——建筑物内的配电柜、接地汇流排等金属物体应做好等电位连接，其过渡电阻不应大于0.03

Ω。

6.3.4接地装置

接地装置的接地电阻和材料规格应符合以下要求：

——接地装置材料规格应符合GB50057规定，并应防腐处理；

——建筑物接地装置的接地电阻不应大于设计要求值；无设计要求值时，不应大于4Ω。

6.3.5电涌保护器

电涌保护器的使用与安装同风力发电机组，见表3。

7检测方法

7.1风力发电机组

7.1.1接闪器

接闪器的安装敷设及材料规格按下列方法进行检测：

——滚球法计算保护范围，风力发电机组电气设备应处在接闪器的保护范围之内；

——测量接闪器的材料规格；

——测量架空接闪线尺寸；

——检查接闪器是否存在锈蚀现象。

7.1.2引下线

引下线的材料规格及间距按下列方法进行检测：

——测量引下线的材料规格；

——明敷引下线是否存在锈蚀现象。

7.1.3等电位连接

等电位连接按下列方法进行检测：

——测试风力发电机机组舱体内部金属构件与接地装置的电气连接，检查等电位连接的材料、规

10

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格、连接方式及工艺要求；

——测试风力发电机机组的电气和电子系统各组件的金属外壳、各电气和电子线路的屏蔽和金属

管道外壁与接地装置的电气连接，检查等电位连接的材料、规格、连接方式及工艺要求；

——测试各电气和电子线路的屏蔽和金属管道外壁的电气连接；

——测试金属轮毂、轮毂罩、机舱的金属底