70 / 2023-08-14 20:50:13
一次陆上风机雷击事故分析
风电场;雷电灾害;致灾过程;预警指标
摘要待审
刘晓东 / 内蒙古雷电预警防护中心
        利用NCEP-FNL再分析资料、FY-4A气象卫星资料、新一代天气雷达观测资料、闪电定位和剩磁测试数据,对2020年6月18日内蒙古中部地区一次雷击风力发电机组致灾过程进行了分析。结果表明:(1)此次雷暴天气过程发生在50 hPa亚欧大陆中纬度三槽两脊形势下的内蒙古高原中部高空冷涡区域,850hPa高度上锡林浩特南部存在低涡切变线东移的天气影响系统。(2)此次雷灾事故过程发生前,大气在垂直方向上的冷暖配置以及明显的垂直风向切变均有利于强对流天气的出现,但是大气层结湿度条件较差,水汽含量不充沛,地面降水为小雨;雷灾发生时事故风机附近K指数的值升至37.5℃左右,同时假相当位温的差∆θse(500-850) 降至0 K以下,总指数TT的值升高至51℃,均超过强对流天气出现的阈值。(3)从目标风机上空雷达回波来看,雷击发生时目标风机上空雷暴云3km范围的雷达回波强度达到了43 dBZ,云顶温度降至292.82 K,风机上空雷暴云呈冰水混合相态;14:33离目标风机最近位置发生2次负地闪,10km范围内发生闪电的雷电流平均强度为-18.78 kA,其雷电流幅值累积概率为60%,强度属于中等强度等级。(4)从剩磁测试、雷电熔痕现场取证分析,本次事故原因为雷电击中机舱尾部气象桅杆,造成气象桅杆连接机舱的防雷电缆及法拉第笼铜编带高温熔化,引起机舱罩起火。机舱罩燃烧的碳灰及炸裂的铜带金属粉尘被变频器功率柜离心风扇吸入柜内,造成变频柜内机侧M相和网侧W相IGBT短路爆炸,机组故障停机。现场调查发现法拉第笼与主机支架仅有一点连接,不满足《风力发电机组雷电防护系统技术规范》(NB/T31039-2012)5.2.1.4条款之规定,即机舱金属网格(法拉第笼)应互连并在较大范围内用金属带与机器底座多点连接。(5)依据GB 16840.2-1997 《电气火灾原因技术鉴定方法 第2部分 剩磁法》、QX/T103-2017《雷电灾害调查技术规范》,通过现场勘查取证、调查访问、询问笔录、影像资料收集、结合闪电定位等气象数据综合分析研判,认定此次事故为雷电灾害事故,因此加强风电场雷电监测预警、风险评估等非工程性防雷措施具有重要意义。
重要日期
  • 会议日期

    10月21日

    2023

    10月22日

    2023

  • 09月01日 2023

    初稿截稿日期

主办单位
中国气象学会
承办单位
中国气象学会雷电委员会
中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室
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