概述
该系统能够实时、准确地监测到风力发电机叶片遭受雷击时的雷电流信息。
雷电威胁着风力发电机的安全运行，因此我们需要准确地掌握风力发电机遭受雷击的时间、次数、雷电流峰值、极性，便于评估风力发电机组雷电防护设施的效果，为该区域进行防雷设计和改造、保险理赔提供依据，保障风力发电机组的安全运行。
系统由安装于叶片和轮毂处的雷电流传感器、雷电监测仪、监控中心的雷电数据管理软件组成。
使用环境
| 电源 |
DC 18 V～36 V |
| 温度 |
-40 ℃～70 ℃ |
| 相对湿度 |
≤ 95 % |
| 气压和海拔 |
86 kPa～106 kPa |
产品配置(标准配置)
| 名称 |
数量 |
单位 |
备注 |
| ZGLJ-F8A雷电监测仪 |
1 |
台 |
|
| 雷电流传感器 |
3 |
件 |
|
性能指标
| 项目 |
指标 |
| 监测内容 |
雷电发生时间、峰值、极性、次数 |
| 监测通道数 |
3个 |
| 雷电峰值监测范围 |
± 2 kA～± 250 KA（扩展范围：± 200A～± 250 KA） |
| 测量误差 |
≤ ±10 kA：≤ ±10 % |
| ＞±10 kA：≤ ± 5% |
| 传感器频响 |
1 Hz～2 MHz |
| 存储容量 |
≥ 1000条告警数据 |
| 通信接口 |
以太网、CAN（预留RS485）、 RS232 |
| 通信协议 |
MODBUS TCP/CANOPEN （ 预留Modbus RTU） |
| 防水等级 |
IP 20 |
| 整机功耗 |
≤ 5 W |
| 重量 |
≤ 1 KG |
执行标准
Q/75875187-9·7—2016 雷电监测系统
GB/T 16927.4—2014 高电压与大电流试验技术 第4部分：试验电流和测量系统的定义和要求
GB/T 21714.1-2015 雷电防护 第一部分：总则
外形尺寸
工作原理
作为风力发电机组中位置最高的部件，叶片是雷电袭击的首要目标，同时叶片又是风力发电机组中最昂贵的部件，因此叶片的防雷击保护至关重要。多数情况下雷击的位置在叶尖的背面，目前的叶片大多都安装了专门的防雷系统，由雷电接闪器和雷电传导部分组成。在叶片内部，雷电传导部分将雷电从接闪器导入叶片根部的金属法兰，通过轮毂传至机舱。在轮毂的法兰处装有间隙放电组成的保护将雷电流迅速传至机舱底座，释放雷击过电压。
雷电监测系统通过安装在风机叶片中的雷电流传感器能够实时、准确的感应到风力发电机叶片遭受雷击时的雷电流信号并送入雷电监测仪。雷电监测仪将采集、计算、记录雷击发生时间、次数、雷电流峰值、极性并存储于内部存储器中。
雷电监测系统安装在轮毂控制柜中，具备CAN或RS485通信接口，执行CANOPEN或Modbus RTU协议，监测数据通过该接口传输到轮毂中的控制系统，与控制系统的监测数据一起传输到监控中心，通过风场集中监控系统实现数据展示、管理、统计和报表。原理框图如下图所示：
注：通信接口可根据用户需求进行定制。
功能特点
4.1雷击故障实时监测
多通道实时记录雷击发生时间、雷电流峰值、极性。
大容量数据储存
数据记录最多1000条；
具备断电保存功能，长时间监测避免数据丢失。
数据通信
具备以太网、CAN（可扩展RS485）、RS232接口；
执行MODBUS TCP/CANOPEN（二选一）协议实现数据远程通信；
通过以太网接口可实现数据本地读取。
设备状态监测
具备设备工作状态及关键参数监测，包括传感器连接状态、采集通道状态、通信状态、设备工作温度等状态及参数是实时监测，具备定期设备工作自检功能，确保设备工作的有效性。
工作参数设置
具备设备工作参数设置功能，包括触发阈值、温度采集时间间隔, 自检时间间隔等参数设置。
高精度传感技术
采用非接触式高精度暂态电流传感器，信号响应频带宽，能有效感应雷电信号；
高可靠性
满足GB/T 17626的要求，具备抗扰能力强等特点；
设备可适应宽温度及宽电源电压环境可靠运行；
采用进口防松连接器，确保在风机运行振动环境下可靠连接；
电源、信号、通讯端口均具备电涌保护功能，确保设备可靠工作；
内置硬件看门狗电路，永不死机。
数据统计和分析
雷电数据管理软件可实现风机雷电数据的存储、分析、和统计；
评估雷电防护设施的效果，为该区域进行防雷设计和改造提供依据。
雷电管理软件
雷电数据管理软件是专门针对雷电监测系统的设定、数据下载、管理、报表、打印等功能而研究开发的一款管理软件，可支持对雷电监测信息的数字化和无纸化管理、分析和处理。
雷电数据管理软件以数据、图、表等多种方式展示风力发电机上遭受的雷害的时间、密度的分布趋势，实现对监测范围内风机雷害状况的实时监测。从宏观上对风力发电场遭受雷击状况进行大数据统计，对风机的雷害运动进行分析判断，便于评估风力发电机组雷电防护设施的效果，为该区域进行防雷设计和改造、保险理赔提供依据，保障风力发电机组的安全运行。
