مطالعه و تحلیل اثر اضافه ولتاژ القایی حاصل از برخورد مستقیم صاعقه بر روی توربین بادی با خاک دو لایه ناهمگن و الکترودهایی با چیدمان مربعی

با توجه به موقعیت قرارگیری توربین های بادی و شکل و ساختار آن ها، برخورد رعد و برق به توربین های بادی باعث خسارات اقتصادی جدی و خطرات امنیتی می شود. طراحی سیستم زمین توربین های بادی برای ایمنی پرسنل و حفاظت از تجهیزات الکتریکی بسیار مهم است. در این مطالعه، اثر برخورد مستقیم صاعقه بر روی اجزای توربین بادی با سیستم زمین خاک دو لایه متفاوت با الکترودهایی بصورت مربعی شبیه سازی و تحلیل شده است. خاک ساده شامل ضریب نفوذ پذیری الکتریکی نسبی ۱۰ و ضریب رسانایی ۱/۰ می-باشد. در خاک دو لایه، خاک لایه اول دارای ضریب نفوذ پذیری الکتریکی نسبی ۱۰ و رسانایی ۱/۰ می باشد. خاک لایه دوم دارای ضریب نفوذ پذیری الکتریکی نسبی ۴ و رسانایی ۰۰۱/۰ است. ابعاد کلی توربین بادی شامل طول پره ها ۲۴ متر، طول ناسل ۶ متر، عرض و ارتفاع آن ۶ متر، و برج توربین بادی از یک مخروط فولادی به ارتفاع ۴۴ متر می باشد. نتایج شبیه سازی در نرم افزار تمام موج HFSS بر اساس توزیع میدان های ایجاد شده بر روی اجزای توربین بادی حاصل از برخورد مستقیم صاعقه و اثر اضافه ولتاژهای ایجاد شده در فرکانس های مختلف بررسی شده است. همچنین، نتایج بدست آمده با توربین بادی شامل سیستم زمین ساده بدون الکترود مقایسه شده است. بر همین اساس می توان نتیجه گرفت که آرایش چیدمان الکترود ها و مقاومت زمین نقش بسیار مهمی برای طراحی مزرعه توربین بادی و حفاظت آن بر عهده دارد.

کلیدواژه ها:

توربین بادی ، جریان صاعقه ، سیستم زمین ، خاک دو لایه با الکترود ، اضافه ولتاژ القایی