—— 從內(nèi)蒙古開(kāi)魯縣一起雷擊引發(fā)風(fēng)電機(jī)組倒塔事故說(shuō)起

2023年12月18、22日，龍船風(fēng)電網(wǎng)、防雷情報(bào)站等網(wǎng)站先后報(bào)道了國(guó)家能源局東北監(jiān)管局發(fā)文通報(bào)今年6月內(nèi)蒙古開(kāi)魯縣發(fā)生一起因雷擊引發(fā)風(fēng)電機(jī)組倒塔事故、同時(shí)要求汲取事故教訓(xùn)開(kāi)展風(fēng)電機(jī)組防雷系統(tǒng)隱患排查整治工作、確保風(fēng)電生產(chǎn)建設(shè)安全事宜。此事告訴我們：我國(guó)風(fēng)電生產(chǎn)建設(shè)防雷安全應(yīng)切實(shí)做到警鐘長(zhǎng)鳴。

2023年6月27日23時(shí)，內(nèi)蒙古自治區(qū)開(kāi)魯縣某風(fēng)電場(chǎng)遭遇雷擊，造成一風(fēng)電機(jī)組“2號(hào)葉片接閃器放電損壞，雷電波能量在葉片內(nèi)疊加釋放，將此前修復(fù)處的葉片爆開(kāi)，導(dǎo)致葉輪失控，機(jī)組振動(dòng)失穩(wěn)，最終發(fā)生倒塔的一般性事故”。為此，國(guó)家能源局東北監(jiān)管局域于2023年12月6日針對(duì)轄區(qū)內(nèi)各安委會(huì)成員單位、有關(guān)電力企業(yè)下發(fā)《通知》，要求汲取事故教訓(xùn)開(kāi)展風(fēng)電機(jī)組防雷系統(tǒng)隱患排查整治工作。

眾所周知, 風(fēng)能為地球上六大可再生能源（其余為水能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、潮汐能、地?zé)崮埽┲? 可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能約為2*107 MW（兆瓦、是水能的10倍, 僅需1%的風(fēng)能得到利用即可滿足全球能源需求），我國(guó)10米高度可開(kāi)發(fā)的風(fēng)能儲(chǔ)量多達(dá)10億千瓦以上，其中陸地2.5億千瓦、海上7.5億千瓦，主要分布在東南沿海、“三北”（東北三省、內(nèi)蒙古、甘肅、青海、西藏和新疆等省、自治區(qū))和內(nèi)陸局部地區(qū)。

風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)今世界清潔可再生能源開(kāi)發(fā)利用中技術(shù)最成熟、發(fā)展最迅速、商業(yè)化前景最廣闊的發(fā)電方式之一，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，我國(guó)也不例外。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅至2009 年，我國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)容量就達(dá)1380.3萬(wàn)kW（超越美國(guó)成為全球新增風(fēng)電裝機(jī)容量最多的國(guó)家）。其中2009年累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)2580.5萬(wàn)kW，僅次于美國(guó)的國(guó)家；2010年全球每新安裝3 臺(tái)機(jī)組就有1 臺(tái)在中國(guó)，當(dāng)年新增風(fēng)電裝機(jī)容量1892.8萬(wàn)kW，累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量為4473.3萬(wàn)kW，超越美國(guó)成為全球新增和累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量最多的國(guó)家。截止2017年底，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)并網(wǎng)容量已經(jīng)達(dá)1.64億千瓦，占各類(lèi)電源總裝機(jī)量的9.2%，風(fēng)電的地位日趨突出。另?yè)?jù)人民網(wǎng)海外版報(bào)道，我國(guó)2023年前11個(gè)月，風(fēng)電新增裝機(jī)4139萬(wàn)千瓦；截至2023年11月底全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量累計(jì)約為4.1億千瓦，同比增長(zhǎng)17.6%。從發(fā)電量看，2023年11月份風(fēng)電發(fā)電增速由降轉(zhuǎn)增，達(dá)26.6%（10月份為下降13.1%）。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，未來(lái)十年中我國(guó)陸上風(fēng)電市場(chǎng)新增容量占比將超過(guò) 77%、年平均新增裝機(jī)容量將超過(guò) 59GW。

由于風(fēng)電生產(chǎn)是露天作業(yè)，加之風(fēng)電場(chǎng)所要求的特殊地形地勢(shì)及天氣氣候等因素影響和風(fēng)電機(jī)組自身的材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等特殊要求，有人說(shuō)風(fēng)電機(jī)組“天生就是挨雷劈的‘命’”，而且近年來(lái)雷擊風(fēng)電機(jī)組造成事故的現(xiàn)象也累見(jiàn)不鮮。例如，2017年10月遼寧某風(fēng)電場(chǎng)因雷擊事故引起葉片內(nèi)部空氣膨脹、沖擊效應(yīng)，造成以雷擊點(diǎn)為中心的腹板、后緣粘接區(qū)域開(kāi)裂；2020年6月山東某風(fēng)電場(chǎng)遭受雷擊，造成風(fēng)機(jī)葉片損傷。另?yè)?jù)外媒報(bào)道，2023年6月3日加拿大安大略省Goderich北部一風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生一起風(fēng)機(jī)著火事故（起火的風(fēng)機(jī)高度超過(guò)100米，其火勢(shì)主要集中在風(fēng)機(jī)頂部的機(jī)艙，并逐漸蔓延至葉片。由于風(fēng)機(jī)太高，消防員無(wú)法及時(shí)滅火，只能保證事故現(xiàn)場(chǎng)掉落的風(fēng)機(jī)部件不會(huì)引發(fā)地面火災(zāi)），起火原因系雷擊導(dǎo)致；2023年6月17日，英國(guó)倫敦附近的繆爾柯克縣附件的風(fēng)電場(chǎng)又突發(fā)一起風(fēng)電機(jī)組起火事故，事故發(fā)生時(shí)有雷電擊中，很大可能是由于雷擊造成的起火事故；美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間2022年7月22日下午，得克薩斯州北部一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)遭到雷擊，致使旋轉(zhuǎn)的葉片起火，消防員表示無(wú)法將這類(lèi)火災(zāi)撲滅，只能任其自行熄滅……

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界每年有1%～2%風(fēng)力發(fā)電機(jī)組遭受到雷擊損壞。其中，日本風(fēng)電機(jī)組雷擊平均損壞率約為12.7次/(百臺(tái)年)，且沿海地區(qū)風(fēng)電機(jī)組冬季雷擊損壞次數(shù)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)；德國(guó)山區(qū)風(fēng)電機(jī)組雷擊損壞率為14次/(百臺(tái)年)，高于統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示的雷擊損壞率平均水平;美國(guó)針對(duì)其三個(gè)州的風(fēng)電場(chǎng)共計(jì)508臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行5年的雷擊損壞監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示風(fēng)機(jī)葉片平均雷擊損壞率為11.9次/(百臺(tái)年)，雷擊葉片損壞次數(shù)隨風(fēng)機(jī)運(yùn)行年限的延長(zhǎng)而增長(zhǎng)。在我國(guó)，由于風(fēng)電場(chǎng)所處地理位置及其氣候環(huán)境更為復(fù)雜，加之風(fēng)機(jī)及風(fēng)電場(chǎng)所防雷設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)及維護(hù)維保等環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題和不足，雷擊損壞風(fēng)機(jī)問(wèn)題更為突出，損壞率高于歐洲國(guó)家的平均值，尤其我國(guó)高寒地區(qū)地理、氣候尤為特殊，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)長(zhǎng)期遭受雷擊災(zāi)害的影響。例如，基于東北某大型風(fēng)電場(chǎng)雷擊損壞的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008～2011年該風(fēng)電場(chǎng)因雷擊引起的風(fēng)機(jī)葉片損壞66次，風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)損壞多達(dá)174次，風(fēng)電機(jī)組雷擊損壞率為37.5次/(百臺(tái)年)。

由此可見(jiàn)，雷電災(zāi)害是威脅風(fēng)電生產(chǎn)建設(shè)的一大自然氣象災(zāi)害。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展、需求，風(fēng)電生產(chǎn)建設(shè)規(guī)模將會(huì)越來(lái)越大，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)站及發(fā)電機(jī)組將會(huì)越來(lái)越多，潛在的雷擊風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)更大。為將雷擊風(fēng)險(xiǎn)降低到最低限度，筆者認(rèn)為風(fēng)電生產(chǎn)建設(shè)防雷安全工作必須切實(shí)做到警鐘長(zhǎng)鳴，具體應(yīng)從以下方面入手：

一是嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，確保風(fēng)電機(jī)組設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝施工等各個(gè)重要環(huán)節(jié)，以及場(chǎng)站內(nèi)輸變電及供配電系統(tǒng)及其設(shè)備設(shè)施等防雷技術(shù)指標(biāo)符合要求，而非“將就”。二是風(fēng)電項(xiàng)目上馬之前，切實(shí)做好風(fēng)電場(chǎng)站選址的雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估評(píng)價(jià)工作，根據(jù)雷擊風(fēng)險(xiǎn)程度采取相應(yīng)的防雷技術(shù)措施。三是把住投入使用之前的施工監(jiān)理、檢驗(yàn)檢測(cè)、竣工驗(yàn)收關(guān)口，確保投入使用的風(fēng)電機(jī)組及場(chǎng)站內(nèi)其他防雷設(shè)備設(shè)施符合設(shè)計(jì)、施工及檢測(cè)驗(yàn)收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，而絕非為了“應(yīng)付檢查”二敷衍了事。四是切實(shí)抓好整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)站投入使用后的防雷裝置安全性能定期檢測(cè)和日常檢查、維護(hù)保養(yǎng)工作，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，確保防雷裝置持續(xù)正常運(yùn)行。五是密切關(guān)注當(dāng)?shù)靥鞖鈿夂蜃兓?，采取必要措施提前預(yù)防，例如雷雨天氣來(lái)臨之前風(fēng)電機(jī)組暫停工作、雷雨季節(jié)來(lái)臨之前加密巡檢等。六是完善各項(xiàng)管理制度并落到實(shí)處，有序開(kāi)展工作并認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，進(jìn)一步加強(qiáng)科學(xué)管理。七是建立并完善風(fēng)電防雷安全管理臺(tái)帳、檔案，切實(shí)做到心中有數(shù)。八是加強(qiáng)科研開(kāi)發(fā)，不斷改進(jìn)和完善風(fēng)電場(chǎng)站生產(chǎn)建設(shè)中涉及的雷電防護(hù)裝置的設(shè)計(jì)、施工手段和措施，提高防護(hù)水平。

（曾居仁）