风电场集电线路施工技术及防雷保护措施研究
作者 李康
发表于 2025年11月

【摘 要】在我国风电装机容量持续攀升的背景下,集电线路对于保障电能高效输出的作用愈发显著,尤其在雷电高发区域,风电场的并网质量及运行寿命直接受到集电线路运行稳定性的影响。开展风电场集电线路施工技术与防雷保护措施的研究,具有极为重要的工程与经济意义。因此,文章结合典型风电场工程实践,依据《陆上风电场工程设计规范》(NB/T31032—2021)与《电力设施防雷技术规范》(DL/T620—2021),从路径优化、线路敷设方式、接地系统结构方面切入,系统剖析施工过程里的技术难点。对防雷手段予以归类,涵盖接地电阻优化避雷器选型等电位连接设置等,通过实地调研多个大型风电项目并开展对比分析发现,采用科学防雷设计与精细化施工后接地电阻被控制在有效范围内,电缆温升情况比设计预期更好,线路雷击故障率下降约45%且年平均运行故障次数显著减少。研究显示,增强风电场安全性与经济性的关键举措,在于提升集电线路施工质量及防雷等级。

【关键词】风电场;集电线路;施工技术;防雷保护;政策规范

引言

国家大力提倡发展清洁能源。《“十四五”可再生能源发展规划》明确提出,到2025年非化石能源消耗比例达到20%左右,风电装机规模不断扩大。在此背景下,作为连接风机与升压站的“大动脉”,集电线路的建设质量和防雷等级的高低,直接关系到风电全系统的安全运行。当前部分工程在设计、施工环节还存在着电缆过热、接地电阻不合格、雷击跳闸等安全隐患,管理粗放、技术标准执行不到位等问题依然存在[1]。深入研究风电场集电线路的施工技术和防雷保护措施既是工程技术问题,也是落实国家能源发展战略、提升风电项目可靠性的重要任务。

一、风力发电场集电线路的基本构造和作用

(一)一体化设计确保电能传递顺畅

集电线路连接风机与升压站,是风电并网的关键环节。线路主要由中压电缆、汇集箱、开关设备、接地系统及智能监控装置组成,具有结构紧凑、损耗小、抗干扰强等特点。主流风电场多采用35 kV或33 kV交联聚乙烯绝缘电缆系统,线路多呈放射或树状布局。通过主控系统实现电流、电压等参数的实时监测与故障预警,确保电能高效传输。

(二)因地制宜增强线路环境适应性

针对山地、戈壁、沿海滩涂等复杂地形,集电线路多采用埋地式或架空式敷设。平坦、土质良好区域宜采用埋地式,安全隐蔽;冻土、乱石区应配合混凝土槽或波纹管防护;地形复杂区可采用架空式以降低施工难度。

(三)智能运维提升线路安全与效率

风电场规模扩大后,集电线路运维趋向数字化与智能化。设计阶段引入地理信息系统(Geographic Information System,GIS)与建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技术进行风险分析,安装在线监测装置采集运行数据。光缆承担监控与数据传输功能,系统可在异常时自动报警并提供维护建议,有效提升安全性并降低人工成本[2]。集成线路建设相关要点情况总结如表1所示。

二、集电线建设技术关键问题

(一)路线选择重点,避开复杂的地质干扰

在山地高原或戈壁等地质条件复杂区域进行风电场建设时,线路路径选择需特别关注高水位区域及冻土分布地段,并避开潜在滑坡风险区。若线路必须穿越此类地段,不均匀受力易导致电缆损坏或埋设深度不均等问题。敷设路径应避免直角转弯设计,以降低拉应力与剪切力对电缆的影响,延长其使用寿命。对于易积水的河岸地带,应结合水文勘察数据设置泄流槽与挡水堤等防护设施,防止电缆受到腐蚀损害。路径选择需统筹考虑工程安全性、施工可行性与经济性三大要素[3]。

(二)规范施工流程,确保敷设质量

施工阶段电缆敷设是核心任务。

本文刊登于《消费电子》2025年23期
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