避雷設備之搭建

為考量到工作時的安全以及在測試風力發電機性能時對風車與 實驗平台的保護，另外架設一避雷設備，已確保安全，此節小將對避 雷設備做一簡單之說明。

風力發電機組在自然環境下工作，不可避免會受到自然災害的影 響，由於現在科學技術的迅速發展，風力發電的單機容量也愈來愈 大，為了吸收更多的能量，其裝置的高度也隨之增高；相對的，也增 加了被雷擊的風險，雷擊成了自然界中對風力發電機組安全營運危害 最大的一種災害。民國九十七年九月在新竹香山的六座發電機組中，

有兩組就曾在當時遭受過雷擊；在國外亦有類似的事件發生，如中國 紅海灣風電廠，就有發生過多起雷擊事件，為了降低自然災害帶來的 損失，並做出有效防範，避雷針的裝置必為一重要課題。

避雷針的工作原理是使電流經由接地引線及接地電極放入大地 消耗能量。而避雷針的保護範圍相當重要，其保護角應涵蓋需保護對 象內之人員及建築物的安全保護，但即使如此，仍無法保護其保護範 圍內的電子電力設備，故在保護範圍內之電力電子設備仍須裝設避雷 器。避雷器的功能為防止電流侵入電力電子設備，將雷能量導出並予 以消耗吸收。

完整的避雷系統必須考慮到直流電以及感應電的防護，如加以細

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分的話，則由以下六點保護計畫組成：

1. 將雷電攔截到最佳和已知的點，亦即避雷針。

2. 以安全的方法，經由特別設計下的導體，將雷電傳送到大地。

3. 將雷電的能量，以產生最小接地電位昇的方式，發散到大地。

4. 消除接地迴路，建立接地系統等電位。

5. 保護所有設備，以防止來自電力線之突波和暫態造成設備之破 壞和當機之損失。

6. 保護所有設備，以防止來自電信和信號線路之突波和暫態造成 設備破壞或當機。

若上述六點徹底執行，必可保護其保護圈內的人員、儀器等等的 安全，上述六點保護計劃之前三項即為建築物之直接雷保護，有關避 雷針之保護範圍；依照我國建築技術規則[i]規定，採用圓錐體保護，

保護角之計算係採用60º (一般建築物，參見圖4.5)或45º (危險品儲存 場所)。

本研究之避雷設備高約5m（圖4.6），在高度上及包含範圍的評 估，若以建築技術規則來計算，則在風力機的位置可容許之高度在 3.5m左右內為安全高度。加上此實驗平台在主軸的部分為可下降式，

若在天候不佳的情況下，可使整體風車向下降至屋頂地面，以使整體 實驗平台高度下降，在安全評估上又更為可靠。

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圖4- 5 避雷針之安全範圍示意

圖4- 6 避雷針實體

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