没有一个运营商愿意处理事故的后果风力涡轮机火灾。但事实是，火灾缓解需要花钱。运营商必须决定是否值得投资在消防安全产品中，考虑到其发生火灾的可能性。
最好的方法之一就是找出船队中风险最大的涡轮机。通过这种方式，运营商可以通过集中精力在高风险区域，最大化消防投资。
幸运的是，像这样的组织DNV德国劳埃德船级社研究了风力发电机火灾的原因和影响。DNV GL可再生能源咨询公司收集的2019年数据集确定了可能增加火灾风险的风力涡轮机的设计特征。我们讨论了一些涡轮机的特点，操作员可以在他们的船队中寻找。
Uptower变形金刚
在对61起涡轮机火灾的研究中，DNV GL发现火灾在带有上电变压器的涡轮机中更为常见。事实上，所研究的火灾有一半以上发生在两家原始设备制造商制造的涡轮机上。虽然该研究没有列出OEM的名称，但它确实指出，这两家公司都提供带有变压器的涡轮增压器。
上电变压器增加火灾风险的原因是变压器需要中压。“中压上电是一个风险因素，”DNV GL首席风力涡轮机工程师Sally Wright解释道。
此外，上电变压器增加了火灾灾难性的风险。启动Uppower的火灾通常会摧毁整个机舱，甚至部分风塔。相比之下，塔下火灾通常可以得到控制。塔下火灾会损坏设备，并可能导致烟雾损坏，但通常不会导致涡轮机完全丧失。
碳叶片
许多现代涡轮机采用碳叶片。涡轮制造商推出了碳叶片，因为它们很轻。这在涡轮机的建造和运行过程中都是有益的。通常，较轻的叶片会增加涡轮机的输出并延长涡轮机的工作寿命。它们还可以承受更高的风荷载。
然而，碳是电的导体。这是一个防雷问题。考虑到风力涡轮机的高度，雷击相对比较常见。涡轮机制造商必须能够在引入新叶片设计时对防雷系统进行改造。这是一项艰巨的设计挑战。这是可以做到的，但在处理新叶片设计时，操作员应警惕质量控制。认识到碳叶片会增加与闪电相关的火灾风险，这一点很重要。
火花隙
说到闪电，防止雷击的最佳方法是提供一条通往地面的路径。当涡轮机被闪电击中时，电流必须通过涡轮机进入地面。最安全的做法是给电流提供一条通向地面的连续路径。大多数现代涡轮设计都采用连续路径。
然而，一些设计仍然存在火花隙或非连续路径。带有火花隙的防雷系统性能不好，更难维护。所有防雷系统都需要进行一些维护以防止火灾。然而，了解不同防雷系统的优缺点很重要。
布线中的拼接
涡轮机塔需要数百英尺的电缆。有时，施工期间必须将多段电缆拼接在一起。任何时候你有一个拼接，你介绍了潜在的电弧。拼接不良会导致高电阻连接，从而产生过热并可能导致火灾。电气布线中的火灾并不特别常见，因为布线材料不太容易着火。熔化要普遍得多。
为了防止热损伤和电缆火灾，尽可能减少拼接。避免将涡轮塔的部分预先布线，并将它们拼接在一起。相反，在建造过程中组装塔的各个部分，然后运行一根连续的钢缆。
如果您的站点存在拼接不良问题，则可以使用红外检测来识别热点。您还可以安装电弧故障检测，它将在有足够的热量点火之前提前打开断路器。如果不良拼接可以包含在一个小区域中，则可以实现气体灭火系统，针对电缆的特定部分。然而，气体灭火系统不能淹没整个塔，因为空间体积太大。
状态监测
风力发电机状态监测系统不断改善。过去，这些系统并不监测轴承温度。轴承会过热，导致火灾。现在，轴承温度监测更加普遍。
类似地，电弧故障保护正在成为标准，尤其是在大型涡轮机中。电弧故障保护在一个周期内中断中压电流。相比之下，过电流保护需要几次循环，这可能足以引发火灾。
接下来会发生什么?
涡轮机将继续变大，这意味着风险越来越高。不仅在资本设备方面的总损失成本更高，而且运营损失也会增加，因为每台涡轮机产生的电力要多得多。安全技术的采用必须随着生产能力的提高而增加。
我们还可以看到保险业开始赶上技术变革。例如，燃气轮机保险公司已经根据不同地点的现有技术提供了不同的定价和激励措施。随着风力发电行业的不断成熟，寻求风力发电的跟进。
想了解更多关于涡轮机设计如何影响火灾风险的信息吗?最近，我们与专家Sally Wright (DNV GL)和JP Conkwright(东肯塔基大学)举办了一场60分钟的网络研讨会。
