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风电机组的防雷和防雷标准邱传睿1、引言风电作为高效清洁的可再生能源，一问世就受到各国高度重视，我国是较早利用风力发电的国家，到现在为止，总装机容量已经排在亚洲第一、全球第三的位置，而发展速度名列世界前二。
风场高速发展的同时，风电机组的雷害也日益显露，因此风电机组的防雷被问题摆到了风电研发人员的面前。
风力资源丰富的风场往往处于高海拔和远离城市的地区及荒郊，风场中的风电机组容易遭受直接雷击。
目前MW级的大功率的风电机成为风场的主机型，大功率风电机的风塔高度已经超过120m，是风场中最高大的构筑物，在风电机组的20年寿命期内，总会遭遇到几次雷电直击。
最初，我国的风电场从年平均雷电日较少的新疆和内蒙开始发展，那时都是450kW级以下的风力机，因此雷害并不突出，但是，今后我国风机要设置在苏北沿海、华南，甚至将离岸设置，同时我国将发展2.5MW级以上的风机，风力机的雷害问题引起了有关方面的高度重视，中国风能协会叶片专业委员会于2009年9月在肇庆召开的年会，将叶片的防雷作为一个重要问题进行了研讨，说明风力机的防雷得到大家的重视。
国际电工委员会IEC第88工作委员会（IEC TC 88）在编制风电机组系列标准IEC 61400时，编制了一个技术报告（TR），作为IEC 61400系列标准的24部分，于2002年6月出版。
当时，标准编制工作组想为这个相对年经的工业提供雷电和防雷的知识。
因此，在IEC 61400-24中提供了一些风力机雷害的背景资料，也提供了最实用的防雷指导。
在几年的实践中证明了编制工作组编制的该技术报告对防止和减少风电机组的雷害是有效的。
在IEC 61400-24问世后不久，风电工业迅速的向大功率风力机发展，并且技术更加成熟，市场更加繁荣。
同时雷害的问题比2002年以前更加复杂和日益突出。
因此有必要有一个作为风电机组防雷标准的文件供风电行业人员使用。
这样，将IEC 61400由技术报告（TR）升级为技术标准（TS）便顺理成章提到议事日程上来了。
风力发电机组防雷保护系统解析随着能源消费方式的变革，风能产业发展日趋迅速，风电机组的防雷成为风电产业发展的重中之重，本文简单介绍了雷电的形成及危害、风电机组防雷的必要性及主要措施。
标签：风电机组；防雷保护；导雷通道1 雷电的形成及危害1.1 雷电的形成雷电的形成过程简单来说，雷云中带有大量的电荷，在静电感应的作用下，雷云的另一侧和雷云下方的地面上（或雷云下方的建筑物等）将带有大量的极性相反的电荷。
据统计，80%-90%的雷云将带有大量的负电荷，当电荷积累到一定程度，即产生强电場，由于叶片等导体尖端的电荷特别密集，尖端附近的电场更是特别强，空气在强电场的作用下发生电离，空气成为导电通道。
1.2 雷电的危害由于风电机叶片形状多有尖锐部分，尖端电荷特别密集，往往会发生尖端发电。
同时，在强电场作用下，叶片表面曲率大的地方，等电位面密，电场强度剧增，致使它附近的空气被电离而产生气体放电，即电晕放电。
这两种现象发生的同时常常伴随着巨大的能量的变化，叶片温度急剧升高，高温分解叶片周围气体，使其急剧膨胀产生气体爆裂现象，对叶片表面造成损害。
2 防雷的必要性相对于普通建筑物，风电机具有高空尖的特征。
高：风电机组常常为某个地区的高大建筑物，是一个地区的制高点。
空：风电机组的选址常常在沿海一带或者比较空旷的风力资源优越的地带，这样就决定了风电机组周围环境必定是人烟稀少，建筑物稀稀落落的情况。
尖：风电机组的叶片形状等风电机的主要构件常常有尖锐突起部分，这就为尖端放电的形成提供了良好的条件。
高空尖的特征决定了风电机组遭受雷击的概率极大，造成不可估量的损失，3 主要防雷措施3.1 叶片的防雷①无叶尖阻尼器结构的叶片防护方式由于没有叶尖阻尼器，防雷措施实施起来相对较容易，如下图1所示，叶尖部分的上部铺设有铜丝网，作为接闪器。
叶尖的主体部分内部设有铜导体，铜导体末端与金属法兰相连。
当叶片遭受直击雷时，产生的强大电流便在铜丝网中汇聚于铜导体中，短时迅速的将电流输送至金属法兰，避免了强大电流对叶片产生的破坏作用。
风电机组过电压保护及防雷接地设计分析摘要:基于工程设计案例，论述了风电机组过电压保护措施、防雷接地设计原则，并采取直击雷保护、感应雷保护、接地系统、机组配套升压设备保护等方案，以提高风电机组运行安全性能。
希望通过本文的相关研究，为风电机组过电压保护及防雷接地设计提供思路，为相关人员提供参考。
关键词：风电机组；过压保护设计；防雷接地设计；0引言风力发电产业以风力系统发电，作为我国新兴产业类型之一，在系统运行的过程中人们对过电压保护和防雷接地设计问题格外关注。
基于案例分析可知，有效的过电压保护措施干预、防雷接地方案应用，对提高风电机组的运行安全性能有积极作用，是提高风力发电质量的关键。
1风电机组具有的特点基于风电机组特征、功能分析，风电机组需安装在空旷的平原地区或高海拔区域，更好的利用风力资源提高发电效率。
但是高海拔地区、空旷平原地区的雷击几率明显升高，对风电机组的正常运转产生了不利影响。
根据资料分析，现阶段投入使用的风电机组出口电压多为650KV。
2工程设计实例某风电场风电机组均为进口产品，共设置风电机组15台，采用两级升压的方式运行，出口电压为650KV。
每台风电机组周围配备了箱式变压站以提高风电机的运行稳定性，对其实际运行状况分析可知，4台风电机组串联为一个工作单元，串联方式为经升压站借助10kv 电缆将4个风电机组串联，升压站内配备主变压器进行系统控制，识别4台风电机组的电压数据，升压水平达到110KV则将其输送至电力系统。
该风电场位于高山区域，海拔1500m，风电场区域土层结构以风化岩、基岩为主，岩石性质为石英岩、片麻岩，碎石土层内还含有丰富的云母，特殊的地质结构导致该区域电阻率水平较高。
结合当地地质勘测资料和土壤电阻率试验结果可知，该风电场山地的土壤电阻率最高为4400Ω，长期强风化因素的影响下，岩层电阻率水平较高，平均值在1300Ω-25000Ω之间，基岩电阻率最高值可达25000Ω。
风力发电机组防雷系统的分析和建议【摘要】本文从风力发电机组（以下简称风机）防雷的原理和泄流的介绍出发，通过对所安装防雷系统上存在的不足之处说明，分析问题的形成原因，给出了具体改进方案，指出了方案的优缺点和可行性。
【关键词】叶片防雷；雷电泄流；接闪器；通讯防雷；等电位连接一、叶片的改进设计（一）改进必要性分析1.叶片防雷重要性下面给出丹麦和德国统计的雷击数据：（1）风机雷击率（2）受雷击损坏部位（3）影响利用率（4）影响发电量（5）修理费用从上面5组数据中可以看出，叶片的损坏率比较大，主要由于叶片处于风机的最顶端，最容易遭受直接雷击，并且叶片是处于旋转的动态过程，增大了它遭受雷击的可能性。
由于叶片的体积和重量都比较大，并且维修和跟换需要涉及吊装和运输等，因此叶片的防雷尤其重要。
2.风机被雷击频率和雷击位置为了实施有效的雷击保护，需要事先对雷击频率和雷击位置进行预测，从而使雷击保护更有针对性。
通常用雷击高层建筑的频度估算方法来估计雷击风电机组的频度。
对于高度低于60m的建筑物，其雷击频度为：对于叶尖带防雷保护的风电机组，在计算Ac时其高度应为最大叶尖位置与地面之间的距离。
对于叶尖没有保护的情况，其有效高度介于该值与机舱到地面距离之间的值。
以上计算方法仅限于低于60m的风电机组。
对于高于60m的风电机组，按式（1）计算得到的结果则偏低。
估计雷云对大地放电的可能雷击点的位置，可以应用“滚球法”的简化方法。
尽管雷击放电具有很大的分散性，“滚球法”得到的结果可能与实际情况存在一定的误差，但该方法还是普遍应用于接地建筑物的防雷设计。
IEC标准给出了对应于特定防护水平的滚球半径的大小。
将此方法应用于风电机组，则可以推知叶片的大部分、轮毂、机舱的尾部以及部分塔筒均可能成为雷击放电点。
3.风机叶片防雷结构及存在的问题（1）雷击造成叶片损坏的机理雷电释放巨大能量，使叶片结构温度急剧升高，分解气体高温膨胀，压力上升造成爆裂破坏。
风力发电系统防雷设计研究
风力发电系统的防雷设计主要包括以下几个方面：
对于风力发电机组而言，需要采取有效的接地措施。
将风机塔杆与地面之间建立良好
的接地系统，可以有效地分散和引导雷电流，减少雷击对风机本体的破坏。
在设计过程中，应根据具体地理条件和风机塔杆的高度确定合理的接地形式和接地电阻，确保接地系统的
可靠性。
风力发电机组绕组的内部绝缘应具备较高的耐雷击能力。
采用合适的介质和绝缘结构，如特殊的绝缘纸或绝缘漆涂层，可以有效提高绕组的耐雷击性能。
对于电机的定子线圈，
还可以设置较好的绝缘距离和绝缘结构，以增加其防雷击能力。
风力发电系统的设备和设施应具备良好的防雷击能力。
风机塔杆和机舱罩体等外露部
分应选用具有较高绝缘性能的材料，并采用合适的接地方式，以减少雷电对设备的影响。
对于控制系统和仪表设备等关键设施，也应合理地设置防雷击措施，如安装避雷针等。
风力发电系统的防雷设计还要考虑在运行过程中的实际情况。
特别是在风力较大、雷
电活动频繁的地区，应加强对系统的监测和保护。
可以采用雷电监测仪和防雷击装置等设备，及时预警并采取相应的措施，保护风力发电系统的安全运行。
风力发电系统的防雷设计是保障系统安全运行的关键要素。
通过合理的接地设计、高
耐雷击的绝缘材料和结构、良好的设备防护措施以及实时的系统监测和保护等措施，可以
最大限度地降低雷击对风力发电系统的影响，保障其长期稳定运行。
风力发电机的雷电绕击分析与防护风力发电因其清洁无污染、可永续利用等特点，对于调整我国能源结构、加强资源节约利用、促进生态环境保护、推进经济可持续发展意义重大。
我国幅员辽阔，风能资源丰富，发展风力发电优势得天独厚。
为了能保障风机发电系统在一个可靠的环境下安全运行，对风机采取相应的雷击保护措施是不可避免的。
对此，本文针对风力发电机雷击及其防护进行了研究，以雷击风机桨叶暂态特性仿真分析为案例，提出了防雷整改措施，希望为雷击事故应对和处理提供参考。
标签：风力发电机；雷电绕击；防护风力发电是将风能进行较为直接地开发利用，风电场一般建立在山顶、荒漠、滩涂等自然地理环境复杂且容易受到雷电灾害影响的地方，雷击事故时有发生，风力发电的蓬勃发展正在受到日益严重的雷电灾害的威胁。
国内外相关案例都表明雷击是严重威胁风力发电场安全的主要问题之一。
雷电击中风机后，雷电流将会对风机叶片等结构造成严重破坏，导致高昂的经济损失，如维修费用、人工成本和停运损失等。
为避免雷击事故中雷电流对风机的损害，风电场的雷击防护至关重要。
一、雷电放电概述雷电具有非常强大的爆发力，也具有很大的随机性，雷电的放电主要是雷云和雷云之间或者雷云内部进行的，其中雷云放电是在某些适当的地理和气象条件下，由于比较强烈的潮湿热气流不断上升进入稀薄大气层后冷凝的结果。
雷云对地放电是从下行先导放电阶段开始的。
如今的风电机组容量已经从几百千瓦扩大到兆瓦级的，高度也已经达到了一百多米，属于高体结构，其雷云在下行先导通道中负电荷的感应作用下，风电机组会出现感应正电荷。
当下行先导头部接近机组时，风机的叶片尖端部分会发生畸变作用，伴随着电场强度快速扩大，附近的大部分空气产生游离，就会发生上行先导。
其中上升放电先导是分布正电荷，向上的速度是（0.05～1.2）×106m/s。
接着上升先导和下升先导在空气中会合之处就产生了回击放电，于是风机就遭受了雷击，会合之处就是雷击点。
使用维护风力机组的防雷重要性和防雷措施苑东雨(大唐河南清洁能源有限责任公司，河南郑州450000)摘要:风力发电是一种清洁的可再生能源，近年来快速发展。
随着风力机输出功率的逐渐增大，塔筒的高度以及叶片的直径也逐渐增大，但与此同时，也增加了风力机遭受雷击的风险，因此风力机组防雷技术的研究不容忽视。
在雷击损坏中，叶片最易遭受雷击，据此，对风力机叶片雷击损坏机理及其防雷措施作了比较全面的阐述，最后分析对比了风力机组的2种防雷系统设计，使整个风机机组雷击损坏降至最低，为风力机防雷设计提供依据。
关键词:风力机组；叶片；防雷保护;接闪器；引下线1叶片雷击损坏分析叶片遭受雷击损坏现象及机理一般有直击雷、球形雷及感应雷3种形式。
因为叶片的安装位置最高，是最容易受到雷击的组件，因此叶片的损坏和雷击具有最直接的关系。
直击雷造成的叶片损坏通常分为电效应、热效应以及机械效应破坏。
叶片开裂(机械破坏)、金属部件熔化或烧坏及复合材料表面灰化(热效应)是叶片遭受雷击之后较为典型的损毁方式。
雷电在叶片内形成的电弧会使叶片爆裂或沿前后缘及承载梁处撕裂，这也是最严重的损毁。
因此，导致叶片损毁最为严重的是雷电弧在周围形成的压力冲击波,只有通过减轻雷电对叶片的冲击、将雷击通道屏蔽在叶片外部才可以减轻叶片的损毁，在传递雷电流的金属组件面积足够大时也可以减轻叶片的损毁程度。
2叶片防雷措施(1)建立孤立避雷塔捕捉雷电保护法。
该方法是通过在风力机旁建立一座避雷塔拦截雷电实现的风力机保护。
在雷雨天气下，当风向变化不大时，避雷塔应建立在迎风侧,且该方法效果显著。
在风向变化较大的风场，必须在风力机周围建立2个或多个避雷塔才可以保证保护效果，但是该方法需要消耗大量的材料，投入较大,经济效益较差。
另外,该方法比较适合具有几十台风机的风电场，此时一座避雷塔可以保护多台风机，经济效益可以得到提高。
(2)机舱安装避雷针保护法。
该方法是通过避雷针捕捉雷电流实现的叶片保护。
风电场的风机防雷保护技术在近年来的环保浪潮下，可再生能源的应用已经成为了全球普及的趋势。
其中，风电场是最为常见的一类可再生能源的场所，而风机则是风电场的核心设备。
然而，作为一种高空敞开的设备，在雷电天气中容易受到雷击的威胁，因此必须采用科学有效的防雷保护技术来确保其正常运行。
本文将探讨风电场中风机防雷保护技术的实现方法以及其原理。
第一部分：防雷保护技术的要求在防雷保护技术的实现中，有三个方面是必须要考虑的：安全性、可靠性和经济性。
风电场中的风机属于高空敞开设备，其防雷保护技术必须要做到安全可靠，但同时还不能过于复杂昂贵。
因此，风机防雷保护技术的实现需要满足以下要求：1.确保设备的安全运行首先，风机的防雷保护措施必须要能够抵御强烈的雷电攻击，并保持设备以及人员的安全。
在遇到雷电天气时，风机的雷电保护措施需要对雷电进行有效的击退，保证风机不会被雷电击中。
2.确保设备的系统性能除了确保安全运行之外，风机的防雷保护措施还需要保证设备的正常系统运行。
由于风电场大多位于开阔的场外地区，环境条件相对复杂，因此，防雷保护措施需要满足不同环境下的实际需求。
3.确保经济性对于风电场而言，经济性也是非常重要的指标。
一般情况下，铜排、避雷线等防雷设备的安装需要占用多种资源，因此在实现风机防雷保护技术时，需要考虑其成本效益。
比如，对于避雷器，不仅需要选择合适的型号，还需要根据实际需求把握好安装的位置等关键因素。
第二部分：实现方法在风机防雷保护技术的实现中，通常采用以下几种方法：1.针对风机旋转叶片的保护对于风机旋转叶片的保护，我们可以在叶片末端处安装几根导体（通常为铜排），通过导体将电涡流、感应电流等漏出到大气中。
这些导体可以与地面上的避雷线连接，形成一个地面水平线避雷系统，起到避雷的作用。
2.针对发电机组的保护对于发电机组的保护，采用的是外壳接地的方法。
即，在风机机组外壳上打上接地标识，并将其与地面设备的接地系统连接起来，从而使电波从下往上的传播时被隔离在机组外表面。
风力发电机组防雷措施引言：风力发电是一种可再生能源形式，被广泛应用于现代能源领域。
然而，由于风力发电机组的高度和外露设备，其易受雷击的风险较高。
因此，采取合适的防雷措施对于保护风力发电机组的安全运行至关重要。
本文将详细介绍风力发电机组的防雷措施。
一、风力发电机组雷电灾害的危害雷电灾害对风力发电机组的危害主要体现在以下几个方面：1. 直接打击：雷电直接击中风力发电机组的叶片、塔架等部件，造成严重损坏。
2. 感应效应：雷电产生的电磁场会感应在风力发电机组内部的电缆和设备上，导致设备烧毁。
3. 浪涌效应：雷电产生的浪涌电流会通过电缆进入风力发电机组内部，对设备产生瞬态过电压，损坏电子元器件。
4. 地电位效应：雷电击中地面会产生地电位效应，进而通过地线进入风力发电机组系统，对设备造成损害。
二、风力发电机组防雷措施为了减少雷电灾害对风力发电机组的影响，需要采取以下防雷措施：1. 雷电监测系统安装雷电监测系统可以及时监测雷电活动，根据监测结果采取相应的防护措施。
雷电监测系统可以通过测量电场和磁场强度，以及监测雷电频次和雷暴活动距离等参数，实现对雷电活动的实时监测和预测。
2. 避雷针系统在风力发电机组的塔顶和叶片上安装避雷针系统，可以有效地引导雷电击中。
避雷针系统一般由导线、导线支架和接地装置组成，通过将雷电引导到接地装置上，减少雷电对风力发电机组的直接打击。
3. 接地系统良好的接地系统是防止雷电灾害的重要手段。
风力发电机组的各个部件（包括塔架、叶片、发电机、变压器等）都需要进行接地处理，以保证雷电通过接地系统安全地流入地下。
4. 防雷装置在风力发电机组的电气系统中安装合适的防雷装置，可以有效地降低雷电对设备的影响。
常见的防雷装置包括避雷器、浪涌保护器、瞬态电压抑制器等，它们能够吸收或抑制雷电产生的过电压，保护设备免受损坏。
5. 电磁屏蔽风力发电机组的电缆和设备应采用合适的电磁屏蔽措施，减少雷电感应效应对设备的影响。
风力发电系统防雷技术分析与改进摘要：风电行业是一个正处于高速发展的行业，近年来雷击事件屡有发生，致使风电机组无法使用。
本文主要讨论风力发电系统防雷问题，经过对风电机组中的防雷性能以及防雷技术进行分析，相应地提出有针对性的防雷措施，保证风电场的安全性。
希望通过本文的分析能为以后的具体工作起到一定的参考作用。
关键词：风力发电；雷电；防雷保护；浪涌保护引言风力发电是一种清洁的、为人与自然提供了和谐发展的可再生能源。
由于风力发电系统工作在自然环境下，不可避免的会遭受到雷电的影响，涉及的过电压保护及防雷接地问题较多。
雷击是自然界中对风力发电系统安全运行危害最大的一种灾害。
如雷击会造成风力发电机组叶片损坏、发电机绝缘击穿、控制元器件烧毁等。
通过对风力发电系统防雷方案的阐述，对风力发电的设计具有一定的工程实际意义。
1、雷电的危害雷电对风电发电机组的危害，可分为雷电对机械结构的损坏和对电气系统的损坏。
雷电对机械结构的损坏，主要是指雷电对叶片、测风仪等风电机组尖端部件的损坏，由于风力发电机组的叶片高度较高，叶片成了最易受直接雷击的部件。
叶片是风力发电机组最昂贵的部件之一，大部分雷击事故只损坏叶片的叶尖部分，少量的毁损坏整个叶片；雷电对电气系统的损坏，主要是指雷电电流通过导体直击或感应作用在电气系统上，如发电机、电控系统等，会造成器件绝缘受损或被击穿、电气件损坏等严重后果。
2、设计方案的原则在防雷工程设计中要达到技术先进，安全可靠和经济合理首先依赖于对雷电流的科学认识。
国际电工委员会（IEC）于1992年在IEC61024-1-1和1995年的IEC61312-1中相继公布了雷电波参数和典型雷电流波形。
参考建筑物防雷设计规范GB50057-2000第6.4.7条有具体要求。
对那些处于旷野、或较高的建筑物，因可能直接击接闪雷击，均应按10/350μs波形来考虑防护，在低压主配电柜位置应加装通流量大、焦耳量高的符合I级测试要求（10/350μs）的开关型防雷及电涌保护器SPD，以利于在入户处将大部分雷电流转移入地，保障后续设备安全，我们就可以针对雷电波入侵的路径进行系统的防护。
风力发电系统防雷设计研究随着风力发电系统在能源领域的广泛应用，其防雷设计也变得越来越重要。
风力发电系统的主要组成部分包括风力发电机、变频器、变压器、电缆等，这些部件在雷电环境中容易受到雷击的影响，从而对系统的稳定运行造成威胁。
风力发电系统的防雷设计至关重要。
风力发电系统的防雷设计应从以下几个方面进行考虑：1. 地质条件：在风力发电系统的选址阶段，需要考虑雷击频率和雷电密度等地质条件。
一般而言，雷击频率较高的区域容易受到雷击的影响。
在选址时应选择雷击频率较低的区域，从而减少系统受雷击的概率。
2. 避雷针：在风力发电机的顶部安装避雷针，可以起到引导雷击电流的作用，减少雷击直接击中风力发电机的可能性。
避雷针需要选择合适的材料和适当的高度，以确保其有效工作。
还应定期检查避雷针的状态，及时更换损坏的部件，以保证其正常工作。
3. 接地系统：风力发电系统的接地系统是防雷设计的重要组成部分。
合理的接地系统能有效降低系统的接地电阻，减少雷击对系统的影响。
接地系统应包括地网和接地电极等，地网的布置应合理，接地电极的埋深和距离应符合设计规范。
接地系统应定期检查和维护，以保证其正常工作。
4. 避雷器：风力发电系统中的电气设备容易受到雷击的影响，因此需要安装合适的避雷器进行保护。
避雷器主要分为金属氧化物避雷器和气体放电管避雷器两种类型。
避雷器应根据系统的电压等级和雷击等级选择合适的类型和参数。
避雷器的安装位置也需要经过合理布置，以提高其保护效果。
5. 措施的综合考虑：在风力发电系统的防雷设计中，需要综合考虑上述各个因素，并合理安排布局和选择合适的设备。
还需要制定详细的防雷管理制度和应急预案，加强对风力发电系统的日常巡检和维护，及时排除潜在的雷击风险。
风力发电系统的防雷设计是保证系统安全稳定运行的重要措施。
通过合理的选址、安装避雷针、构建良好的接地系统、安装合适的避雷器等措施，可以有效减少系统受雷击的风险，提高系统的可靠性和稳定性。
风力发电机组的综合防雷技术措施研究风力发电机组是一种利用风能转换为电能的设备，是清洁能源的代表之一。
由于其工作环境特殊，长期处于高空、开阔的地区，加上通常所处的区域会有雷电活动，风力发电机组容易受到雷击，造成设备损坏、停机维修等问题。
针对风力发电机组的综合防雷技术措施的研究显得尤为重要。
一、风力发电机组的雷击风险分析1. 风力发电机组工作环境特殊，通常设于高空、开阔的地区，易受雷击影响。
2. 风力发电机组多为金属结构，对雷击的感应和传导作用较强。
3. 风力发电机组损坏将导致停机维修，严重影响发电效率和设备寿命。
1. 地面防雷系统（1）建立完善的地面防雷系统，通过铜排或钢杆将雷电传导至地面，减轻对设备的影响。
（2）在风力发电机组周围设置避雷带，将雷电感应到的电荷引导至大地，避免设备直接受到雷击。
2. 绝缘保护措施（1）在风力发电机组关键部位设置绝缘保护装置，防止雷击电流直接传导至设备内部。
（2）采用高压绝缘技术，增强设备的绝缘能力，减少雷击对设备的影响。
3. 避雷装置（1）在风力发电机组顶部设置避雷装置，将雷电感应到的电荷释放至大气中，减轻对设备的影响。
（2）选择符合国家标准的避雷装置，确保其稳定可靠，有效避免雷击对设备造成损害。
4. 线路保护措施（1）设计合理的风力发电机组线路布置，减少线路受雷击的可能性。
（2）采用优质的线路材料，提高线路的抗雷击能力，避免雷击对线路的影响。
5. 防雷材料应用（1）采用具有良好的防雷性能的材料，如金属氧化物避雷器材料、聚合物防雷材料等，加强设备的防雷能力。
（2）对设备表面进行特殊涂层处理，提高设备的防雷能力和耐候性。
1. 提高设备的稳定性和可靠性，减少因雷击而导致的设备损坏和停机维修，保障风力发电机组的正常运行。
2. 减少维修次数和维修成本，延长设备寿命，降低风力发电成本。
3. 提升风力发电机组的抗雷击能力，保障设备和人员的安全。
风力发电机组的综合防雷技术措施的研究对于保障风力发电设备的正常运行和持续发电具有重要意义。
风电场防止风电机组雷击事故措施风电场是利用风能发电的重要设施，但由于其高处位置和金属结构等特点，容易成为雷击的目标。
雷击风电机组可能导致设备损坏、发电停止甚至火灾等严重后果，因此必须采取有效的措施防止雷击事故的发生。
以下是一些常见的措施：1.雷电监测系统：在风电场周围建立雷电监测系统，通过实时监测雷暴活动情况，以提前预警风电机组和人员，确保安全转避。
2.超高大风避雷装置：安装超高大风避雷装置，可大大降低风电机组被雷击的概率。
该装置采用棒状闪络绳、金属网和接地装置等，构成一个良好的避雷网，能够吸引雷电并将其引入地下。
3.接地系统的建设：准确设计和建设风电机组的接地系统，确保接地电阻低于一定标准。
接地系统能够将雷电引入地下，以保护风电机组设备免受雷击。
4.避雷针/避雷网：在风电机组的周围安装避雷针或避雷网，以降低雷击的可能性。
避雷针通过尖端放电，将雷电引导到地下，避免了对风电机组的伤害。
5.避雷防护盖：对风电机组的机舱部分安装避雷防护盖，减少雷击的可能性。
避雷防护盖能够吸引和引导雷电分散，避免雷电直接击中敏感部位。
6.防止静电聚集：有效地排除风电机组上的静电，减少雷击的可能性。
可以通过在机组上加装静电释放装置等方法来实现。
静电释放装置能够及时将静电释放到大气中，减少风电机组周围的电场变化。
7.高压装置的防护：电力设备和输电线路等高压装置容易成为雷击的目标，必须采取相应的防护措施。
可以通过安装避雷针、避雷网等设施，建立有效的接地系统，保护高压装置免受雷击。
8.定期维护和检测：定期对风电场的防雷设施进行维护和检测，确保其正常运行。
包括检查避雷装置的完好性，及时更换损坏的部件，保证其良好工作状态。
9.停电保护：在雷电活动频繁的天气条件下，可以考虑临时停电措施，以确保人员和设备的安全。
及时关闭风电机组，减少雷击风险。
总之，为了防止风电机组的雷击事故，必须采取一系列的措施，包括建立雷电监测系统、安装避雷装置和避雷网、做好接地系统、保护静电聚集、维护和检测等。
风力发电机直击雷的防护摘要：本文介绍了风力发电机叶片的结构特点和直击雷防护措施，对于目前常用的直击雷防护措施进行了分析和比较，并就风力发电系统接地工程提出了一些建议。
关键词：风力发电；直击雷防护；新能源引言风力发电是新能源产业中的重要组成部分，截至2007年全球风电装机容量已经突破9万MW，我国预计到2010年风电装机容量将达到2000万kW，年发电量为400亿k W·h。
可见，未来几年风电产业将成为国内的支柱产业，也将带动一批相关的上下游产业的高速发展，风电系统防雷也将成为重要的组成部分。
1 风电防雷系统的组成针对风力发电机组的防雷，按照风力发电机的结构特点可分为直击雷防护和雷电电磁脉冲防护两部分:1.1风力发电机的直击雷防护(1) 叶片的直击雷防护；(2) 机舱及塔桶的等电位链接；(3) 风机的接地设计1.2风力发电机雷电电磁脉冲防护系统的组成(1) 电控系统的雷电电磁脉冲防护;(2) 信号控制系统的雷电电磁脉冲防护;(3) 等电位及屏蔽防护本文重点介绍风力发电系统直击雷防护系统中叶片的防雷特点和工程接地。
2 风力发电机组叶片的防雷从图1可见，风力发电机组中最高部分就是叶片的最高高度，当叶片运行到最高高度时，即可视为避雷针形成引雷通道，是目前全球范围风力发电机遭雷击破坏影响最大的一种情况。
对于风力发电机的叶片防雷，全球各风电设备制造厂商都采取了不同的防护措施，也都取得了一定的效果，对于目前行业中风电叶片的防雷措施本文也会做一下简单的比较。
图2 叶片的雷电放电测试(LM公司资料)2.1 叶片的结构目前，风力发电机组的叶片都是由复合材料制成的大型中空结构，如玻璃纤维增强的复合材料GRP(玻璃钢材料)，木材、复合板材和碳纤维增强塑料（CRP）。
碳纤维增强塑料（C RP）一般用于加强叶片的结构或特殊元件（如：带翼尖失速制动装置）的叶片变浆轴。
早些时间，一些观点认为雷电不会击中绝缘材料制成的叶片上，可是，实际的运行经验彻底的打破了这种观点，事实上，雷电会击中没有任何金属材料的叶片上，从而导致整机的火灾。
风力发电机组的综合防雷技术措施研究
随着风力发电技术的快速发展，风力发电机组的防雷技术也成为了研究的热点之一。
在风力发电场中，风力发电机组经常会受到雷击的影响，从而可能导致风力发电机组的损
坏甚至引发火灾。
研究风力发电机组的综合防雷技术措施具有重要的理论和实际意义。
风力发电机组的综合防雷技术措施包括外部和内部两个方面。
在外部方面，应该优化
风力发电机组的布置，避免高雷电密度区域，特别是高耐雷区域。
还应加强对风力发电机
组周围的植被和建筑物等的防雷保护，以降低雷击对风力发电机组的干扰。
在内部方面，首先需选择合适的雷电防护设备，如避雷针和避雷网等，以确保风力发
电机组在雷电环境中运行时的安全性。
还需对风力发电机组的内部电气设备进行防雷处理，如对电缆进行防雷绝缘处理，以提高风力发电机组的抗雷击能力。
风力发电机组的综合防雷技术措施还需要考虑不同气象条件下的防雷效果。
由于气象
条件的不同，雷击形式和强度也会有所不同。
在不同气象条件下，需要调整风力发电机组
的防雷措施，以提高其在不同气象条件下的防雷能力。
风力发电机组的综合防雷技术措施还需要结合实际的运行情况进行优化。
通过实际运
行的数据分析，可以了解风力发电机组在不同情况下受到雷击的频率和强度，从而针对性
地进行综合防雷技术措施的优化和改进。
还可以通过远程监控系统对风力发电机组进行实
时监测，及时发现雷击问题并采取相应的措施，以确保风力发电机组的安全运行。
风电机组的防雷保护分析
摘要：近年来我国风电厂建设规模提升较快，风电厂的安全运行对于风电能源
的使用具有直接影响。
本文从风电机组雷击破坏原理和具体形式分析入手，探讨
了风电机组防雷保护的原则与具体措施。
关键字：风电机组，防雷保护
1 引言
现阶段开发技术最先进，开发规模最大的可再生能源是风能，风电能源已经
成为我国新能源产业中不可缺少的组成部分。
我国风电机组的装机容量逐年提升，大直径叶轮建设规模不断提升，同时能够在复杂环境中应用的风电机组研制速度
加快，使得我国风电机组在海上、高原、丘陵及平原地带广泛建设。
雷电释放过
程会对风电机组造成巨大的损害，其中包括叶片损坏、控制元器件损毁、绝缘击
穿等。
分析风电机组的防雷保护，对于保证风电机组在雷雨天气时的正常运行，
提升风电机组的安全运行效率具有重要意义。
2 雷电对于风电机组的破坏原理
雷电是带电荷雷云与大地之间的强烈放电现象，而雷电对于风电机组的破坏，可理解为带电雷云和风电机组之间的放电现象。
分析风电机组的防雷保护，最重
要的是科学判断雷击放电过程中的雷电参数和电流波形，与风电机组破坏关系最
密切的包括峰值电流和电流陡度等。
统计雷电破坏对于风电机组的影响，主要表现为以下4种形式，首先是设备
直接遭雷击而造成损坏，其次是雷电产生的能量沿着设备中的信号线或电源线侵
入内部，导致元器件损坏，再次是接地设备在雷击时遭遇瞬时高电压而损坏，最
后由于设备的安装不当，容易受到雷击电场或磁场的影响，导致元器件灵敏度失调。
（1）峰值电流。
当雷击电流经过风电机组时，会导致风电机组温度急剧上升，内部元器件容易在热效应的作用下损坏。
进一步分析热效应强度，主要是与雷电
释放的能量大小有关，这其中最核心的参数就是峰值电流。
与此同时，当雷电能
量流经风电机组时，会产生较大的电磁力，部分情况下会导致叶片等弯曲断裂。
（2）电流陡度。
风电机组在遭受雷击的过程中经常会造成控制系统或电子器件损坏，其主要原因是存在感应过电压。
感应过电压与雷电流的陡度密切相关，
雷电流陡度越大，感应电压就越高。
3 风电机组的防雷保护原则
在风电机组的防雷保护设计中，应遵循以下4个原则，首先，保证设计的方
法与当今的主流设备相适应，其次，在防雷设计中应充分考虑投资的合理性，兼
顾经济性，再次，防雷设计应具备较长的使用寿命，最后，尽可能的遵循国际标
准和规范，方便系统的后期维护。
现阶段进行风电机组防雷保护所依据的最根本原则是弗兰克林避雷法，即充
分发挥避雷设备的特性，引发雷电场的激烈，将雷电引到防雷设备中，达到保护
风电机组的目的。
在实际应用中，可在叶片的内部和机舱的顶部安装导体装置，
并通过主轴、齿轮、机身等设备，将雷电传到大地，释放雷电能量。
与此同时为
尽可能的降低电磁感应干扰影响，需在保护空间内部增装屏蔽设备和sdp保护设备，并在大尺寸金属件交接部位进行等电位连接。
不同风电机组所处的环境相差较大，应在防雷设计中深入研究所在地的地理
环境和气候特点，并分析防电机组的自身结构特性，做到防护措施安全、可靠，
切实降低雷击造成的经济和人员损失。
4 风电机组的防雷保护
4.1 风电机组叶片防雷保护
风电机组叶片是整个机组中最高的部分，当叶片运行到顶端时，可作为避雷
针行程的通道。
分析世界范围内风电机组雷击破坏的主要部位，叶片占比最高，
针对于叶片的防雷保护，相关研究证明，不论叶片使用钢铁材料，玻璃纤维材料
或是木头材料，雷电对于风电机组叶片的损害，主要取决于叶片的形状，与此同时，雷击作用多在叶片的背面。
为此可在叶片上加装接闪器进行雷电的捕捉，并
通过叶片内置的引线将雷电能量引入大地。
叶片防雷的原理是将叶片上的雷电能量引到轮毂中，并通过轮毂与塔筒之间
的等电位连接，将雷电能量释放。
现阶段应用效果较好的风电机组叶片防雷方法
有以下两种，首先是在叶片的内部或表面安装金属材料，将叶尖的能量引至根部，然后通过轮毂与塔筒的连接施放，另一种是在叶片的表面加装导电材料，使雷电
能量在叶片表面传递，避免内部损坏。
具体来看，包括无叶尖阻尼器的防雷结构和有叶尖阻尼器的防雷结构两种，
对于无叶尖阻尼器的防雷设计，通常是在叶片的尖部设置金属化物，并将金属化
物与叶片内部的铜导线相连，金属化物多采用箔状结构和网状结构。
采用此种设计，在雷击过程中可能会造成叶片表面部分的损坏，但不会影响强度和内部结构。
对于有叶尖阻尼器的防雷设计，在纤维中预置金属导体作为接闪器，通过由碳纤
维材料制成的阻尼器轴与用于启动叶尖阻尼器的钢丝(启动钢丝与轮毅共地)相连接。
有叶尖阻尼器的防雷设计遭受雷击的概率更高，这就要求在加工中，尽量增
大导电结构的横截面积和导电强度，使电流可以快速安全地导入地下。
4.2 风电机组机舱防雷保护
在采用风电机组叶片防雷保护避免了雷电对于机舱的直接雷击，但也应考虑
在机舱的首尾两端加装避雷装置，避免雷电侧击造成机舱穿透，同时在机舱内部
实行等电位连接。
另一方面，现阶段的风电机组机机舱多使用非金属非导电材料，可在机舱内部使用金属带或金属网制成一个法拉利笼，在一定程度上起到接闪器
和屏蔽器作用，通常情况下使用钢丝直径应大于2.5mm，网孔应小于30×30cm。
如果风电机组的机舱使用钢板外壳，可以按照国家标准控制钢板厚度，并做好低
速轴承和发电机座之间的导电连接。
4.3 风电机组机舱内部部件防雷保护
机舱内部各零部件的基本保护是由钢架机舱底盘提供，主要的零部件使用螺
栓与底座金属支架相连，可实现雷击电流的传导。
对于不能与底盘相连的所有部件，都应与接地电缆相连。
另一方面，发电机和齿轮箱之间应使用柔性绝缘连接，为防止雷击电流经过齿轮箱，可使用接地导线将齿轮箱与机舱底盘的等电位器相连。
最后，如果使用柔性阻尼元件连接偏航环和塔筒壁，建议使用扁铜带跨接。
4.4 风向仪传感器防雷保护
风向仪传感器部署在风电机组外部，通常情况下高于机舱主体，工作环境相
对恶劣，遭受雷击的概率较大，建议设置一个专用的避雷针，避雷针高度应依据
风向仪传感器的高度而定，同时风向仪传感器避雷装置应使用空间面积大于
16mm2的铜芯电缆与等电位母线相连。
4.5 轴承防雷保护
通常情况下，雷电作用在机舱和叶片的能量都要通过低速轴承导入塔筒，并
进一步完成雷电能量的释放。
该种情况相对于雷电电流直接沿着主轴流经发电机
组效果更好。
由于风电机组的轴承尺寸较大，尽管电流在流经轴承时会造成灼蚀
斑点，但不至于短时间内对风电机组的运行造成影响，但长期来看，可能会引发
机械摩擦增大，震动和噪声等，缩短风电机组轴承的使用寿命和使用效率。
部分人员尝试使用滑环将电击能量导入塔筒，虽可在一定程度上降低轴承损害，但不能根本上消除轴承的潜在风险，主要原因是滑环与轴承平行，往往只能
承载少部分雷击电流，大部分的电流还需要由轴承来承担。
5 结语
雷击是导致风电机组损害的最主要因素之一，为保证风电机组的安全运行，
进行必要的防雷保护措施十分重要。
上文介绍了现阶段风电机组防雷保护的原理
及主要措施，但应注意到，无论怎样完善上述措施，都不能完全消除雷击对于风
电机组的影响。
在具体工作中，应加强科研人员和一线工作人员的交流，不断完
善防雷保护措施，提升对雷击损害原理的认识，尽量减少雷击对于风电机组的影响。
参考文献：
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[3]梅迪斯.风力发电机组的综合防雷技术措施研究[J].科技风,2019(18):180.
作者简介：崔颢（1988.02-19），??性别：男，民族：蒙古族，?籍贯：内蒙古赤
峰人，学历：本科，毕业于内蒙古工业大学，现有职称：助理工程师，研究方向：风机发电方向。
