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一、项目背景随着风力发电事业的快速发展，风力发电机组越来越多地应用于各种地形和气候条件，雷电灾害对风力发电机组的安全稳定运行造成严重威胁。
为提高风力发电机组防雷能力，确保发电设备安全可靠运行，特制定本风力发电防雷工程施工方案。
二、施工目标1. 提高风力发电机组防雷等级，降低雷击故障发生率；2. 确保施工质量，保证工程顺利进行；3. 按时完成施工任务，缩短停机时间。
三、施工范围1. 风力发电机组本体防雷；2. 风机塔筒及基础防雷；3. 风机平台及设备防雷；4. 风力发电场内其他设施防雷。
四、施工方法1. 风力发电机组本体防雷（1）在风力发电机组本体上安装避雷针，将雷电流引至地面；（2）在避雷针周围安装接地网，确保接地电阻符合要求；（3）对避雷针进行防腐处理，延长使用寿命。
2. 风机塔筒及基础防雷（1）在风机塔筒上安装避雷针，将雷电流引至地面；（2）在风机基础周围安装接地网，确保接地电阻符合要求；（3）对避雷针和接地网进行防腐处理。
3. 风机平台及设备防雷（1）在风机平台上安装避雷针，将雷电流引至地面；（2）在风机平台周围安装接地网，确保接地电阻符合要求；（3）对避雷针和接地网进行防腐处理。
4. 风力发电场内其他设施防雷（1）对风力发电场内其他设施（如电缆、变压器等）进行接地处理，确保接地电阻符合要求；（2）对风力发电场内其他设施进行防腐处理。
五、施工要求1. 施工前，对施工人员进行技术培训，确保施工人员掌握防雷施工技能；2. 施工过程中，严格按照施工图纸和规范进行操作；3. 施工过程中，加强施工现场安全管理，确保施工安全；4. 施工过程中，做好施工记录，确保施工质量；5. 施工完成后，进行防雷效果测试，确保防雷设施符合要求。
六、施工进度1. 施工前期准备：5天；2. 风力发电机组本体防雷施工：10天；3. 风机塔筒及基础防雷施工：15天；4. 风机平台及设备防雷施工：10天；5. 风力发电场内其他设施防雷施工：5天；6. 施工验收及测试：5天。
风电场防雷技术要点及应对措施因为雷电放电具有明显的随机性和强大的破坏力，构建风电场防雷接地体系的核心思想，是通过采取合理有效的防雷硬件设施，辅以事故快速处理，减少设备损坏及停电损失。
一、风电场防雷要素（一）地网电阻1、影响地网电阻的因素接地的介质主要有土壤、混凝土和水三种，最常用的接地是将作为接地极的导体置于土壤中，与土壤紧密接触，所以土壤电阻率对于作为接地的主要指标之一，对接地电阻影响很大。
有的接地系统利用基础内的钢筋或在基础内设置接地极，此时混凝上的电阻率主要影响接地电阻值。
个别接地系统因为土壤电阻率很高，必须利用水源，将接地极置于水中。
决定接地电阻的主要因素是土壤电阻。
土壤电阻的大小一般以土壤电阻率来表示。
土壤电阻率是以边长为10mm的正立方体的土壤电阻来表示。
土壤电阻率根据土壤性质、含水量、温度、化学成分、物理性质等情况而有所变化。
因此在设计时要根据地质情况，并考虑到季节影响，选取其中最大值作为设计依据。
影响土壤电阻率的主要因素有下列几个：1）土壤性质土壤性质对土壤电阻率影响最大。
不同性质的土壤，其电阻率甚至相差几千到几万倍。
如沙土、岩石等。
2）含水量含水量对电阻率也有很大影响。
绝对干燥的土壤电阻率可以认为接近无穷大。
含水量增加到15％左右时，土壤电阻率显着降低；如继续增加水分直到75％左右时，电阻率改变很小；当含水量超过75％时，土壤电阻率反而增加。
含水量对土壤电阻率的影响，不仅随土壤种类不同而有所不同，而且与所含的水质也有关系。
例如在电阻率较低的土壤中，加上比较纯洁的水，反而增加电阻率．因此在采用加水改良土壤时，也要注意这一点。
3）温度当土壤温度在0℃及以下时，由于其中水分结冰，土壤冻结，电阻率突然增加，因此一般都将接地极放在冻土层以下，以避免产生很高的流散电阻。
温度自0℃继续上升时，由于其中溶解盐的作用，电阻率逐渐减小，温度到达100℃时，由于土壤中水分蒸发，电阻率又增高。
4）化学成分当土壤中含有盐、酸、碱成分时，电阻率会显着下降。
风力发电机的防雷解决方案(2009-03-02 00:00:54)标签：风机防雷教育分类：行业相关风能是当前技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生洁净能源。
风能发电为人与自然和谐发展提供了基础。
由于风力发电机组是在自然环境下工作，不可避免的会受到自然灾害的影响。
由于现代科学技术的迅猛发展，风力发电机组的单机容量越来越大，为了吸收更多能量，轮毂高度和叶轮直径随着增高，相对的也增加了被雷击的风险，雷击成了自然界中对风力发电机组安全运行危害最大的一种灾害。
雷电释放的巨大能量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。
我国沿海地区地形复杂，雷暴日较多，应充分重视雷击给风力风电机组和运行人员带来的巨大威胁。
例如，红海湾风电场建成投产至今发生了多次雷击事件，据统计，叶片被击中率达4%，其他通讯电器元件被击中率更高达20%。
为了降低自然灾害带来的损失，必须充分了解它，并做出有针对性的防范措施。
风机的防雷是一个综合性的防雷工程，防雷设计的到位与否，直接关系到风机在雷雨天气时能否正常工作，并且确保风机内的各种设备不受损害等。
一、直击雷防护该风机主体高度约80米，叶片长度约40米，即风机最高点高度约为120米，且大多数风力发电机位于空旷地带，较孤立。
风机的高度加上所处特殊的环境，造成风力发电机在雷雨天气时极易遭受直击雷。
国际电工委员会对防雷过电压保护的防护区域划分为：LPZ0 区（LPZ0A、LPZ0B），LPZ1 区，LPZ2 区。
在金属塔架接地良好的情况下，叶片、机舱的外部（包括机舱）、塔架外部（包括塔架）、箱式变压器应属于LPZ0 区，这些部位是遭受直击雷（绕雷）或不遭受直击雷但电磁场没有衰减的部位。
机舱内、塔架内的设备应属于 LPZ1 区，这其中包括电缆、发电机、齿轮箱等。
塔架内电气柜中的设备，特别是屏蔽较好的弱电部分应属于 LPZ2。
对与现有风力发电机的 LPZ0 区防雷过电压保护装置进行分析后，在LPZ0 区内，直击雷的防护在没有技术突破的前提下仍然沿用传统的富兰克林避雷方法：利用自身的高度使雷云下的电场发生畸变，从而将雷电吸引，以自身代替被保护物受雷击，以达到保护避雷的目。
风力发电系统防雷设计研究风力发电系统是一种利用风能转化为电能的装置，具有可再生、清洁、环保等优点，正逐渐成为全球能源结构调整的重要部分。
由于风力发电系统通常建在高处，暴雨、雷电等天气现象容易导致系统遭受雷击，引发安全隐患和设备损坏。
对风力发电系统进行防雷设计是非常重要的。
一、风力发电系统的防雷设计原则：1.系统的安全可靠性是最重要的考虑因素。
2.尽可能减小风力发电系统的雷击危害。
3.遵循国家相关防雷标准，确保系统的合规性。
二、风力发电系统的防雷设计内容：1.系统常规防雷保护措施：（1）系统接地设计：风力发电机组、输电线路和绝缘线设计良好的接地系统，可有效地降低雷击危害。
（2）引雷器：在风力发电系统中设置引雷器，将雷电引入地下或者避免直接击中关键设备，减少雷击对设备的损害。
（3）避雷针：在发电塔上安装避雷针，防止塔上人员遭受雷击伤害。
（4）金属防护：使用避雷针、金属网等材料对设备进行金属防护，形成电磁屏蔽，防止雷击对设备造成直接伤害。
2.高频保护系统设计：（1）设置防雷川流式闭合环节，对外部大气环境中的雷击脉冲进行拦截、吸收和消散，保护风力发电系统的高频设备。
（2）通过使用避雷器、稳压器等设备，对高频电路进行保护，防止雷击冲击对设备电路产生干扰和破坏。
3.系统的过电压保护设计：（1）使用过电压保护器对系统进行过电压保护，及时将过电压释放到地下或外部大气环境中，防止过电压对系统设备产生危害。
（2）设置过电压保护器的位置、数量和规格应根据系统的整体特点进行选择，确保可靠性和合理性。
4.系统的电气接地设计：（1）风力发电机组和输电线路的接地设计应符合相关防雷标准，确保接地电阻小于设计要求。
（2）通过设置接地体，提高接地效果，减小系统感应电阻，保护系统的安全运行。
5.系统的维护和监控：定期对风力发电系统进行维护和检测，确保系统设备的正常运行，及时处理可能存在的安全隐患。
总结：风力发电系统的防雷设计是保护系统设备和人员安全的重要环节。
风力发电机防雷系统的组成、措施及设计思路1.风电防雷的组成风电的防雷主要由雷电电磁脉冲防护系统和直击雷防护系统组成。
雷电电磁脉冲防护系统主要针对风电的掌握系统；直击雷防护系统主要包括风塔、叶片及接地系统的防护。
从构筑物的角度进行考虑，风塔可以进行LPZ进行防雷分区，依据这种分区方式同样可以确定风塔的不同位置需要实行什么样的防护措施。
依据危急成都进行划分：处于LPZO区的部分包括叶片、风速仪，LPZ1区包括：风机（机舱）罩、塔桶内电缆、，LPZ2区包括: 变浆柜、掌握柜、等。
2.掌握系统的防雷设计对于处于野外高雷击风险环境的雷电电磁脉冲防护应重点考虑采纳等电位、屏蔽及在掌握线路上安装SPD。
3. 1机舱内的等电位系统设计风电掌握机舱内主要有变浆掌握柜、制动掌握柜、机械箱（齿轮箱）、液压掌握柜、发电机及传动系统，由于各系统之间的链接主要是靠地板的链接，各金属外壳间存在肯定的接触电阻，所以应重点做好设施之间的等电位链接，可在用紫铜带或者铜编织带进行牢靠的等电位链接。
4.2屏蔽措施屏蔽措施主要针对目前国内一些风机外科采纳高强度玻璃钢材料而言，由于雷电电磁脉冲的冲击是在空间范围内存在的，所以，为了削减机舱内电子设施受雷电电磁脉冲的冲击，应采纳金属的机舱罩, 减弱雷电电磁脉冲对机舱内设施的影响，减小雷电电磁脉冲的强度，同时也可有效的削减雷电电磁脉冲在线路上产生的浪涌脉冲。
2.3在不同位置安装相应的SPD依据国外风场的统计数据表明，风电场因雷击而损坏的主要风电机部件是掌握系统和通讯系统。
雷击事故中的40%〜50%涉及到风电机掌握系统的损坏，15%〜25%涉及到通讯系统，15%〜20%涉及到风机叶片，5%涉及到发电机。
由此可见，雷电对风机系统遭成的影响是不同的，进行具有针对性的防护是避开和削减事故的重要手段。
依据IEC61312-3. 61024和61400及GB500577994中关于雷电流安排的推举计算可计算出风机内部不同系统存在的雷击电流强度。
风力发电站防雷技术要求
1.现代风力发电站设计应考虑雷电保护。
在选址时应考虑雷电频率和强度等因素，以确保风力发电站的雷电保护效果。
2. 风力发电站应设立接地系统，以确保设备与地面之间的电位差不超过安全范围。
接地系统应满足国家标准和规范要求。
3. 风力发电站应配备适当的避雷设备，如避雷针、避雷带等等，以防止雷电对设备的损坏和火灾等安全事故的发生。
4. 风力发电站应进行雷电防护的设备和线路的隔离和保护。
应采用合适的防雷措施，如采用避雷器、绝缘子等，以提高风力发电站的雷电保护能力。
5. 风力发电站应定期进行雷电保护的检查和维护。
应制定完善的防雷检查制度，定期对设备和线路进行检查和维护，确保设备的正常运行和安全使用。
6. 风力发电站应建立防雷应急预案，以应对雷电对设备和人员造成的安全威胁。
应制定完善的应急预案和演练方案，以确保在雷电事故发生时能够迅速、有效地应对。
7. 风力发电站应加强防雷技术研究和应用。
应不断探索和推进防雷技术的发展和应用，提高风力发电站的抗雷能力和安全性能。
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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。
风力发电机的防雷知识
风力发电机为什么要做雷电防护?雷击发生时，闪电电流通过风力发电机组件传导至地面，由于风力发电机位于疾风区，通常选址在空旷开阔的丘陵或山脊上，其高度远高于周围的地形地物，再加上风力发电机安装地点土壤电阻率通常较高，对雷电流的传导性能相对较差，特别容易受到直击雷、侧击雷和感应雷的袭击，因此，对风电机组件采取防雷措施是非常必要的。
那么，风力发电机雷电防护内容是什么呢?目前国际上还没有专门针对风力发电的雷电防护标准，只能参照IEC61024-1、IEC61024-1-2、IEC61312-2、IEC61312-3、IEC61312-4和IEC61312-5等标准的相关内容，通过对风机内机械、传动、电气和电子系统的屏蔽、等电位连接、浪涌保护器(SPD)和氧化锌避雷器，过压保护器，接地装置，人为的把雷击造成的损坏降到可接受的水平。
风力发电机组的综合防雷技术措施发布时间：2022-08-17T07:32:52.208Z 来源：《福光技术》2022年17期作者：傅永安[导读] 风能作为一种清洁无污染的能源，其利用风力发电所产生的能源成为现阶段我国发展过程中的重要一部分。
而风力发电则需要使用到风力发电机组，风力发电机组的使用过程中却容易受到雷电的危害。
作为风力发电厂的核心装置，对于风力发电机组的保护十分重要。
发电厂在进行生产计划制定的过程中必须要加强风力发电机组的综合防雷，由此来为风力发电机组创造较好的运行环境，避免雷电事故的出现影响到发电厂的整体经济效益以及生产秩序。
傅永安国华（哈密）新能源有限公司新疆哈密 839000摘要：风能作为一种清洁无污染的能源，其利用风力发电所产生的能源成为现阶段我国发展过程中的重要一部分。
而风力发电则需要使用到风力发电机组，风力发电机组的使用过程中却容易受到雷电的危害。
作为风力发电厂的核心装置，对于风力发电机组的保护十分重要。
发电厂在进行生产计划制定的过程中必须要加强风力发电机组的综合防雷，由此来为风力发电机组创造较好的运行环境，避免雷电事故的出现影响到发电厂的整体经济效益以及生产秩序。
关键词：风力发电机组；综合防雷技术措施1雷击所造成的电力危害以及雷击损坏的机理 1.1雷击所造成的电力危害雷击所造的危害是多方面的，其电力方面的危害主要体现在以下几方面，分别是降低效益、损坏设备以及影响供电等方面。
在降低效益方面，主要是从电力行业发展的整体状况而言，雷击会给风力发电机组带来安全生产方面的危害，一旦发生雷击，往往会造成人员安全以及设备安全方面的问题，这就在一定程度上降低了电力企业的经济效益，增加了风力发电的成本。
损坏设备一般指的是严重性的损坏，一般雷击的电流较小时只会对发电机组的表面造成损坏，但雷击电流过大时便会损坏到风力发电机组的内部线路连接，这就很大程度上阻碍了机组的正常运行，也破坏了电力系统的性能。
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。
风力发电机组的防雷技术1 引言随着人们对可再生能源利用价值认识的提高，以及风电机组制造、控制和其它相关技术的不断进步，风力发电在近十几年来的发展非常迅速，到2001年底全世界的风电总装机容量已超过24GW[1]。
与此同时，风电机组的单机容量和风电场的总装机容量也不断增长，因此风电场的安全运行问题也越来越受到人们的关注。
影响风电场安全运行的因素很多，其中遭受雷击是一个非常重要的方面。
随着单机容量的增大，风电机组的塔筒越来越高，再加上大型风电机组一般安装于开阔地带或山地，因此风电机组遭受雷击的概率也较大。
以德国风电场遭受雷击的情况为例。
德国风电部门对近年来该国风电机组的故障情况进行了统计，其中1992~1999年间风电机组雷击事故情况如表1所示[2]。
由表可见，多年以来德国风电场每100风机年的雷击数基本维持在10 %左右。
另外，调查结果还表明，在所有引发风电机组故障的因素中，外部因素（如风暴、结冰、雷击以及电网故障等）占16 %以上，其中雷击事故约占4%。
由于雷电现象具有非常大的随机性，因此不可能完全避免风电机组遭受雷击，只能在风电机组的设计、制造和安装过程中，采取防雷措施，使雷击造成的损失减到最小。
本文从雷电发生的机理和雷击过程入手，对风电机组的防雷技术进行了阐述分析。
2 雷击损坏机理雷电现象是带异性电荷的雷云间或是带电荷雷云与大地间的放电现象。
风电机组遭受雷击的过程实际上就是带电雷云与风电机组间的放电。
在所有雷击放电形式中，雷云对大地的正极性放电或大地对雷云的负极性放电具有较大的电流和较高的能量[3,4]。
雷击保护最关注的是每一次雷击放电的电流波形和雷电参数。
雷电参数包括峰值电流、转移电荷及电流陡度等。
风电机组遭受雷击损坏的机理与这些参数密切相关。
（1）峰值电流当雷电流流过被击物时，会导致被击物温度的升高，风电机组叶片的损坏在很多情况下与此热效应有关。
热效应从根本上来说与雷击放电所包含的能量有关，其中峰值电流起到很大的作用。
当雷电流流过被击物时（如叶片中的导体）还可能产生很大的电磁力，电磁力的作用也有可能使其弯曲甚至断裂。
另外，雷电流通道中可能出现电弧。
电弧产生的膨胀过压与雷电流波形的积分有关，其燃弧过程中的强烈高温将对被击物产生极大的破坏。
这也是导致许多风电机叶片损坏的主要原因。
（2）转移电荷物体遭受雷击时，大多数的电荷转移都发生在持续时间较长而幅值相对较低的雷电流过程中。
这些持续时间较长的电流将在被击物表面产生局部金属熔化和灼蚀斑点。
在雷电流路径上一旦形成电弧就会在发生电弧的地方出现灼蚀斑点，如果雷电流足够大还可能导致金属熔化[5]。
这是威胁风电机组轴承安全的一个潜在因素，因为在轴承的接触面上非常容易产生电弧，它就有可能将轴承熔焊在一起。
即使不出现轴承熔焊现象，轴承中的灼蚀斑点也会加速其磨损，降低其使用寿命。
（3）电流陡度风电机组遭受雷击的过程中经常发生控制系统或电子器件的损坏，其主要原因是感应过电压的存在。
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[3]。
对于高度低于60 m的建筑物，其雷击频度为式中 Ng为年平均落雷密度，表示在所考虑的建筑物所在区域内每年每平方公里的雷击次数；Ae为建筑物的等效面积，m2。
某建筑物的等效面积是指与该建筑物遭受直击雷的频率相同的地表面积，其等值半径为建筑物高度的3倍。
以一个50m高的建筑物为例，假定该建筑物位于一相对平整的地面上且远离其它建筑物，则其等效面积为对于叶尖带防雷保护的风电机组，在计算Ae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(2)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[6]，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[7]。
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]。
图1给出了几种典型的雷击风电机组时可能的放电位置示意图。
发生雷云对大地放电时，雷电很容易击中叶尖，但也有可能击中叶片的侧面或叶片的绝缘部分甚至内部导体。
大地对雷云的放电是从顶端开始形成的，非常强烈地表现在叶尖和其它外部突出的点，如机舱上的避雷针、机舱前端和轮毂等部位。
如果叶片具有叶尖防雷保护，则向上发展的雷击放电也将集中在叶尖上。
由此可见，风电机组遭受雷击时，其雷击点可能分布在机组的许多部位。
4 风电机组的防雷4.1 风电机组机械部件的防雷4.1.1 叶片防雷风电机组的叶片中，有的叶片并没有设置内部导电体或进行表面金属化处理，仅是纯粹的玻璃增强塑料（GRP）结构或GRP–木结构。
运行经验表明，这种类型的叶片经常遭受雷击，并且通常是灾难性的[3]。
为此，应在物理结构上采取防雷措施[8,9]，以减小叶片遭受雷击时的损伤。
（1）无叶尖阻尼器的叶片防雷结构（图2）对于无叶尖阻尼器的叶片，一般是在叶尖部分的玻璃纤维外表面预置金属化物作为接闪器，并与埋置于叶片内的铜导体相连（铜导体与叶根处的金属法兰连接）。
外表面金属化物可以采用网状或箔状结构。
雷击可能会对这样的表面造成局部熔化或灼蚀损伤，但不会影响叶片的强度或结构。
（2）有叶尖阻尼器的叶片防雷结构（图3）对于有叶尖阻尼器的叶片，通常是在叶尖部分的玻璃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（启动钢丝与轮毂共地）相连接。
这样的结构通过了200kA的冲击电流实验，叶片没有任何损伤[9]。
可以预见，这样的叶片遭受雷击的概率要比绝缘材料制成的叶片高，但只要满足下列条件就不会造成很大损伤：①雷击点处的电弧灼烧不产生严重的破坏；②雷电流可以安全地通过导电构件导入地下。
这就要求导电构件需要有足够的强度和横截面积。
4.1.2 轴承保护一般情况下，雷击叶片时产生的大部分雷电流都将通过低速主轴承导入塔筒。
这比雷电流沿着主轴流向风电机组的发电机要好得多。
通过轴承传导的强大雷电流通常会在轴承接触面上造成灼蚀斑点，但由于轴承的尺寸较大使得雷电流密度较小，所以雷击损伤还不至于立刻对风电机组运行造成影响，但能够引起噪声、振动和增大机械摩擦等，从而导致缩短轴承的使用寿命[3,5]。
有些轴承具有绝缘垫层，雷电流通过滑环导入塔筒[5]。
这种措施可降低轴承所受损伤的程度，但要消除轴承的潜在问题还是非常困难的，主要原因是与轴承平行的滑环往往只能承载小部分雷电流，而大部分雷电流的流通还需轴承来完成。
对偏航轴承也应有类似措施。
一般来说，偏航轴承的周边为雷电流提供了一个良好的导电通道。
如果出于设计的原因偏航轴承不能导电时，则必须为其建立雷电流通路[3]。
4.1.3 机舱防雷[3,5,7,8]如果叶片采取了防雷保护措施，也就相当于实现了对机舱的直击雷防护。
虽然如此，也需要在机舱尾部设立避雷针，并与机架紧密连接。
如果叶片没有防雷保护，则应在机舱的首尾端同时装设避雷针。
对由非导电材料制成的机舱中的控制信号等敏感的线路部分都应有效屏蔽，屏蔽层两端都应与设备外壳连接，而且还要避免形成环路。
另外，在机舱表面应布置金属带或金属网，且与机架相连接，为工作人员提供安全保护和一定程度的电屏蔽。
装设这种带状保护和附加防护，以及位于机舱前部的避雷针等，在绝缘叶片的情况下是非常必要的。
如果机舱是金属制成的，则将机舱与低速轴承和发电机机座相连接，就可以实现很好的安全保护和电屏蔽。
提供电气连接的导体应尽量短。
4.2 风电机组电气部件的防雷4.2.1 暂态过电压及线路保护对风电机组控制系统造成破坏的暂态过电压，可能是由直击雷或非直击雷引起的。
发生在信号线、通讯线和电力线附近的雷击过程，将在这些线路上产生暂态过电压，其幅值可能达到几十千伏。
如果一台风电机组遭到雷击，传输到另一台风电机组的暂态过电压的大小与该风电机组的接地状况有关，即使采取了良好的改善措施，其暂态过电压还有可能达到这一数量级[10]，因此建议布置在塔间的信号线采用光纤并连接到实际的控制中心[3]。
通信线在进入建筑物处应设置气体放电管加以保护，并通过一低阻抗接地线接地。
沿电力线注入的暂态过电压会对线路造成破坏，因此需要使用电涌保护器加以保护。
4.2.2 雷电流的直接注入及其防治雷电击中电气元件即雷电流直接注入线路的情况是一种非常严重的雷击现象，将会产生相当大的破坏作用。
因此要避免雷电直接击中系统中的传感器件和接线。
实现这种保护是比较容易的，用合适的布线方式以及避雷针等均可起到一定的保护作用，像气象仪之类的器件应该用避雷针保护。
实际上，风电机组机舱尾部的避雷针就兼作风速、风向仪的支撑杆，这样的布置方式对风速、风向仪的保护是比较有效的。
这些仪器的信号线路应该沿着金属构件布置并且加以屏蔽。
4.2.3 磁力线耦合及抑制雷击过程将产生快速变化的磁场，在位于机舱内或沿着塔筒的线路中将产生数值较高的过电压，其值可达几十伏甚至几千伏[3]。
这样的过电压会损伤电气设备和发电机。
这些损伤可能是潜在性的，但在未来的运行过程中可能会引发大的故障。
减少感应电压的一般方法有：（1）使信号线路或控制线路尽可能短，并尽可能靠近承载电流的构件；（2）通过设置多个平行的电流通路使各通路的电流水平达到最小，并尽可能将线路靠近电流密度较小的导体。
（3）敏感的线路应布置在两端固定的线槽中，如发电机和齿轮箱等部件的线路都应这样处理。
总之，要达到最大的防护效果，线路就应该尽可能靠近金属构件布置。
由于雷电流具有趋肤效应，所以金属塔筒对其中的线路具有非常好的屏蔽效果。
在导线屏蔽且屏蔽层两端与金属构件固定安装的情况下，屏蔽层内部的导线所面对的是一个减小了的电压。
对电缆采取这种方法屏蔽，其最大感应电压可以大为降低。
4.2.4 电气设备的防雷保护一般情况下，实现远端输入、输出功能的器件都需要进行过电压保护，且防护等级与装置的位置有关。
在风电机组中，可能产生感应过电压的区域是：①机舱内部和穿过偏航轴承的地方；②连接到控制室和配电室的电缆中。
位于这些区域任何一端的电气控制设备，都要装设电涌保护器件。
对于风电机组控制器中的各电压等级的电源变压器、通信线路，通常可采用金属氧化物压敏电阻以防止过电压；而风电机控制器中的24V直流电源、I/O模块，则采用瞬变电压抑制元件以防止过电压[8,9]。
