風電葉片防雷擊設計問題

雷擊過程
(1)初始電暈放電
(2)初始電暈放電發展出的電流束
(3)接著產生的先導
(4)后發生突躍,以發展成高導電通道,即看見閃電電弧而結束。
雷擊損失


風電葉片防雷方案的關鍵
     使閃電電流從葉片接閃器經過導線快速通常地通過葉片和機艙到達避雷器
     使雷擊過電壓不是在進入葉片接閃器時放電,而是在避雷器中通過電離消耗掉,后由接地裝置引入地下葉片損毀
     據估計,每年有1%~2%的轉輪葉片受到雷電襲擊。葉片受雷擊的損壞中,多數在葉尖是容易被修補的,但少數情況則要更換整個葉片。
     雷擊造成葉片損壞的機理是:雷電釋放巨大能量,使葉片結構溫度急劇升高,分解氣體高溫膨脹,壓力上升造成爆裂破壞。
     一般閃電雷電流為30KA
擊中風力機的閃電
     基于滾動球概念建立的改進RSPHERE數值計算程序預測閃電附著
     根據閃電電流強度(以安培測量)預測風機哪一部分將會遭到雷擊
葉片接閃器-葉片防雷設計的關鍵
     葉片接閃器面積有限很難保證接閃器是唯一雷擊點
     雷電流-沿面閃絡-接閃器(根部)
     雷電流-擊穿葉片-引下導體
  I  EC相關標準對接閃器只規定了不同材料的小截面積,對其數量、形狀、分布等未作具體規定
接閃器高壓試驗


無接閃器高壓試驗


帶接閃器高壓試驗


試驗重要結論
  雷電不能不擊中接閃器而直接擊中葉片表面
  葉尖接閃器更容易吸引雷擊
  正極性雷電容易擊中葉片表面,負極性雷電容易擊中接閃器