風電機組的防雷保護

　　b. 有葉尖阻尼器的葉片防雷結構（見圖3）對于有葉尖阻尼器的葉片，通常是在葉尖部分的玻璃纖維中預置金屬導體作為接閃器，通過由碳纖維材料制成的阻尼器軸與用于啟動葉尖阻尼器的鋼絲（啟動鋼絲與輪轂共地）相連接。這樣的結構通過了 200 kA 的沖擊電流實驗，葉片沒有任何損傷。可以預見，這樣的葉片遭受雷擊的概率要比絕緣材料制成的葉片高，但只要滿足下列條件就不會造成很大損傷：一是雷擊點處的電弧灼燒不產生嚴重的破壞；二是雷電流可以安全地通過導電構件導入地下。
這就要求導電構件需要有足夠的強度和橫截面積。
　　5.2 機艙的防雷保護
　　如果葉片采取了防雷保護措施，也就相當于對機艙實現了直擊雷保護，雖然如此，也需要考慮在機艙首尾端加裝避雷針保護，防止雷電發生繞擊和側擊時，穿透機艙。
　　機艙內部全部采用等電位連接，以保護人身不會受到接觸電壓的危害。風電機組的機艙罩一般采用非導電材料制成，應考慮在機艙表面內布置金屬帶或者金屬網，由金屬帶或金屬網構成一個法拉第籠，兼作屏蔽和接閃器之用，起到防雷保護作用。網孔宜為30cm×30cm，鋼絲直徑不宜小于2.5mm。
　　必要情況下，需通過屏蔽計算，加大金屬網格的密度和鐵絲的直徑。初步估算，對于0.25/100μs 的雷電流，應不小于40db，各網格連接處應焊接以保證電氣連接。
　　如果機艙外殼用鋼板制成，作為承受直擊雷的載體，按照GB50057-94 的要求，鋼板厚度必須大于4mm。同時，將機艙與低速軸承和發電機機座相連接，就可以實現很好的安全保護和電屏蔽。提供電氣連接的導體應盡量短。
　　5.3 風向儀傳感器的防雷保護
風向儀傳感器暴露在機艙外面，工作環境惡劣，且高于機艙主體，因此直接受雷擊的可能性較大。要重點做防雷設計，專設一避雷針，高度隨風向儀傳感器的高度不同而定，具體參考防雷設計規范GB50057-94。風向儀傳感器的防雷裝置分別用不小于16mm2 的銅芯電纜連接到機艙內等電位母線上。
　　5.4 軸承的防雷保護
　　一般情況下，雷擊葉片時產生的大部分雷電流都將通過低速主軸承導入塔筒。這比雷電流沿著主軸流向風電機組的發電機要好得多。通過軸承傳導的強大雷電流通常會在軸承接觸面上造成灼蝕斑點，但由于軸承的尺寸較大使得雷電流密度較小，所以雷擊損傷還不至于立刻對風電機組運行造成影響，但能夠引起噪聲、振動和增大機械摩擦等，從而導致縮短軸承的使用壽命。
　　有些軸承具有絕緣墊層，雷電流通過滑環導入塔筒。
這種措施可降低軸承所受損傷的程度，但要消除軸承的潛在問題還是非常困難的，主要原因是與軸承平行的滑環往往只能承載小部分雷電流，而大部分雷電流的流通還需軸承來完成。對偏航軸承也應有類似措施。一般來說，偏航軸承的周邊為雷電流提供了一個良好的導電通道。如果出于設計的原因偏航軸承不能導電時，則必須為其建立雷電流通路。
　　5.5 機艙內各部件的防雷保護
　　鋼架機艙底盤為機艙內的各部件提供了基本保護，機艙內的各部件通過連接螺栓到機艙底 座的金屬支撐架上，任何鉸鏈連接應采用盡可能寬的柔性銅帶跨接。在機艙內，不與底盤連接的所有部件都 與接地電纜相連。
　　齒輪箱和發電機間的連接采用柔性絕緣連結，接地導線連接到機艙底盤的等電位體上，防止雷電流通過 齒輪箱流經發電機和發電機軸承。
　　機艙底盤通過偏航環的螺栓可靠地接到塔筒壁上。如果采用柔性阻尼元件，則要用扁銅帶跨接。
　　5.6 電氣控制系統的防雷保護
　　風電機組電控系統的控制元件分別在機艙電氣柜和塔底電控柜中。由于電控系統易受到雷電感應過電壓的損害。
因此電控系統的防雷擊的保護一般采用如下措施。