摘要：随着时代的进步，带动节能减排理念的进一步倡导，风力发电获得了进一步的发展，在节约社会能源资源、满足人们的生产和生活等方面发挥了重要作用。在风力发电系统中做好防雷技术已经成为了人们不可忽视的重要问题，当前在防雷技术等方面还存在一定的隐患，必须要做好这一技术的改进，以确保整个电力系统的稳步运行。
关键词：风力发电系统；防雷技术改进
引言
风力发电作为一种新型技术，通过风力这种可持续再生能源来进行电力生产，在整个社会生产生活电力资源供应中所占比例越来越大。为提高风力发电综合效率，在前期就需要做好防雷设计，以可靠的防雷策略，来消除雷电灾害带来的危害，提高风力发电系统运行的安全性与稳定性。
1雷电的来源及雷电对风力发电机的危害
1.1雷电的来源
雷电是直接产生于大气中的，在整个大气环境中含有大量的气体离子，包括正离子和负离子。这些正、负离子在大气中携带微弱的导电性，进而造成大气电场、电流以及雷电的产生。一般雷电现象会比较频繁地发生在较高建筑物、沿海及山地区域。风力发电机为了更多地利用风能，也是布置在山地和海边这些比较空旷的地区，因此风力发电机容易受到雷电的袭击。
1.2雷电的危害
风力发电机由于需要借助风力获得能源，因此需要建设于比较空旷的区域，并且这一设备本身携带的叶片更需要在比较高的空中才可以，因此也比较容易受到雷电的袭击。当受到雷电的袭击时，设备中的叶片是主要的受袭击区域，雷电损害的部位也主要是在叶片的尖顶部位，很少会使整个叶片都发生损坏。但是风力发电设备的整个花费都非常高，尤其是叶片这部分更是需要较高的成本费用。当受到雷电袭击时，就需要及时维修或者更换新的设备，但是不论是维修还是更换都需要花费一定的费用。当叶片受到雷电的袭击时，会释放出大量的能量，进而导致整个叶片的温度比较高，尤其是叶尖部分的温度会急剧升高，雷电伴随的雨水受到温度的影响，也会产生气化膨胀的现象，进而产生较大的机械力，使得叶尖的结构破损。当受到较为严重的雷电袭击时，整个叶片都会损坏。由于这一袭击造成的不良影响非常大，因此必须做好风力发电设备的防雷电技术，并且随着科技的进步不断更新新的使用设备和使用技术，以维护电力系统的正常运行，为人们的正常用电提供保障。
3风力发电系统防雷技术要点
分析当前雷电引起的多起风力发电设备的损坏可知，其引起损坏的原因大部分都是雷电导致的叶片温度升高，进而产生内部电磁场的变化，致使物体击穿击断。因此，风力发电机避免受到雷击的关键是要确保电流的安全通过，并且可以释放的大地。防雷措施可分为外部防雷措施和内部防雷措施。
3.1外部系统防雷
（1）叶片、机航、塔架防雷。电力发电设备在外部的主要构件为叶片、塔架以及机航，做好这些构件的防雷设施尤为重要。受到雷电袭击时，叶片会因温度的升高、内部气体膨胀而产生爆炸，严重时会造成整个设备的烧毁。为了避免这一现象，可以在叶尖顶部设置排水管，即可以将其受到雷击后内部产生的湿气排出，避免了气体的膨胀。此外，叶片本身是具有导电性的装置，但是并不是本身的导电性越小而被雷电袭击的可能性就越小，雷电对于整个设备的损害取决于叶片的形式。因此，可以在叶尖顶部安装接闪器。这一设备具有导电的功能，可以在叶片受到袭击时捕捉闪电，然后将这些雷电引入大地，避免了雷电直接对叶片造成的损害。此外，在机舱的顶部安装避雷针是避免风速计以及风标被损坏的重要措施，通过专门设置的引下线将机舱以及塔顶做好连接，雷击发生时并不会被电流损坏，从而可以将雷电击中的电流顺利地引入到大地。（2）接地网。
接地网是经常用于防雷电的装置，是直接与大地相连，将雷电导入到地下的装置，其接地的性能直接影响了其能否将受到袭击的电流引入到地下。风力发电系统受到本身功能的影响，一般所处的区域的土壤具有较高电阻率，并且土壤的分散性强，因此不能通过降阻剂或者更换土壤等方法解决雷击问题。只能选择在塔架周围放置一个与塔架相连接的铜质环形导体。一般这一导体需要距离塔架0.5m处，其本身的半径需要根据当前的土壤环境等参数予以确定。需注意，对于垂直接地极的选用，最好是选择铜包钢的材质，数量应该具体情况确定，一般为8～16根为宜，将他们均匀地焊接于水平接地极上。
3.2内部系统防雷
（1）屏蔽隔离。采取屏蔽隔离的方法来降低元件之间的电磁耦合影响，一般可以通过光纤电缆来连接机舱上处理器与地面控制器，而对于处理器和传感器来讲，则需要应用分开供电的直流电源。就实际处理效果来看，可靠的屏蔽隔离可以保证较高质量的信号传输。（2）等电位连接。就历史数据来看，风速计、风标等也是容易遭受雷击的关键部位，这样为向其提供可靠保护，可以采取等电位连接的方法处理。将容易遭受直击雷影响的部位与避雷针进行等电位接地，尤其是机舱内所有金属设备和外部导体，与机舱主框连接作为等电位，与接地装置可靠连接。并且基础接地体与环形接地体顶端接线夹需要接入到塔架内部，与标记的等电位连接带进行连接，提高防雷保护效果。（3）过电压保护。基于不同电磁兼容性保护区的划分以及SPD原理，可对塔架底部控制柜内进线安装B+C级SPD。而对于通信信号线路塔筒到机舱控制柜的两端，如果应用的为金属导线，可以选择增设信号系统保护器；而如果应用的为光纤传输，则可以选择对光纤铠装金属层来可靠接地。对于风向标、风速仪及环境温度传感器等测控信号线路，则可以选择在控制柜内增设保护器。（4）引下线。选择引下线的方式来将雷电流导入地下，以免对系统结构造成损坏。一般可以选择风电机组叶片中金属网格、钢丝与电机组叶片边角作为引下线设计，且要求叶片表面金属导体必须要具有足够大的断面，能够承受直击雷影响，在不被损坏的情况下将雷电流导入地下。引下线为比较常见的一种防雷保护技术，在叶片尖端安装离散接闪器，对叶尖结构提供保护。内部引下线系统能够将雷电流从叶尖接闪器部位引到叶片根部位置，并且因为叶片根部设置与接地体的连接，最终可以将雷电流导入地下，确保叶片可靠运行。
结语
做好风力发电机的防雷技术已经成为了人们面临的重要问题。风力发电机为满足人们的正常生活和生产需求提供了方便，为保证电力系统的正常运行以及节能减排奠定了基础，面对其容易受到雷电袭击的危害，相关部门要做好防雷电设备的研究。
参考文献
［1］赵海翔，王晓蓉．风电机组的雷击机理与防雷技术［J］．电网技术，2019(07)．
［2］邢作霞．大型并网风力发电机的防雷保护［J］．可再生能源，2019(4)．
［3］杨宇，徐林．分析风电机组的防雷技术［J］．大科技，2019(16)．
［4］牛 峥，李丹丹，许旌玮，等.风力发电系统防雷技术
改进分析[J].中国新通信，2019，21（5）：139.
［5］樊娅男.风力发电防雷检测要点[J].科技风，2018，（25）：177.
［6］郭鸿铭.风力发电场电气系统设计与应用[D].吉林：吉林建筑大学，2018.
［7］顾爽,付学文,魏智娟.风力发电系统雷击过电压技术研究概论[J].内蒙古科技与经济,2019(05):77-78+80.
［8］杨剑虹,常君得,高莉莉,刘一沛,杨扬,樊新宇.风力发电系统防雷技术分析与改进[J].科技展望,2019,26(31):91.