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摘要：风力发电作为新型节能发电技术，能有效满足我国国民与有关行业对于电力的基本需求。为有效提升风力发电系统在实际运用中的整体效率，防止其遭受雷电袭击，就必须科学拟定防雷预案，及时改进防雷技术。科学运用有关技术手段可以有效降低雷电灾害产生的负面影响，为我国电力系统今后的安全及稳定运行奠定基础。
关键词：风力发电；防雷；技术
1 风力发电机组雷击特性
1.1 雷击概率分析来源
发电机遭受雷击之后，各部位遭受袭击的实际概率差距较大，其中叶片遭受袭击的概率在 15% ～20%，电气系统遭受袭击的概率在15% ～25%，控制系统遭受袭击的概率在40% ～50%，发电机遭受袭击的概率最小，只有 5%。此外，机组的实际高度及长度同雷击面积为正相关关系，与雷击概率也成正比。与此同时，叶片长度与雷击概率同样是正比关系，当叶片长度变长后，其遭受雷击的概率也会上升。而且，同位于上方的叶片相比，位于两侧的叶片更易遭受雷击。
1.2 雷电损坏机制
1.2.1雷电途径损坏机制
机组遭受雷电电流袭击之后，部分电流会受引下线引领，传输至地面，而且不会产生任何负面影响与危害。然而，还有部分电流不会流入大地，会集中停留在所经之处，进而形成一个较大、复杂的突变磁场。此磁场会干扰发电机的正常、有序运行，进而导致机组不能常规、稳定运行。
1.2.2雷电对桨叶的损坏机制
就整个风力发电系统而言，桨叶所处位置最高，会直接裸露于高空中。即使其自身材质较为特殊，在常规情况下不会轻易导电，但如果遭遇强大雷电袭击就会产生多个导电路径，而且还会因为其释放巨大能量，导致叶片的整体温度急剧飙升，如果飙升温度达到叶片原材料熔点值，再加上有关压力作用，就会发生爆裂现象。
1.2.3雷电对轴承的损坏机制
轴承属于发电机的关键组成部分，极易遭受雷电袭击，如果雷电现象产生在轴承当中，那么此雷电现象多半同轴承内部中的导电路径有关。笔者通过调查得知，雷电流传输至轴承当中时一共有 2 个方向，一是轴承周围上负载区内部滚子同套圈接触而形成的通路，二是轴承周围上负载区内部滚子同套圈间的短气隙遭受电弧击穿而形成的通路。如此一来，整体流程沿途所经地区都会遭受相应破坏。
2风力发电系统防雷技术改进
2.1风机的接闪和引下
如果在系统的运行过程中，出现了雷击的事件，将会直接的击中叶片的部分。如果在叶片损坏了之后，便需要对其进行立刻的维修。而叶片的维修往往需要耗费大量的资金。为了有效的节省不必要的成本的投入，更好的提升效益，可以选择在叶片机组上安装接闪器的方式，来达到预防的目的。并且从接闪器的特点来看，其拆卸工程的都十分的简便，能够有效的提高工作的效率。因此，接闪器能够被广泛的应用在各个风力发电厂的防雷技术系统的设计工作中。在现阶段使用的接闪器，通常是将其安装在固定的叶片的表面。从接闪器的构成特点来看，大多是几组铜质的圆盘组合而成。另外，为了更好的提升叶片的稳定性，可以在尖端的一端采取安装一组叶片的方式，达到上述的目的。在安装的过程中，需要严格的按照固定的安装规律，按照叶片每增加 10m 的方式可以为其安装一组接闪圆盘。在不同的金属叶片下设一个金属式的导线，让其作为整个系统的引下线，从而更好的提高系统运行的稳定性和安全性。在完成了接闪的工作之后，其能够起到一定的引流作用。
即：在发生了雷击现象之后，将雷电引用到塔筒中。随后，根据其内部的电流状况，对其进行合理的引用，完成电流的传输工作。
2.2 浪涌保护器的使用
从本质上而言，浪涌保护器属于电子装置，例如仪表，通信线路，电子设备等等，由此避免浪涌损坏仪器设备，保障风力发电厂的有序生产。一旦风电机组发生雷击现象，其内部则会形成磁场效应，在电缆传输的过程中导致浪涌性过电压或过电流较大。为此，则需要通过安装浪涌保护装置，确保技术人员能够清楚准确的掌握哪些电子设备会被浪涌现象击穿，从而降低对发电厂的经济损失。浪涌保护装置能确保电位差得到科学有效的降低，使得输入电位与电力线之间的瞬时高压值不超过规定的范围，实现将雷电传输至大地，保护风力发电系统的目标。在进行浪涌保护器安装设置时，要严格按照相关标准与要求进行，从而保障浪涌保护器的作用得到充分的发挥。例如，第一级浪涌保护器的安装，要确保其位于塔筒内部总进线的位置，从而顺利将雷击后的万伏浪涌电压降至 2． 5 ～ 3 kV 之间，避免塔筒内的设备被严重损坏。第二级浪涌保护器，通常是安装在分配电源的位置，确保第一级浪涌保护器的剩余电压能科学降至在 1． 5 ～ 2 kV 的范围之内，避免剩余电压对电子设备造成严重的损坏。第三级浪涌保护器，通常是设置在塔筒之内，根本目标是将雷击电脉冲与浪涌保护器的剩余电压将至 1 kV 以下，达到保护浪涌电压设备的效果。
2.3 风电机组等电位连接方面
风电机组的等电位连接主要体现在以下方面，即浆叶与轮毂之间；机舱与塔筒之间；尾舵与水平轴之间；塔筒底部与机舱内之间。在风电机组等电位连接的作用下，能保障风电机组中的各类电气元件装置连接安全有效，并且实际电阻符合相关要求，避免对设备与操作人员的人身安全造成严重的威胁。在开展机舱内的等电位连接工作时，要确保总体电位接地排设置在机舱底座的位置处，同时以等电位的形式对金属管，机柜，金属槽以及电子电气设备与端子板进行对接。将浆叶接线闪引线设置在机舱底座之中，实现对雷电流的成功引入，以及对雷电危险电位差现象的科学避免。针对接线缺陷而言，通常是通过以下方面的措施进行有效的优化处理：第一，通过制作与机舱底座绝缘的端子板，实现与电子电气设备等电位接地的目标。在此基础之上对机舱总等电位端子板与塔底接地装置进行铜芯 PE 线的连接处理，对各类金属管，机柜，金属槽以及电子电气设备进行等电位连接处理，而机舱底座位置则设置浆叶接线闪引线装置。第二，对机舱中金属底座，电子电气设备与总等电位端子连接处理的过程中，要利用火花间隙型等电位连接器进行连接处理，由此确保雷击电流能得到及时有效的疏散。同时在 PE 线的传输作用下，能将电流传输至塔筒内而成功引入至大地。
2.4 风电场进行整体防雷
通过对相关的调查和研究可以发现：在雷电现象发生的时候，其通常会对整个区域的防雷设备产生一定的影响。需要充分的考虑到不同的位置所受到的雷击影响的不同。由于地理位置的不同，有些地区很容易会受到雷击的影响。为此，可以选择设置多个独立的接闪针塔的方式。如果在建设的过程中，发现部分的地区出现雷电状况时，其顶端的独立接闪针的积极作用便可以得到有效的发挥。从其作用来看，如果在发生了雷电的状况，接闪针能够在一定程度上避免电气系统受到破化现象。
3结语
随着风力发电技术的日益普及，风力发电机的防雷工作也愈来愈显得重要。风力发电是一种清洁无污染的供能方式，为供电系统的正常运转和节能减排的工作奠定了坚实的基础，根据风力发电设备易受雷电袭击的问题，有关部门要做好防雷相关研究的工作。
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