大功率風力發電機組葉片的雷擊分析與防雷系統設計

　　4.4 碳纖維葉片的防雷
　　碳纖維葉片的防護涉及一些不同的、更復雜的挑戰，因為碳纖維與玻璃纖維相反，它是導體。玻璃纖維葉片的損壞常常發生在前緣和后緣，然而對無防護的碳纖維葉片來說，損壞卻常常發生在梁帽，因為這里是導電碳所在位置。
　　碳纖維葉片的防雷常采用接閃帶。早期一種常用的方法是把一層金屬網與碳纖維層接觸套埋在葉片的膠層下面。
　　 然而擊中這層網的閃電電流會引起表殼破壞，必須檢查和修理，如圖8 所示。
該接閃帶屬于飛機雷達天線整流罩接閃帶－多節式，而非連續式。一系列薄的導電元件，布放在電阻材料上，控制間隙拉緊成薄的復合帶，粘在要保護的表面上多節式接閃器并不提供傳導閃電電流的金屬通道，而是提供很多當出現高壓電場時會電離的小氣隙。
　　5 檢測與驗證
　　葉片接收器和引下線截收并傳導雷電流能力可通過以下方法之一進行驗證：
　?。?）葉片雷擊防護系統的性能檢驗和測試應按IEC61400-24 附錄D 給出的高壓雷擊接閃試驗和大電流試驗方法。應在具有資質的試驗單位，按規定的試驗設備、試品、要求的試驗布置和試驗程序進行試驗。葉片應在預期接閃位置接閃，葉片表面無破壞、無沿面閃絡，未發生擊破葉片表面至內部，葉片層疊結構為破壞。試驗合格判據的細節可由廠商和試驗單位協商確定。
　?。?）能夠證明其與已驗證合格的葉片類型（設計）是相似的，或者與有文件可顯示其有成功防雷經驗的葉片類型是相似的。
　?。?）使用已與有成功試驗結果或者有成功服務經驗的葉片保護設計比較后確認可靠的分析軟件進行驗證。[5]

　　參考文獻
　　[1] 蘇幫禮，崔秉球，蘇宇燕，等. 雷電與避雷工程[M]. 中山: 中山大學出版社,1996.
　　[2] 張小青，風電機組防雷與接地[M]. 北京: 中國電力出版社,2009.
　　[3] 信息產業部.YD5098 － 2005 通信局( 站) 防雷接地設計規范[S]. 北京:北京郵電大學出版社,2006.
　　[4] Shinji Arinaga ,Kosuke Inoue, and Takatoshi Matsushita Mitsubishi HeavyIndustries,Ltd., 5-717-1, Experimental Study for Wind Turbine BladsLightning Protection Fukahori-machi Nagasaki,851-0392 Japan，2006
　　[5] IEC 61400-24-2010 Wind turbine generator systems-Part 24:Lightningprotection[S].
　　[6] IEC 62305-1-2006: Lightning Protection-General Principles[S]
　　[7] IEC 62305-3-2006: Protection against lightning-Part 3:Physical damage tostructures and life hazard[S]
　　[8] 德國船級社.Guideline for the Certification of Wind Turbines Brooktrokai18,20457[M]. Germany, 2010
　　作者簡介
　　黃金鵬(1981- ) ，男，畢業于鞍山科技大學，電氣工程與自動化專業，本科。從事8 年防雷相關的工作，2006 年獲得由遼寧氣象中心頒發防雷工程師資格證。現就職于金風科技股份有限公司，任職研發單元防雷技術工程師，主要從事風電機組的整機防雷研究。