2.3 叶片遭雷击后的损坏机制

叶片遭雷击的典型后果是叶片的开裂，复合材料表面的烧灼损坏，或者有金属部件的

烧毁及融化，而对于雷电在叶片内部形成电弧时，对叶片的损坏最为严重，当雷电击中叶
片后叶片内部中空的空气会迅速膨胀，这种膨胀可能是由于叶片内部的残留潮湿空气或者
瞬间高温产生的空气膨胀，瞬间的压力冲击会是整个叶片爆裂，严重时压力波会通过轮毂
传导到没有遭雷击的叶片上，而引起连锁的损坏。避免雷电击中叶片后形成的内部压力的最
好办法是将雷电通道屏蔽在叶片的外部，或者减小雷电对叶片的冲击压力，当叶片外部的
雷电散流面积足够大时，对叶片的损坏相对会减小很多。

2.4 各种风力发电机的叶片防雷措施

　　目前，叶片的防雷主要的做法是将叶片上的雷电流引至轮毂长，通过轮毂与塔桶的等
电位联接系统将雷电流泻放，避免叶片的损坏。主流的方法有两种，一种是在叶片的表面或
内部安装金属材料将电流从叶尖引至叶根通叶片轮毂的联接泻流

;另一种是在叶片表面添加

到点材料，使雷电流在叶片表面传导，避免叶片的损坏。

　　

2.4.1 叶片表面或者嵌入叶片表面的接闪器

　　在叶片表面安装届疝气或者引下线的金属避雷线必须有足够的截面积能够承受雷击电
流，并且能够安全传导，一般使用的铝质避雷线的截面积为

50mm2，但是如何将避雷线牢

固的固定在叶片上也存在一定问题，安装在叶片表面的避雷线很可能因为叶片在转动的过
程中影响叶片的空气动力学特性脱落或者产生噪音。用铜或铝的避雷线或者网制作成的嵌入
叶片的避雷带，严格的将是避雷线从叶根到叶尖的表面的联接，或者是包裹这个叶片的前
缘和后缘。

　　图

5.不同叶片的防雷措施

　　

2.4.2 粘贴金属箔和分段式避雷带

　　在国外有些风力发电机的叶片防雷处理中使用了一种在叶片表面粘贴铝箔的方式，这
种方式唯一的问题就是无法长时间可靠固定，在粘贴几个月后就会脱落，如果能够解决固
定的方式，达到使其长期可靠的固定，这种方式将成为以后总有效且成本低廉的有效措施
并且可以解决现有风力发电机叶片没有防雷措施的问题。分段式避雷带的提出是基于飞机用
雷达天线罩的试验，试验表明安装在机翼上的分段式避雷带不会对雷达天线造成干扰，但
是成用的应用于风力发电机的试验报告目前行业中尚没有可靠的试验数据，目前仅在丹麦
的一些风力发电机上进行可行性测试。

　　

2.4.3 内部引下线（内嵌式避雷线）

　　这是一种传统的叶片防雷措施，主要是就爱那个足够面积的金属线预制在叶片中，在
叶片的尖端流出特制的金属接闪器，但唯一的问题是当叶片的长度超过

20m 时这种方式就

会引叶片内部的金属线发上电磁张力而造成叶片的损坏。