風電機組的防雷和防雷標準

　　4 葉片及部件的雷擊試驗
　　新標準規定，新型葉片防雷系統開發時，應當檢查其設計是否具有轉移雷電的能力。測試時使用的葉片標本，包括尖葉和可以足夠代表完整性的防雷設計的尖葉內側以及導流線系統、連接部件和設計的其他防雷部件。試驗包括高壓攔截試驗和大電流實體損壞試驗。
　　測試規范包括測試目的、每項測試詳細指導、試品選擇、測試波形、測量和數據記錄、數據解釋、試驗步驟等。
　　4.1 高壓攔截試驗
　　高壓攔截試驗用來確定跨越非導電材料如風電機組葉片和機艙的特定雷擊點和擊穿路徑。因為在測試時流過的電流僅僅代表低峰值的雷電先導電流，而不是更加劇烈的雷擊電流，攔截試驗的目的僅僅是找到可能發生雷擊的路徑。這些試驗對試品造成的損害和電流試驗相比是微弱的。

圖6 葉片高壓擊穿路徑試驗（樣品應在表示先導不同的接近方向的幾個位置進行試驗）

圖7 高壓搜索通路測試

　　大電流實體損壞測試用來評估雷電流的實際損壞。新標準提供的試驗方法適用于完整的葉尖設計和導流線，如連接部件等的一部分。
　　高壓攔截試驗專門測試風電機組葉片，也可以用來測試用玻璃纖維或其他非導電材料制造的機艙。該測試還可用來確定：
——先導攔截點和閃絡或葉片和其他非導電材料穿透路徑
的位置
——優化防護裝置（接閃器）的位置
——沿或通過絕緣表面閃絡或穿透路徑
——防護設備的性能
　　新標準共安排了三個高壓攔截試驗，分別適用于葉片設計、開發、評估外表面積和導流帶的開發試驗。每次測試的安排都是為了得到電的活動現象，如在雷擊葉片前，測試樣本（不是在外電極）出現電暈、流光和先導。
　　圖6 是高壓發生器、試品、外電極的安排示意之一，三個高壓攔截試驗用的是同一高壓雷擊發生器，不同的只是試品的安排不同。
　　采用的高壓試驗波形應當是雙指數開關型沖擊電壓，波頭上升時間為50μs~250μs，持續時間超過2000μs。選擇這一波形的原因是，這一波形最能代表構筑物接受先導時的電場近場。
　　圖6 的試驗是最理想的試驗，因為它總是可以安排較大尺寸的外電極（例如實驗室地板的導電表面）使葉片試驗樣品周圍有更真實的電場環境。
　　新標準還定義了高壓搜索通路測試（swept channel test），在葉片旋轉時，葉片表面暴露在先導下的時候，在首次雷擊到達前，先導可能沿葉片面“搜索”一個短的路徑。該測試用圖7 描述，它可以用來評估：
——非導電（即電介質）復合材料表面可能的穿透位置
——非導電材料表面閃絡路徑
——實施防雷的防護設備（如導雷線）性能

圖8 絕緣材料制成的葉片大電流試驗