风电发电机叶片遭受雷击的根本影响因素和CMCE消雷解决方案
来源:sertec
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作者:远华电气
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发布时间 :2025-09-11
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风力发电机叶片遭受雷击的根本原因在于旋转摩擦空气产生了多余的电荷。而CMCE多电场补偿器基于电容原理和静电感应原理，安装后可以不断吸收周围的电荷并中和，以mA电流的方式泄放入地。通过这个过程，可以降低和稳定周围大气的电场，避免空气击穿，从而消除了闪电的形成。
4.叶片材料增加雷击的概率
高湿度环境下，叶片材料（如玻璃纤维复合材料）可能引吸湿变为半导体或导体。另外随着叶片长度的增加，很多叶片材料改成了导电性良好的碳纤维，这样会增加吸引雷电的概率。而在接闪过程中，由于沿面放电等，会导致产生热效应和机械效应，引发结构损伤。
四. 从电荷角度分析传统接闪器无法避免叶片雷击的核心原因。
对电荷普遍认识
风力发电机的叶片在旋转时与空气摩擦会产生电荷，这是共识。一部分工程师认摩擦产生的电荷会泄放入大地，不会积累，而实际情况却恰恰相反。理由如下：
叶片的材料多数为绝缘材料，整个叶片与空气摩擦的电荷是分布在整个叶片表面，而不是接闪点。电荷的流动需要电位差，也就是需要动力源。叶片上的静电荷不会通过引下线主动泄放，因其本质是绝缘体表面的静电力学现象，与引下线设计的雷电流导流功能不匹配。相反，在雷暴天气时，引下线不但不会泄放叶片上的电荷，还会从地面不断输送电荷到叶尖，形成电晕放电，而这个放电的电流也只是在uA级别。因此想在晴天测出接地引下线上存在电流，证明叶片上的电荷通过引下线泄放入地是不可能的。
降水静电（P-static） 是一种电气现象，指静电力荷在穿过降水（雨、雪、冰）的物体，或暴露于高大气电场环境的物体上持续积聚。
P-static的本质是摩擦起电——当两个材料（此处为运动物体与降水颗粒）因碰撞、摩擦或分离时，电荷会发生转移
1. 降水静电削弱接闪器附近电场强度
机理：旋转叶片与空气中的尘埃、冰晶摩擦产生正电荷，电荷密度可达 0.69 μC/m²。这些静电荷在叶片表面积聚，形成局部正电场。
后果：接闪器无法及时主导雷电通道的形成，雷电可能绕过接闪器直接击中叶片其他部位（如叶片主体或轮毂），导致防护失效。
2. 降水静电加剧叶片表面电场畸变
绝缘材料特性：叶片通常由玻璃纤维增强树脂（GFRP）等绝缘材料制成。在降水（高湿度）环境下，材料表面可能吸湿形成导电层，使绝缘体转变为半导体或弱导体。
