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风力发电机防雷新技术——CMCE 多电场补偿技术
来源:sertec | 作者:远华电气 | 发布时间 :2025-11-20 | 37 次浏览: | 分享到:
多个风力发电机制造商工程师询问CMCE是如何吸收电荷并且中和成电流泄放入地的,并对此感到神奇,似乎CMCE吸收中和电荷的过程颠覆了大多人对于物理的认知,大道至简,CMCE正是基于一个最基础的物理概念来实现这个过程。还有问及为什么中和掉电荷后可以消除闪电避免叶片遭受雷击等问题。本文将用通俗易懂的言语做一个专业的答复。(本文中描述的消雷器均为多针组成的接闪器,其它类型的消雷器请根据消除闪电的根本条件自行判断)

另外,CMCE不受风速影响,也不受雷云移动影响,它只探测保护范围内的电场,并根据电场的变化动态调整吸收电荷的效率。因此CMCE可以用在移动物体上,比如船舶,移动战车,风力发电机等。

提供24小时保护,CMCE的工作不依赖于强电场,因此从安装后开始便提供24小时不间断中和周围大气电荷,提供持续保护。

CMCE采用纯机械结构,具有寿命长,稳定性好的特点,寿命达到10以上。

CMCE通过多个认证,凸显了在全球市场的认可。

五. CMCE在风力发电机上的应用

1. 风力发电机遭受雷击的根本原因

⻛能已成为全球最重要的可再⽣能源之⼀。然⽽,⻛⼒涡轮机⾯临着多重挑战,其中最关键的挑战之⼀就是雷击。由于海拔较⾼且位于开阔地带,⻛⼒涡轮机经常遭受雷击,这对其运⾏、维护成本和安全性造成重⼤影响。

现代⻛⼒涡轮机叶⽚是由复合材料制成的⼤型空⼼结构,例如玻璃纤维增 强塑料 (FRP)、⽊材、层压⽊材和碳纤维增强塑料 (CFRP)。非金属叶片旋转与空气摩擦产生的电荷无法泄放到大地,导致叶片积累的电荷越来越多,极易在叶片表面形成沿面放电现象,在雷暴天气的强电场下,大地感应的电荷更容易通过引下线转移到叶尖,加强了叶尖的电场强度,从而更加容易引发闪掉或者形成上行先导,对叶片造成致命损坏。

而叶片材料采用金属时,也更加容易遭受雷击,这是因为在强电场下更加容易感应出电荷,与叶片与空气摩擦产生的电荷叠加,增强了叶片上的电场强度,从而更容易引发闪电。

2. 雷电对⻛⼒发电机的影响

由于⻛⼒涡轮机叶⽚的⾼度和暴露位置,整个叶⽚结构在其整个使⽤寿命期间将多次受到强电场的影响。这些强静态和瞬态电场是由雷云产⽣的,并以电的⽅式施加到叶⽚结构上。

电晕效应是⼀种电现象,当叶⽚表⾯的电场强度⾜以使周围空⽓电离,从⽽产⽣闪光放电和电磁噪声 时,就会发⽣这种现象。在⻛⼒涡轮机中,叶⽚的⾼转速和恶 劣的天⽓条件会加剧这种电晕效应是指当叶⽚表面电场强度达到⾜以使周围空⽓电离时,产⽣的闪络放电及电磁噪声现象。在⻛⼒发电机中,叶⽚⾼速旋转与恶劣⽓象条件会加剧该效应。

电晕效应对⻛⼒发电机的影响主要体现在三个层⾯:

1. 叶片劣化 :持续放电会破坏防护涂层,导致叶片表面出现电蚀损伤

2. 雷击风险提升 :电晕放电产生的电离点可能成为引雷通道,增加结构遭雷击概率

3. 电磁干扰 :可能影响机组数据传输及电子传感器工作性能

3. CMEC在风力发电机中的应用

安装在风力发电机内部的CMCE可以实时吸收叶片旋转摩擦空气产生的电荷,而装在外部的CMCE可以吸收轮毂附近及机舱附近的感应电荷,从而保证风力发电机内外部的电场均衡且低,防止发生空气击穿。

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