项目背景 在隶属于 Naturgy 集团的 Mouriños 与 Monte Tourado-Eixe 风电场中，检测到与大气放电（雷击）相关的频繁事故，这些事故影响了风力发电机叶片及金属部件的完整性。尽管根据西班牙国家气象局（AEMET）与 IEC 62305 标准的数据，拉科鲁尼亚（A Coruña）地区的一般雷击密度（称为 NG）被评定为中等——每年每平方公里约 3 至 6 次放电——但由于风力发电机的高度、天气条件以及 Vestas V126-3.45 MW 机型的空气动力学特性相互叠加，导致出现了非典型的静电行为。 

 高湿度、强烈的温度梯度以及来自大西洋的频繁对流性风暴，使得该区域的大气环境更为复杂。尽管该地区的雷暴活动水平（ceraunic level）未达到极端值，但风力发电机的结构形态与材料组成显著提高了其发生放电的概率。 Vestas V126-3.45 MW 机型具有 90 米的轮毂高度和 61.6 米长的叶片（半径达 63 米），其叶尖的切向速度可超过每秒 75 至 80 米。在此高速状态下，空气颗粒与叶片复合材料表面之间的摩擦会引发摩擦起电效应，并在叶尖周围形成空气电离现象，特别是在相对湿度较低（低于 40%）的条件下尤为明显。

 这种现象会导致电荷逐渐累积，并使局部电场梯度升高，甚至可超过 3 kV/m，在某些尖端区域已接近空气介电击穿的极限（约 30 kV/cm）。因此，即便没有完全形成的雷雨云，也会产生向上的流光，从而容易启动放电过程。 如此一来，风机所面临的雷击风险不仅取决于当地的雷暴活动水平，还与转子系统的几何特征、表面导电性以及电位分布密切相关。在加利西亚的风电场中，由于存在含盐空气与强对流气流，大气导电性增加，使得风力发电机易于成为向上先导的优先发射体。

 安装前历史风险与事件 

在安装 CMCE Twin Max 系统之前，Monte Tourado-Eixe 和 Mouriños 风电场曾多次遭受雷击。2021 年至 2023 年间，维护团队记录了 74 起与电击直接相关的事件，造成接閃器、保护网以及金属接线端（如 SMT 或铜帽）损坏。这些事件导致风机非计划停机 48 至 72 小时，叶片更换成本高昂，并带来严重的运营风险。 

 “由于雷击，我们不得不更换 P.E. Monte Tourado-Eixe 的一支叶片，以及 Mouriños 的另一支叶片。这些叶片的碳纤维帽加强层压板出现了严重损伤，这些碳帽用于纵向加固叶片结构。” ——胡安·何塞·卡萨伊斯（Juan José Casais）- RES GROUP 

雷击事件统计（安装CMCE之前） 安装CMCE前的破坏记录 

 技术解读： 由于地形较高且直接暴露于大西洋对流锋面，Monte Tourado-Eixe 风电场的雷击发生率比 Mouriños 高出 64%。 超过 40% 的事件涉及金属接线端（SMT）受损，表明叶片尖端区域的电荷集中程度较高。 Aero 1 至 4 号风机受影响最为严重，显示出与局部电离和静电荷累积相关的重复放电模式。 这一背景凸显了引入主动式静电补偿技术的必要性，而非仅依赖传统的雷电传导系统（LCTUs）。最终选择了 CMCE Twin Max 解决方案，因其能够将大气电场强度维持在空气介电击穿阈值以下，持续释放累积的电荷，并稳定风力发电机所处环境的电势。 实施的解决方案 CMCE Twin Max 系统是专为高静电负荷环境（如风电场和海上平台）设计的，此次安装在三个风电场中，并与现有的雷电传导系统（LCTU）及结构接地系统直接连接。该安装工作于 2024 年 6 月完成，未对风力发电机的控制系统造成任何干扰，并已通过 RES Group 外部审计人员的验证，确认自投运以来未产生任何物理影响。 该系统共安装于 4 个 Naturgy 风电场。其中，特别针对那些根据历史数据每年遭受 3 至 4 次雷击的高风险风机进行了部署。 实施的解决方案 CMCE Twin Max 系统是专为高静电荷环境（如风电场和海上平台）设计的，已在全部三个风电场中安装，并与现有的雷电传导系统（LCTU）及结构接地系统直接连接。该安装工作于 2024 年 6 月完成，未对风力发电机的控制系统造成任何干扰，并已通过 RES Group 的外部审计人员验证，确认自投运以来未产生任何物理影响。 安装CMCE后雷击事故统计 结果与结论 经过超过 18 个月的连续运行，安装了 CMCE Twin Max 系统的风电场未再记录任何因雷击或放电系统异常引发的新事件。电气事件数量的减少证实了该系统在电磁场控制及减缓叶片表面电离现象方面的有效性。此外，该解决方案有助于延长现有防护系统的使用寿命，并减少因大气放电所导致的纠正性维护工作。 外部接触情况显示： 在超过 18 个月的持续运行中，受 CMCE Twin Max 保护的电场未出现任何新的雷击事件或放电系统异常。电气事件的减少验证了其在电磁场调控与叶片表面电离抑制方面的成效。同时，该方案也有助于延长现有防护装置的使用寿命，并降低与雷击相关的纠正性维护频率。 大气放电问题已在以下风电场中成功解决：Mouriños 01、Monte Tourado 04、Monte Tourado 11 以及 Pena Forcada – Catasol II 02，恢复了安全可靠的运行状态。 “未检测到任何可见或可归因于雷击的电击损伤或事件” ——项目实施与定期评估负责人 哈维尔·卡诺萨·卢赞（Javier Canosa Louzán） 未来实施计划： 目前，已识别出另外四个存在类似问题行为的风电场，目前正在对其进行分析，以制定并实施相应的技术解决方案。 获取完整报告，请联系我们