编者按：2009 年7 月29 日，第二届国际海上风电与传输大会在上海召开，会后相关企业领导与技术专家们对风力发电机的雷击现象表示担忧，而国内外也未在这一领域出台适用标准。因此，本文针对这一尚未解决的技术问题，介绍了相关标准情况，以及美国标准技术专家bruce glushakow 的标准制订技术建议，以供相关技术人员参考。
众所周知，风力发电机组通常分散安置在风能资源比较丰富的各种复杂地形带，如旷野、山顶等，同时风机叶片的高点达100 多米。在这种情况下，风机极易遭到雷击。目前，风电机组的单机容量越来越大，随着轮毂高度和叶轮直径的增高，雷击的风险也相对增加，雷击已经成了自然界中对风电机组安全运行危害最大的一种灾害。
雷电释放的巨大能量，会造成风电机组叶片损坏、发电机绝缘击穿、控制元器件烧毁等。目前，我国风电行业只能参照其他行业的标准，例如电力标准、气象标准等，同时验收标准也尚未统一。中科院电工研究所牵头制定的《风电机组的防雷标准》尚未完稿。
在此，本文介绍相关标准的现状，以及国。
外专家的一些相关建议。
一） 雷电保护标准。
现有应用于风力发电机的防雷电标准，有如下几项：
1.《iec61024 防雷电结构》；
2.《iec61662 雷电风险评估》；
3.《iec61312 1-5 抗雷电电磁激励》。
目前，世界上还未专门针对风力发电机防雷电制定标准，在实际生产中，主要参考2002 年颁布的iec/tr61400-24 ed.1.0，名为《风力发电系统——24 节：
雷电防护》。值得注意的是，在该文件的25 页注明：“此文件仅提供相关信息，非国际标准。
”但不能否定，iec/tr 614200-24 还是为风力发电机雷电保护相关标准的制定打开了大门。该文件包含了以下几个重要内容：
1. 风力发电机雷击损坏数据报告（章节4）；
2. 转子叶片、轴承和齿轮箱等部件雷电保护的综合分析（章节6 与7）；
3. 在内容与其他国际标准保持一致的基础上提出，防雷系统必须保证峰值。
电流200ka 时，风力发电机不受损害（段落5.3）；
4. 强调工作重点放在接地和焊接工序。
二） 雷电风险因素。
风力发电机雷击事故的统计数据证实了由欧盟授权，曼彻斯特大学研究的风电机抗雷击项目结论，即雷电对于风力发电机电子系统的间接影响的防护与直接影响同样重要。需要控制的雷电风险因素有以下三方面：
1. 直接雷击导致叶片损坏：雷击于叶片顶端或沿叶片边缘引起的损坏。几乎所有破坏风力发电机的雷击都会损害转子叶片。
2. 冲击电流引起的破坏：此类损坏是由源于叶片直接雷击或者连接的电力线、数据线的雷击所引起的。
3. 电压引起的破坏：此类损坏是由电路中压降所引起的，由于该电路是邻近引导闪电电流至地面的引下线。
三) 防雷标准建议。
kindred 应用软件的防护模型。
iec/tr 61400-24 中3.5 章节指出：“风力发电机的防雷问题不能与一般类似。
型式的建筑完全等同。”实际上，至少存在两种其他型式的建筑的防雷工作包含。
风力发电机所涉及的相关工作内容，但是不包括转子叶片（见下图）。例如，雷达天线塔和灯塔，在几何形状上都与风力发电机类似，并且同样大多坐落于非常偏僻和空旷的地区，容易遭受雷击。
经过数年的研究，美国联邦航空局（faa）得到了使雷达天线塔成功避开闪电的方法，并运用到联邦航空局上百个雷达天线塔上。同样，中国运输部门对上百个灯塔、d/gps 站和临海设施等建筑，经过数年防雷防闪电的实践性研究，于2005 年底，颁布了关于海洋设备防护条例。类似的成功经验不能完全照搬，但对风力发电机的防护工作有着借鉴意义。
接地系统。1. 风力发电机接地系统应该遵循iec/tr 61400-24 中的第9 章。
2. 在iec61024-1 和iec/tr61400-24 中表ii 中给出引下线的最小尺寸。
3. 环绕风力发电机外圈的环形接地部分需要与塔身相连。塔身的钢筋必须与风力发电机接地系统融为一体。
4. 接地部分必须与所有的驱动电极、地下金属物（储能罐、管道等）以及操控建筑的接地系统相互连接。在一个风电场中，所有风力发电机的接地系统都必须相互连接。
5. 接地系统结构力求紧凑。系统中任意部分离闪电打击点30米以上都无法降低雷电过压峰值。
6. 通过优化设计，保证接地系统的阻值控制在10ω以内。
7. 在任何时候，接地系统必须保持良好状态。通过年检及时发现接地系统的破裂、腐蚀、以及接地阻抗问题。
焊接和屏蔽。
如iec/tr61400-24 中第8.5 章节所述，所有系统和金属部件都必须焊接一体，然后通过一条低阻抗路径并入接地系统。
转子叶片。1.导体元件：转子叶片必须于导电元件相联，通过导电元件将闪电电流导向轮毂，避免电弧留在叶片内部。导电材料可以是叶片的边框或者表面。
2. 多个感受器：研究表明，只有内置防雷防闪电系统而不在叶片端部设置感受器，是无法保证长叶片免受雷击的。
长度小于30m 的转子叶片可在叶片表面设置一个感受器，而长度大于30m 的转子叶片则建议设置多个感受器。
轴承 轴承是仅次于叶片最容易受到直接雷击破坏的部件。统计数据显示仰俯轴承在运行期间几乎不会受到雷击损坏。总轴以及驱动系统中的轴承容易受到雷击，其原因是尺寸较小，同时转速较快。
因此，建议在有闪电威胁的时候，短时停止运转风力发电机。
控制系统。从3000 多台风力发电机遭受雷击破坏事故的统计数据显示，控制系统是风力发电机中最脆弱的部分。非常明显，单机遭受雷击对金属数据线也会产生影响。
风力发电机中的电子设备包括分布于整个风力发电机的控制和测量传感器。两个微处理器通常位于机舱和塔基。远距离数据监控则通过scada 连接实现。
1. 利用光纤电缆连接**或者scada。同时还应用于外部scada 网以及机舱控制器和塔座控制器之间的联系。
2. **或scada 系统使用到绞合铜线的部位，性能良好的接地系统将有助于抑制瞬态超压。
电气系统。一般而言，风力发电机的输出电压不高于690v，随后通过变压器达到提高至66kv 以上并传送至输电网。
1. 变压器：不同于传统配电变压器，雷电对风力发电机的影响通常产生于变压器第一侧（低压侧），而非第二侧（高压侧）。
2. 发电机： 雷击会打击到高压电网， 也会连结到变压器低压（400/690-v）侧。
基于这一原因，连接发电机与变压器的400/690-v 电缆必须配有浪涌电压保护器。因此，电气系统必须采用专为400/690-v 系统设计，并且最小电流峰值180ka（8/20μs）的浪涌电压保护器。
机舱外部附件。
位于机舱背部顶端的风速仪和风向标将风能信息提供给控制器，同时浪涌电压保护器防止过压对控制器部件造成损害。外部的信号灯提醒来往飞机，保护浪涌电压保护器。
闪电附着点。
容易受到闪电雷击的点必须得到重视。不能依靠“滚球法”，因为这种方法并未在风力发电机上得到评估或验证。闪电会打击到风力发电机每一个部位。
比较容易忽视的区域是机舱背部的结构支撑部位。
变流器。大多数大型风力发电机采用异步发电机，以便于直接并网。这些发电机无需设置变流器。在需要设置变流器的情况，必须同时安装浪涌电压保护器。