风电叶片的雷击损坏维修及防雷改造
风力发电机叶片损伤原因及维修措施
风力发电机叶片损伤原因及维修措施邮编:650200摘要：风力发电机在长期的运行过程中，由于受到了复杂化以及多变性自然环境因素的影响，从而造成了不同形式的损伤以及故障问题，且部分损伤在通常情况下难以得到有效避免，导致风力发电机叶片在运行的过程中，由于受到了机械传动的干扰，使其逐渐出现了断裂以及折断等情况，从而带来了停机问题。
现阶段针对风力发电机叶片在运行过程中所受到的损伤原因进行全面化的分析，并及时的找出完善的维修措施，提高风力发电机叶片损伤问题维修工作的整体水平，充分的满足社会生产以及日常生活的用电需求。
关键词：风力发电机；叶片损伤；产生原因；诊断措施；维修方法风力发电机叶片在运行的过程中，由于受到的恶劣环境因素的影响，并且遭受了较大的风力荷载，并且随时都有可能出现故障问题，从而对风力发电机带来严重的损害，通过对相关维修技术和管理措施的有效使用，采用先进的诊断技术，明确造成风力发电机叶片损伤问题的相关原因，及时对相应的故障区域进行有效处理，保障叶片的正常使用。
1. 风力发电机叶片在运行过程中出现损伤的相关原因1.1天气等方面的影响首先，雷击属于风力发电机叶片损伤问题的主要诱因，若叶片当中的留设空间受到了堵塞等问题的影响，则会在下雨天形成严重的积水情况，若遭遇到雷击等问题时，其内部的水分会瞬间蒸发，此时所产生的蒸汽压力会导致叶片出现爆裂等情况。
若无法针对叶片的连接点进行加固处理，并难以及时的清除叶片当中的杂质，不仅无法保障流水孔的畅通性，也会对由于雷击对风力发电机叶片所造成的损伤；若无法对风力发电机的防雷系统进行全面化的检查，则不利于保障系统运行的通畅性。
其次，风力发电机叶片在转动的过程中，由于超过了额定的风速限制，那么风力发电机会直接对叶片实施顺浆操作，避免叶片的荷载能力过大而受到损伤，但由于风速和风向具有不确定性，导致叶片受到了较大的剪切力，使叶片的荷载量超过了设计方案当中的荷载限制，导致叶片受到损伤。
风电场雷击事故原因分析与改进建议
◎陈珊珊风电场雷击事故原因分析与改进建议一、雷击对风机影响概述从世界范围来看，各国风力发电系统都存在一定的雷灾问题。
随着风电单机容量和风电场建设规模的的逐年增加，风机的安全稳定性问题尤为突出，影响风机安全稳定运行的原因众多，其中雷电是风机最为重要的影响因素之一。
一方面，风电场所处的自然环境通常比较空旷也极其恶劣，比如风能资源充足的山区，近海和戈壁，这种自然环境可能存在高温、高盐雾程度、高湿度等问题。
与此同时该种环境中风机的接地条件很复杂，风电场场址的土壤电阻率普遍很高，通过一般的接地设计很难将风机的接地电阻控制在安全标准范围内。
其次，风机自身结构高大，现今世界范围内新装设的风机，主用机型的容量通常在2.0-5.0MW 之间，大部分新装风机高度已达100~160m，加之风电机组在运行时桨叶的旋转作用，使得风机易被雷击。
再次，风机叶片、发电机、电控系统等各部分构造复杂，元器件灵敏度高，易受感应过电压的危害，由于内部空间有限，与建筑物防雷类别，设备的安装难以达到建筑物中所规定的最低的雷电安全距离，这对风机内部电子设备的防雷提出了更高的要求。
关于雷击导致的风电机组损坏问题，不同的机构发布的数据略有差异，但是都表明雷电是导致风电机组损坏的主要原因之一，统计数据表明雷击事故占风电场自然事故中的3/5以上，严重威胁风电场的安全稳定运行。
1995年，国际电工委员会就制定了IEC-61662标准。
2006年，国际电工委员会重新修订颁布雷电灾害风险评估标准，更名为IEC-62305。
其主要内容包括建筑物与服务设施的分类、雷电灾害与雷电损失、雷灾风险、防护措施的选择以及建筑物与服务设施防护的基本标准等。
同时IEC/TR-61400-24中也给出了防雷需要考虑的因素，主要内容包括风力发电系统的雷击灾害资料统计、雷击灾害风险评估、风电设施和人员安全的雷电防护、风机接地系统等内容。
二、直击雷对的风机结构的危害风电机组遭受雷击的过程实际上就是带电雷云与风电机组间的放电过程。
风机叶片防雷方案
风机叶片防雷方案随着现代工业的发展，风机在工业生产中扮演着重要的角色。
然而，由于环境中存在雷电活动，风机在运行过程中可能会受到雷击的影响，给设备带来损坏甚至事故风险。
因此，为了保证风机的安全稳定运行，我们需要采取一系列的防雷措施，特别是对风机叶片进行防雷处理。
在防雷方案中，我们需要对风机叶片进行良好的接地处理。
通过将叶片与地面建立良好的接触，能够有效地将雷电击中叶片的电流引导到地面，避免电流对叶片造成损坏。
为了实现良好的接地效果，可以采用压接式接地装置，将叶片与风机主体的金属结构连接起来，形成一个低阻抗的接地回路。
在风机叶片的设计和制造过程中，我们需要考虑雷电的冲击和电压的分布情况。
在叶片的设计中，可以采用导电材料或导电涂层来增加叶片的导电性，以提高叶片对雷电的耐受能力。
此外，叶片的形状和结构也应该合理设计，以减少雷电对叶片的冲击和压力，降低叶片损坏的风险。
为了进一步提高风机叶片的防雷能力，我们可以在叶片表面覆盖一层防雷涂层。
防雷涂层具有较高的导电性能，能够有效地将叶片表面的雷电电荷引导到地面，避免电荷积累和放电。
防雷涂层应该具有耐腐蚀、耐磨损和耐高温等特性，以确保其长期有效地保护叶片不受雷电的影响。
为了提高风机叶片的防雷能力，我们还可以在叶片表面安装雷电防护装置。
雷电防护装置可以通过改变雷电的传播路径，减少雷电对叶片的冲击和破坏。
常见的雷电防护装置包括避雷针、避雷网和避雷线等，可以根据具体情况选择合适的装置进行安装。
在实际应用中，为了确保风机叶片的防雷效果，我们需要定期对防雷装置进行检测和维护。
定期检查叶片接地装置的接触情况，保证接地导体和地面的良好接触；检查防雷涂层的磨损和老化情况，及时更换和修复；检查雷电防护装置的安装和接地情况，确保其正常运行。
此外，在雷电活动频繁的地区，还可以考虑增加防雷装置的数量和密度，以提高风机叶片的防雷能力。
风机叶片防雷方案是保证风机安全运行的重要措施。
通过合理的接地处理、设计和制造、防雷涂层和雷电防护装置的应用，能够有效地保护风机叶片免受雷电的影响。
风电叶片的雷击损坏维修及防雷改造
风电叶片的雷击损坏维修及防雷改造庄严全国风力机械标准化技术委员会IEC TC88/SAC TC50前言：随着风电整机出质保的比例不断增加，机组、叶片因雷损失的比例也不断扩大。
2014年业主统计发下按有200余只叶片损坏，其中因雷损失比例高达80%。
造成目前叶片因雷损失比例增高的主要原因是叶片防雷设计基本没有进行雷击设计验证、叶片防雷系统有效接闪率低、接闪器设计冗余不足导致的。
本文将对叶片的因雷损失进行分析，并提出一种针对既有叶片的防雷改造方案。
关键词：叶片防雷有效接闪率雷击导流器1.叶片防雷系统的缺陷叶片防雷是一个近年逐渐被提及的问题，早期对于叶片厂、业主而言很少会提及叶片的防雷问题，主要原因在于装机总量低，因雷导致的叶片损坏比例小。
而随着全国装机总量的不断突破，装机密度的不断增加，雷电灾害引起的防雷问题，逐渐得到了业主、叶片厂和行业的重视。
早期的叶片主要被国外企业所控制，对于国外企业的叶片防雷系统设计耐受水平较低，并不适用与高雷暴活动区域。
主要原因在于：以欧洲为代表的叶片制造企业所处的为主均泉流雷电活动较低的地区，年均雷暴活动密度不足每平方公里5个闪电（地闪），这个数据从德国和丹麦多年雷击统计可以发现，在德国和丹麦多年统计的雷击数据总量不如我国一年发生雷击总量；在这种气候条件背景下，国外的叶片防雷设计一直处于较低的耐受水平。
而对于国内，我国多数地区属于强雷暴活动区域，加之装机密度高，单位区域的雷电活动比例远远高于国外，因此，采用较低防雷耐受水平的产品在国内必然会出现水土不服的问题，叶片因雷损坏率高就说明了这个问题。
其次，从技术从面上看，早期的叶片防雷系统并没有进行防雷系统的实验验证。
无法从叶片的出厂报告中获知叶片防雷系统的有效接闪率是多少,叶片可耐受的超值雷电流峰值是多少。
任何应用于风电行业的产品都是经过试验验证的，而最为重要部件的叶片防雷系统却很少听到有那个厂家做过叶片的雷击试验验证。
这就导致了行业中叶片防雷系统有效接闪率低下、防雷系统无效的现状。
风力发电机组叶片雷击损伤及防护措施
风力发电机组叶片雷击损伤及防护措施马磊(三峡新能源施甸发电有限公司云南保山678200)摘要：近几年新建的风电场大多数都选址在高山上，地形复杂，雷暴日较多，随之而来的是风力发电机组叶片受雷击的风险也进一步加大。
叶片在风电机组中位置最高，是雷击的首要目标，是最容易受到雷击损伤的部件，因此叶片是整个风电机组防雷保护的重点。
对此，该文就风力发电机组叶片雷击损伤的机理及防护措施进行简单的分析，并提出一些可供参考的意见与措施。
关键词：风力发电机组叶片雷击防护中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1672-3791(2022)01(a)-0051-04 Lightning Damage of Wind Turbine Blade and Its ProtectiveMeasuresMA Lei(Three Gorges New Energy Shidian Power Generation Co.,Ltd.,Baoshan,Yunnan Province,678200China) Abstract:In recent years,most of the newly-built wind farms are located on high mountains,with complex terrain and more thunderstorm days,followed with the further increase of the risk of lightning stroke on the blades of wind turbines.The blade is the highest position in the wind turbine,which is the primary target of lightning stroke and the component most vulnerable to lightning damage.Therefore,the blade is the focus of lightning protection of the whole wind turbine.In this paper,the mechanism and protective measures of lightning damage to wind turbine blades are briefly analyzed,and some suggestions and measures for reference are proposed.Key Words:Wind turbine;Blade;Lightning strike;Protect雷击是对风电机组安全稳定运行危害最大的一种自然灾害。
风机叶片防雷方案
风机叶片防雷方案一、引言风机叶片是风力发电系统中非常重要的组成部分，其主要功能是将风的动能转化为机械能，推动发电机转子产生电能。
然而，在雷电活动频繁的地区，风机叶片容易成为雷击的目标，造成严重的损坏甚至破坏整个风机系统。
因此，采取一系列的防雷措施对于确保风机叶片的安全运行至关重要。
二、风机叶片防雷方案1. 金属导电材料覆盖在风机叶片表面覆盖一层金属导电材料，如铝板或铜板，可以有效地分散雷电的能量。
这样一来，当雷电击中风机叶片时，金属导电材料能够迅速将雷电能量传导到地面，减小雷击对风机叶片的损害。
2. 接地系统建立良好的接地系统是防雷的重要措施之一。
通过将风机叶片与地面建立良好的导电连接，可以将雷电能量迅速地引导到地面，保护风机叶片免受雷击的破坏。
为了确保接地系统的效果，需要定期对接地系统进行检测和维护，确保接地电阻符合要求。
3. 轴向封闭设计采用轴向封闭设计可以有效地减少雷电击中风机叶片的可能性。
轴向封闭设计是指在风机叶片的轴向方向上设置避雷装置，将雷电能量引导到地面，避免雷电直接击中叶片表面，从而减小雷击对叶片的影响。
4. 导电涂层在风机叶片表面涂覆一层导电涂层，可以增加风机叶片的导电性能，进一步分散雷电能量。
导电涂层通常采用导电聚合物或导电涂料制成，能够有效地吸收和分散雷电能量，保护风机叶片不受雷击的损害。
5. 避雷针在风机叶片的高处设置避雷针，可以有效地吸引雷电，保护风机叶片免受雷击的破坏。
避雷针通常采用尖锐的金属材料制成，能够在雷电来临时迅速释放电荷，将雷电引导到地面，减小雷击对风机叶片的影响。
6. 雷电监测系统安装雷电监测系统可以实时监测风机叶片周围的雷电活动情况，及时预警并采取相应的防护措施。
雷电监测系统通常由雷达、传感器和监测设备组成，能够准确地监测雷电的强度、距离和方向，为风机叶片的防雷提供有效的数据支持。
7. 定期检查和维护定期对风机叶片进行检查和维护是确保其防雷效果的重要环节。
风力发电机叶片雷击损害机理及有效防护
风力发电机叶片雷击损害机理及有效防护【摘要】各种家电的使用和购买量不断的增加，人们对电能的需求也不断的增加。
风电机组的容量不断的扩大，风力发电的规模也不断的扩大，但是随之而来的是风力发电机的叶片遭受雷击的风险也不断的提高，叶片是整个的发电机中最容易受到伤害的组件。
我国目前对于如何有效的对风力发电机的叶片进行防雷方面的研究还比较的稀少，研究的进展也不够多，。
所以本研究主要的分析了风力发电机的叶片受损的几种情况，以及受损的机理。
并且根据国内外的经验整理出了几种对叶片的保护措施，以期对我国的风力发电的叶片防护起到一定的积极作用。
【关键词】风力发电机；雷击损害；叶片防护引言风力发电机组的容量不断的增大，轮毂高度也从原来的50m左右升高到目前的150m多，一般的叶片的高度就长达30多m，由于一般的风力发电机都安装在比较开阔的低于，所以，风力发电机组遭受雷击的风险和概率就比较的高，在一般的雷击事件中，因为雷电的巨大功率而释放的能量能够使得风机的叶片发生爆裂、电机组的自动化控制和通信原件被烧坏以及电气绝缘被击穿等现象。
在电机组遭受雷击的事件中，一般风机遭受损害最严重的是控制系统，占50%左右，叶片被损害的概率将近20，电气系统的占有25%左右，其他的发电机身等占有5%左右。
目前我国在控制系统等的防护方面已经取得一定的进展，但是在叶片的防护方面却比较的落后。
1、风力发电机叶片结构和损害机理1.1叶片结构风力发电机的叶片是由一种复合材料制造成的薄壳结构。
一般有根部、外壳和龙骨三个部分。
常见的有尖头型、钩头型、平头型以及带襟翼等类型。
根部的材料一般是金属制物，外壳的材料主要是玻璃钢，龙骨的材料一般是玻璃纤维增强型的符合材料或者是碳纤维的增强型复合材料。
风力发电机组的设备昂贵，若叶片遭受损害会产生巨大的损失。
据不完全统计，全球每年将近有2%的风机叶片遭受到雷电的袭击，一般的雷击只发生的叶尖部分，修理的费用比较的少，但是在很多的情况下，雷击会使得叶片发生爆裂的情况，这样就会使得要更换整个的叶片。
风电机组叶片防雷检查
关于叶片防雷及接地的避免措施和检查方法整理如下，希望有所帮助。
一、目前叶片雷击基本为：雷电释放巨大能量，使叶片结构温度急剧升高，分解叶片内部气体高温膨胀，压力上升造成爆裂破坏（更有叶片内存在水分而产生高温气体，爆裂）。
叶片防雷系统的主要目标是避免雷电直击叶片本体而导致叶片损害。
经过统计：不管叶片是用木头或玻璃纤维制成，或是叶片包导电体，雷电导致损害的范围取决于叶片的形式。
叶片全绝缘并不减少被雷击的危险，而且会增加损害的次数。
多数情况下被雷击的区域在叶尖背面（或称吸力面）。
根据以上叙述，叶片防雷设计一般在叶尖装有接闪器捕捉雷电，再通过敷设在叶片内腔连接到叶片根部的导引线使雷电导入大地，约束雷电，保护叶片。
二、按IEC61400-24标准的推荐值，叶片防雷击铜质电缆导线截面积最小为50平方毫米。
如果为高发区，可适当增加铜质电缆导线截面积。
三、我集团近期刚出的一个检查标准：1、叶片吊装前，逐片检查叶片疏水孔通畅。
2、叶片吊装前，逐片检查叶片表面是否存在损伤。
3、叶片吊装前，应逐片检查叶片防雷引下线连接是否完好、防雷引下线截面是否损伤，检测叶片接闪器到叶片根部法兰之间的直流电阻，并做好检测记录。
若叶片接闪器到叶片根部法兰之间的直流电阻值高于20 mΩ，应仔细检查防雷引下线各连接点联接是否存在问题。
叶片接闪器到叶片根部法兰之间直流电阻测量采用直流微欧计、双臂电桥或直流电阻测试仪（仪器分辨率不低于 1 mΩ），采用四端子法测量，检查叶片叶尖及叶片上全部接闪点与叶片根部法兰之间直流电阻，每点应测三次取平均值。
4、机组吊装前后，应检查变桨轴承、主轴承、偏航轴承上的泄雷装置（碳刷、滑环、放电间隙等）的完好性，并确认塔筒跨接线连接可靠。
表1 防雷检查及测试验收清单。
雷击对风力发电机组的影响及改进措施
雷击对风力发电机组的影响及改进措施作者：李高峰、雷启龙、黄瑞芳黄瑞芳工作单位：内蒙古电力工程技术研究院内蒙古邮编： 010010雷启龙、李高峰工作单位：国华（河北）新能源有限公司邮编： 076750摘要：运行中的风力发电机组，遭受雷击屡见不鲜，损坏设备，造成巨大损失，甚至危害人身安全。
为此，本文说明雷击对风力发电机组危害的严峻性，分析雷击对风力发电机组的影响机理，指出改善风力发电机组防雷的改进措施，必须从设计标准、建设质量等根本环节着手，使风力发电机组雷电防护做到科学、有效、经济。
关键词：风力发电机组；雷击；外部雷电；内部雷电；1 雷击对风力发电机组的影响风力发电特点是：风机分散安置在旷野，大型风机叶片高点(轮毂高度加风轮半径)达89～117m，易受雷击；风力发电机组的电气绝缘低(发电机出口电压690V，且大量使用自动化控制和通信元件)。
因此，就防雷来说，其环境远比常规发电机组的环境恶劣。
风力发电机组是风电场的贵重设备，价格占风电工程投资60％以上。
若其遭受雷击(特别是叶片和发电机贵重部件遭受雷击)，会造成风力发电机组叶片爆裂、电气绝缘击穿、自动化控制和通信元件烧毁等等。
除了损失修复期间应该发电所得之外，还要负担受损部件的拆装和更新的巨大费用。
丹麦LM公司资料介绍：1994年，在雷电活动少的丹麦境内注册的运行风机，受到雷害损坏超过6％，修理费用估计至少1500万克朗（当年丹麦装机540MW，平均2．8万克朗/MW )。
按LM公司估计，世界每年有1％～2％的风力发电机组叶片受到雷电袭击。
叶片受雷击的损坏中，多数在叶尖，是容易被修补的，但少数情况则要更换整个叶片。
雷击风机常常引起机电系统的过电压，造成风机自动化控制和通信元件的烧毁、发电机击穿、电气设备损坏等事故，所以，雷击是威胁风力发电机组安全经济运行的严重问题。
2影响机理分析因风力发电机组所处的地形位置不同，雷击事故率有所不同，地处山区的风力发电机组其雷击事故率最高；且雷击事故中，大部分不是由于直击雷引起的，而是非直接累积造成的损害。
风电机组叶片维护装备的防雷与避雷技术研究
风电机组叶片维护装备的防雷与避雷技术研究随着可再生能源的快速发展，风电成为了一种具有广泛应用前景的清洁能源。
然而，在风电机组运行过程中，叶片往往会受到雷击的危害，导致设备故障和停机时间增加，对风电系统的稳定运行产生不利影响。
因此，为了确保风电机组的可靠性与稳定性，研究风电机组叶片维护装备的防雷与避雷技术势在必行。
风电机组叶片遭受雷击的原因可以归结为以下几个方面：一是机组所处的环境，如地理位置，气象条件等，这些因素都会影响雷电活动的频率和强度；二是叶片本身的材料与几何结构，这些因素会极大地影响雷电击中的概率和受损程度。
因此，通过合理的防雷措施和装备设计，可以有效地减少叶片遭受雷击的风险。
首先，对于风电机组叶片的防雷问题，一个重要的解决方案便是在叶片表面涂覆导电涂层。
这种导电涂层能够将雷电击打到叶片表面的电流导向机组内部的设备，而不会对叶片造成严重的破坏。
此外，导电涂层还能提高叶片本身的导电性能，能够在叶片表面积累的静电通过导电涂层迅速放电，减少静电积累带来的风险。
其次，风电机组叶片的避雷装置也是防止叶片雷击的重要手段之一。
常见的避雷装置包括避雷带、避雷线和避雷网等。
这些避雷装置通过将叶片与地面建立起静电屏蔽层，从而减少雷电击中叶片的概率。
同时，避雷装置还能将叶片上积累的静电快速导向地面，降低静电积累带来的风险。
除了上述的防雷装备，风电机组叶片的维护与运行也需要注意一些细节，以确保叶片的防雷性能能够长期有效。
首先，定期进行叶片维护与检查是非常必要的。
在维护过程中，要仔细检查叶片的导电涂层是否存在磨损、老化或损坏的情况，及时进行修复和更换。
此外，还要检查避雷装置的连接是否良好，保证其正常工作。
其次，要加强对风电机组叶片的监测。
通过使用先进的监测设备，可以实时监测叶片的静电积累情况，提前发现叶片的雷电危险和隐患，及时采取措施进行防护和修复。
此外，对于风电机组的整体设计和布局也需要考虑雷击的因素。
例如，可以合理选择机组建设的地理位置和叶片材料，使其能够更好地抵御雷电攻击。
风力发电机直击雷的防护
风力发电机直击雷的防护摘要：本文介绍了风力发电机叶片的结构特点和直击雷防护措施，对于目前常用的直击雷防护措施进行了分析和比较，并就风力发电系统接地工程提出了一些建议。
关键词：风力发电；直击雷防护；新能源引言风力发电是新能源产业中的重要组成部分，截至2007年全球风电装机容量已经突破9万MW，我国预计到2010年风电装机容量将达到2000万kW，年发电量为400亿k W·h。
可见，未来几年风电产业将成为国内的支柱产业，也将带动一批相关的上下游产业的高速发展，风电系统防雷也将成为重要的组成部分。
1 风电防雷系统的组成针对风力发电机组的防雷，按照风力发电机的结构特点可分为直击雷防护和雷电电磁脉冲防护两部分:1.1风力发电机的直击雷防护(1) 叶片的直击雷防护；(2) 机舱及塔桶的等电位链接；(3) 风机的接地设计1.2风力发电机雷电电磁脉冲防护系统的组成(1) 电控系统的雷电电磁脉冲防护;(2) 信号控制系统的雷电电磁脉冲防护;(3) 等电位及屏蔽防护本文重点介绍风力发电系统直击雷防护系统中叶片的防雷特点和工程接地。
2 风力发电机组叶片的防雷从图1可见，风力发电机组中最高部分就是叶片的最高高度，当叶片运行到最高高度时，即可视为避雷针形成引雷通道，是目前全球范围风力发电机遭雷击破坏影响最大的一种情况。
对于风力发电机的叶片防雷，全球各风电设备制造厂商都采取了不同的防护措施，也都取得了一定的效果，对于目前行业中风电叶片的防雷措施本文也会做一下简单的比较。
图2 叶片的雷电放电测试(LM公司资料)2.1 叶片的结构目前，风力发电机组的叶片都是由复合材料制成的大型中空结构，如玻璃纤维增强的复合材料GRP(玻璃钢材料)，木材、复合板材和碳纤维增强塑料（CRP）。
碳纤维增强塑料（C RP）一般用于加强叶片的结构或特殊元件（如：带翼尖失速制动装置）的叶片变浆轴。
早些时间，一些观点认为雷电不会击中绝缘材料制成的叶片上，可是，实际的运行经验彻底的打破了这种观点，事实上，雷电会击中没有任何金属材料的叶片上，从而导致整机的火灾。
浅谈风电叶片的雷击损坏维修及防雷改造
浅谈风电叶片的雷击损坏维修及防雷改造发表时间：2020-12-15T14:58:48.197Z 来源：《电力设备》2020年第29期作者：戴斌[导读] 摘要：风电叶片一旦遭雷击，则极易损坏，需及时得到有效地维修处理及改造优化，才能更好地确保风电叶片抗雷击能力得到增强。
（江西大唐国际新能源有限公司江西南昌 330000）摘要：风电叶片一旦遭雷击，则极易损坏，需及时得到有效地维修处理及改造优化，才能更好地确保风电叶片抗雷击能力得到增强。
鉴于此，本文主要围绕着风电叶片雷击损坏方面维修和防雷改造开展深入的研究和探讨，期望可以为更多技术人员提供有价值的参考意见。
关键词：雷击；风电叶片；防雷改造；损坏维修风电叶片实际运行期间，受雷击影响下内部构件极易受损，对此综合分析风电叶片雷击损坏方面维修和防雷改造，有着一定的现实意义和价值。
1、风电叶片的防雷系统缺陷及雷击损伤基本损伤特点1.1 在风电叶片的防雷系统缺陷层面从技术层面分析，叶片防雷综合系统早期并未经防雷系统试验验证。
难以从叶片出厂报告当中获取风电叶片内部的防雷系统具体接闪率，在一定程度上，叶片自身耐受超值即雷电流最高参数值。
接闪装置和引下线，属于叶片防雷综合系统核心装置。
在标称可耐受性首次200KA雷击叶片上面可了解到，经雷电流40KA情况下，接铝合金材料接闪装置，金属升华会产生，叶片表面处蒙皮温度升高后，会有损伤或者开裂现象产生[1]。
1.2 在雷击损伤基本特点层面风电叶片依照着实际损失特点主要包含着电气损伤、机械损伤。
无论是电气损伤，还是机械损伤，内含可修复性与功能性这两种不同损伤，下列为详细描述分析：一是，机械损伤即叶片受雷电接闪影响，结果与表面有机械损伤产生，包含着叶片断裂、蒙皮开裂、叶尖炸开等现象。
结合损伤程度，叶片严重炸裂即为功能损伤当中不可修复性；轻度者及蒙皮处开裂大部分因引下线位置电磁力层面因素而产生的叶尖开裂这一现象，从属可修复的损伤类型；二是，叶片电气损伤和机械损伤往往存在着较大差异性。
风机叶片雷击损伤及防护研究进展综述
风机叶片雷击损伤及防护研究进展综述摘要：随着风能的发展，风能叶片面临着更大的风暴冲击风险。
叶片是风力发电部件设计中最容易受到雷击的，而维修成本最大，导致停机时间，而叶片层最易受雷击影响，因此对叶片层的损伤研究尤其重要。
目前，对叶片雷击造成的伤害的研究主要使用实验和模拟方法，宏观质量研究，缺乏内部材料损坏机制。
关键词:风机叶片；雷击损伤；防护引言雷击是对风电机组安全稳定运行危害最大的一种自然灾害。
闪电释放的巨大能量会对风机叶片造成损坏。
根据统计，遭受雷击的风电机组中，叶片损坏的占20%左右。
叶片是风力电发电机组最重要的部件之一，也是所有部件中最容易受到雷击的部件。
大部分雷击事件只是损坏叶片的叶尖区域，少量的雷击事件会使整个叶片损坏。
因此，叶片的防雷措施非常重要。
一、叶片损伤机理由于风力发电机通常安装在在开阔的平原地带或者海面上比其他相邻物体高风机和叶片最可能引发迎面先导从而导致雷电直接击在风力发电机和叶片上。
当叶片受到雷击时，会释放巨大的能量，进而使叶片的温度急剧上升，叶片由于受到高温影响迅速膨胀、压力大幅上升从而出现爆裂现象。
相关研究人员对叶片内水汽的热膨胀进行了测试，发现水蒸气在电阻加热情况下气体机会迅速上升，由于叶片内部不同材质、不同结构的水蒸气分布差异较大，因此很容易在遭受雷电后出现急剧膨胀的现象，从而造成叶片损害，如边缘开裂、黏结处开裂、纵向裂纹等，严重时叶片部分甚至会全部损坏。
在一些较为特殊的条件下，压力波甚至会沿着被雷击袭击的叶片传播，通过风机轮毂进一步传导至另一叶片，造成多个叶片的故障。
风机叶片中位于叶片内部的导体与叶片尖部的雷击点一般是内部电弧出现的位置，其受损位置主要集中于叶片尖端区域，主叶片并不会受到损伤。
雷击造成的叶片损坏通常分为电效应、热效应以及机械效应。
叶片开裂（机械破坏）、金属部件熔化或烧坏及复合材料表面灰化（热效应）是叶片遭受雷击之后较为典型的损坏方式。
因此，对叶片造成严重损伤就是由于在叶片内部围绕雷电电弧所形成的冲击压力波。
浅谈风电叶片的雷击损坏维修及防雷改造
浅谈风电叶片的雷击损坏维修及防雷改造摘要：中国是风力发电发展最快的国家，特别是2017年7月国家能源局正式发布了《国家能源局关于可再生能源发展“十三五”规划实施的指导意见》，计划在2017年至2020年期间在全国建造新的风力发电设施，总发电量为110.41千兆瓦。
随着风力发电设施的迅速发展，风力发电系统的安全，特别是雷击的安全受到前所未有的关注，国内外的案例表明闪电是严重威胁风力发电设施安全的主要问题之一。
在高原、沿海和海洋等开阔地形条件下安装的风力发电机组的高度通常超过100米，叶片位于机组的最高位置，是最容易受到雷击影响的部件。
由于叶片的长度和重量、运输和更换困难以及维修费用高，雷击造成的停机时间和维修费用巨大。
因此，在叶片设计的早期阶段就考虑到了叶片的防雷问题，优化和有针对性的设计可以大大降低维护成本，提高风力发电阶段的运行可靠性。
关键词：风电叶片；雷击损坏；维修引言为响应国家“碳达峰，碳中和”的要求，风力发电得到迅猛发展。
由于风力发电场的特殊地理位置，风力发电机组的雷击事故突出，叶片是风力发电机组的最高组成部分，其防雷系统无法提供有效的保护，频繁的雷击事故严重威胁到风力发电场的安全稳定运行，因此需要优化系统设计叶片表面雷电风险分布是叶片防雷系统优化设计的基础。
对风电场运行数据进行统计分析和模拟计算是实现叶片表面闪电风险分布的两种有效方法。
但是，随着装机容量的增加，叶片长度加长，叶片闪电风险分布特性相应变化；风电场运行数据的统计分析方法不能有效支持叶片防雷系统的优化设计。
因此，迫切需要进行模拟计算，并研究风力发电机组叶片闪电风险的分布特征。
1防雷原理对于一般叶片，由于接闪器在叶片外表面，因此产生的上行链路指示灯发展最快，会优先与雷电下行先导汇合，接闪器会优先成功接闪，避雷针是机舱上的，雷击机舱才会通过避雷针导入大地，普通叶片是雷击大概率先击中叶片接闪点，再流经叶片接地线导入大地。
随着叶片运行时间的增加，叶片盘柜的绝缘性能逐渐降低，一些导体也在表面产生(例如，污染物、杂质和水溶液可以排出，碳纤维也可以导电)。
风轮叶片雷击损伤分析及防护设计优化
风轮叶片雷击损伤分析及防护设计优化付磊1熊秀1陈淳2（1、西安爱邦电磁技术有限责任公司西安市710000）（2、中材科技风电叶片股份有限公司北京市100000）前言风轮叶片是风力发电机组中最容易遭受雷击的部件，提高叶片的雷电防护效果是保证风力发电机组连续稳定运行的因素之一。
参考相应的标准，并根据实际情况，对叶片雷击损伤因素进行了分析，提出了一些可提高叶片的雷电防护效果的优化设计思路与方法。
关键词风力发电；风轮叶片；雷电防护0引言风能是世界上清洁能源利用中最具商业价值的能源，是未来可再生能源领域里重要一员。
目前，风力发电机组的装机量越来越大，与之相配套的叶片防雷技术的发展也在发展。
叶片防雷技术会影响风力发电机组的可靠运行，随着风力发电机组高度和叶片长度的增加，雷击风力发电机组和叶片的概率也会增长。
风轮叶片是风力发电机组中最容易遭受雷击的部件，其良好的防雷设计是保证风力发电机组连续稳定运行的决定因素。
1风力发电机组遭受雷击现状风电机组一般都设置地理位置较高的区域，由于周围缺少其他高大物体，因此它更容易吸引雷电。
另外，随着风场的开发，雷暴日较少的风场其装机已接近饱和，很多机组不得不安装在雷暴条件比较恶劣的地区。
从叶片雷击的损伤位置来看，叶片尖部区域更容易遭受雷击，从叶片切面来区分的话，后缘比前缘更容易遭受雷击。
从叶片受雷击的损坏程度来看，接闪器的损伤是最容易修复的；考虑叶尖区域的受力和结构特性，该区域的壳体损伤也相对容易修复；如果在叶片中部，雷击造成了引下线的损伤，就比较难修复了；更严重的雷击则会造成叶片本体大范围的损伤，叶片则需要整体更换。
2叶片防雷方式简介雷电防护的机理为接闪器定点引雷接闪、引下线导流。
现代的风轮叶片的防雷系统主要由叶尖接闪器、叶身接闪器、引下线系统组成。
发生雷击时通过接闪器接闪，然后通过叶片引下线系统传导至主机引下线系统，最后将雷电导入大地。
该方案是叶片防雷最通用的一种方法，其效果也得到了实际运行的验证。
风电场风机叶片的损坏与防护
风电场风机叶片的损坏与防护摘要：本文主要介绍风电场叶片损坏的危害，主要部位、原因以及防范措施。
通过本文的介绍，旨在为同类型风电场的运行和维护提供丰富的经验，保证风电场的安全稳定运行。
关键词：风机运维；叶片；防护目前，随着低风速发电技术的进步，内陆风电发展迅速，但是国内风场的配套服务机制尚不完善，尤其针对叶片的维护保养，还没有引起风电行业的普遍重视。
叶片承受载荷大，运行环境恶劣，风吹、日晒、雨淋、雷击、腐蚀等等都会对叶片的寿命造成巨大影响，因此随着运行年限的增长，随时都会出现一些意想不到的损伤甚至事故，直接影响风机的运行安全和风电场的经济效益。
因此运行维护过程中如何做好叶片的检查及修复是减少叶片损坏，减少企业损失的重要手段。
1 叶片损坏的主要部位风电叶片受损的主要部位集中在叶片前缘，并且离叶尖越近越容易受损。
这是因为：叶片前缘外侧由于受到风力的摩擦，以及沙粒，盐雾，雨水的冲击，是风电叶片上最容易出现磨蚀的部位。
叶片前缘内侧由于安装及日常运维过程中小螺帽、小螺栓等异物进入叶片，在风机运行过程中离心力的作用对叶片产生损伤，加上叶尖前缘部位比较薄，而且叶尖运转线速度很大(70m/s，相当于跑车速度），因此该部位在内、外力的作用下磨蚀最为严重。
加上风电叶片前缘磨蚀之后，得不到及时的发现与维修，随着时间的推移，叶片会发生更为严重的损伤。
由于叶片损坏造成造成3叶片平衡状态破坏，造成发电机及机舱振动保护动作造成停机。
如果发生在风速变化比较大的时候严重的会造成叶片断裂，如果风机保护失效或者刹车系统延迟动作，将会给风机轴系及塔筒造成严重危害。
2 防止叶片损坏采取的措施2.1叶片目视检查为了避免损坏造成的电量损失及其他经济损失。
必须加强风电机组叶片的巡视检查的质量。
传统的叶片巡视检查主要依靠运维人员用望远镜检查，主要检查：叶根密封胶是否开裂、剥落；叶片表面的盐雾、油污、静电灰等污垢，对是否需要清洗进行评估；叶片尾边或导向边是否开裂；是否有裂纹、气泡、凸起、麻面、砂眼等现象；叶片表面的胶衣是否腐蚀、剥落；叶片表面是否有雷击破损处。
风力发电机叶片雷击接闪特性及防护措施
风力发电机叶片雷击接闪特性及防护措施发布时间：2021-06-24T16:57:47.543Z 来源：《中国电业》2021年7期作者：严北斗[导读] 近年来，在国家的大力提倡之下，清洁能源的使用逐渐被重视起来严北斗大唐云南发电有限公司新能源分公司?云南昆明 650000 摘要：近年来，在国家的大力提倡之下，清洁能源的使用逐渐被重视起来。
其中，风力发电已经成为我国向清洁能源转型的核心之一。
但是由于其特殊的建筑环境和本身的建造特点，风力发电机叶片受到雷击的风险不容小觑。
目前已有的防范技术在随着风力发电机装机容量的大幅提高已逐渐失去作用。
本文旨在对风力发电机叶片的接闪特性进行分析并进一步提出针对现有情况行之有效的防范措施。
关键词：风力发电机；叶片；雷击接闪特性；防护措施；一、引言随着生态环境的日益严峻，传统能源的逐渐枯竭，风能作为新型能源之一被逐渐重视。
近年来，国家政策也有向这方面大幅度倾斜。
但是由于其独特的建筑特性，使其很容易受到雷击的损害。
一方面雷击使受击叶片膨胀受损，会直接损坏叶片，使之失去工作能力。
另一方面，剧烈的雷击在叶片接闪失败的时候会在短时间内产生剧烈地电磁变化，从而导致风力发电机的集电箱受损，不但造成电力损失，也会使整个风机完全报废。
每年由于雷击造成风力发电机损害直接导致的经济损失是相当巨大的数目。
针对风力发电机雷击接闪特性进行分析并对接闪系统进行优化是亟待解决的问题。
根据多年来的自然观察，将风力发电机的接闪特性分为四个方面：上行先导，旋转叶片接闪特性，风力发电机群边缘效应，沿海易损问题。
二、风力发电机叶片的接闪特性2.1上行先导首先，要明白上行先导的物理含义—一种自地面向放电源延伸的电荷先导通道，与之相反的是下行先导现象，下行先导是从放电源向地面逐渐延伸的先导通道，当两种先导通道汇聚在一起时就会产生剧烈地放电现象。
近年来，随着风力发电机装箱容量的提升，风机高度和叶片长度逐渐增加，随之而来的则是雷击放电导致损坏的叶片数逐年上升。
风电机组雷击损伤分析与防护
风电机组雷击损伤分析与防护摘要：风能越来越被认为是清洁的可再生能源。
中国的风力发电储量庞大，分布广泛，风力发电正在迅速发展，成为仅次于欧洲、美国和印度的世界主要市场之一。
随着风力发电自主能力的提高，风力发电塔越来越高。
此外，大型风力发电机通常安装在开阔的山区或山区，这增加了它们闪电的可能性。
例如，对风力涡轮机的防雷设计给予了相当大的关注。
本文将介绍机组雷电的特点和叶片及轴承部件雷电的破坏机理，探讨机组直接雷击的防护措施。
关键词：风能；风力发电机；雷电防护；措施分析；前言由于风力发电机所处的地理位置和建筑结构，闪电撞击的可能性增加，从而使闪电成为影响风力发电机安全运行的一个重要因素。
应根据风力发电机的特点和风力发电场的实际情况来考虑风力发电机的防雷问题。
根据综合管理、全面防御、多重保护和分层保护的原则，雷击防护系统的工程设计应采用防雷和防雷电磁脉冲法，以减少直接闪电和灵敏闪电对风力单位的影响。
一、风力发电机组雷击特性1.雷击部位风力发电一般建在沿海地区、高山等由于其独特的结构，它们很容易在该国不同地区的不同情况下引起风暴。
根据调查数据和使用滚动球法进行的研究，受闪电影响的风力发电机的主要组成部分是叶片、风球、电力系统、控制系统(轴承、舱)和发电机。
2.雷击概率分析在国外进行的研究表明，闪电对风力发电机的影响率如下:叶片(15-20%)、电力系统(15-25%)、控制系统(40-50%)和发电机(5%)。
从图1的几何角度来看，当单位高度和叶片长度增加时，沿单位滚珠丝杠产生的空间照度会增加和增加，从而增加闪电撞击单位的可能性。
由于叶片位于不同的空间位置，因此单位空间的照度曲面也会发生变化。
研究表明，叶片的单位高度和长度与闪电的概率直接相关，叶片的倾斜对单位闪电的概率有重大影响。
国外实验数据表明，当一个刀片直接向上滚动时，被闪电击中的可能性最大，另外两个刀片正好在两侧。
图1显示了正上方的叶片，通过左侧和右侧叶片的最外侧点与地面上的两个点相切，形成了一个曲面。
雷击对风力发电机组的影响及改进措施
雷击对风力发电机组的影响及改进措施雷击对风力发电机组的影响及改进措施1 雷击对风力发电机组的影响风力发电特点是：风机分散安置在旷野，大型风机叶片高点(轮毂高度加风轮半径)达89～117m，易受雷击；风力发电机组的电气绝缘低(发电机出口电压690V，且大量使用自动化控制和通信元件)。
因此，就防雷来说，其环境远比常规发电机组的环境恶劣。
风力发电机组是风电场的贵重设备，价格占风电工程投资60％以上。
若其遭受雷击(特别是叶片和发电机贵重部件遭受雷击)，会造成风力发电机组叶片爆裂、电气绝缘击穿、自动化控制和通信元件烧毁等等。
除了损失修复期间应该发电所得之外，还要负担受损部件的拆装和更新的巨大费用。
丹麦LM公司资料介绍：1994年，在雷电活动少的丹麦境内注册的运行风机，受到雷害损坏超过6％，修理费用估计至少1500万克朗（当年丹麦装机540MW，平均2．8万克朗/MW )。
按LM公司估计，世界每年有1％～2％的风力发电机组叶片受到雷电袭击。
叶片受雷击的损坏中，多数在叶尖，是容易被修补的，但少数情况则要更换整个叶片。
雷击风机常常引起机电系统的过电压，造成风机自动化控制和通信元件的烧毁、发电机击穿、电气设备损坏等事故，所以，雷击是威胁风力发电机组经济运行的严重问题。
2影响机理分析因风力发电机组所处的地形位置不同，雷击事故率有所不同，地处山区的风力发电机组其雷击事故率最高；且雷击事故中，大部分不是由于直击雷引起的，而是非直接累积造成的损害。
我国东南沿海和北部山区是风能资源丰富的地区；但该地区地形复杂，雷暴日较多，应充分重视雷击给风电机组和运行人员带来的巨大威胁。
风力发电机组遭雷击受损通常有四种情况，一是直接遭受雷击而损坏；二是雷电脉冲沿着与设备相连的信号线、电源线或金属管线侵入使设备受损；三是设备接地体在雷击时产生瞬间高电位形成地电位“反击”而损坏；四是设备安装的方法或安装位置不当，受雷电在空间分布的电场、磁场影响而损坏。
风电场防止风电机组雷击事故措施
风电场防止风电机组雷击事故措施
1.1在风电场可研设计阶段，应严格土壤视在电阻率测试和雷电等级确定，根据有关标准确定风电机组设防等级。
1.2强雷暴区域风电机组叶片引雷线宜采用铜导线，各类引雷线的直径应满足技术规范要求。
1.3叶片引雷线必须固定牢固，与叶片根部法兰连接的那一段引下线不能悬空，要设计机构使其固定，在招标及订货时明确提出。
1.4 叶片到场后和吊装前，均应检查叶片防雷引下线是否完好，并检测叶片接闪器到叶片根部法兰之间的直流电阻，不得高于厂家规定的电阻值。
应仔细检查防雷引下线各连接点联接是否存在问题，或通知生产厂家来现场处理。
1.5 机组吊装前后，应检查变桨轴承、主轴承、偏航轴承上的泄雷装置（碳刷、滑环、放电间隙等）的完好性；并确认塔筒跨接线连接可靠。
叶片吊装前，应检查并确保叶片疏水孔通畅。
1.6 应及时修补表面受损叶片，防止潮气渗透入玻璃纤维层，造成内部受潮。
定期清理叶片表面的污染物，防止接闪器失效。
1.7 应定期检查从轮毂至机组塔底引雷通道，每年一次测量阻值。
要及时清理引雷滑环的锈蚀，及时紧固引雷接线，确保引雷通道接触良好，阻值正常。
1.8 必须确保风电机组电气系统中所有的等电位连接无异常。
1.9 定期检查风电机组电气回路的避雷器，及时更换失效避雷器。
1.10 应在每年雷季来临前测量一次风电机组接地电阻，确保接地电阻值在4欧姆以下并尽可能降低接地电阻。
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风电叶片的雷击损坏维修及防雷改造
庄严
全国风力机械标准化技术委员会IEC TC88/SAC TC50
前言：随着风电整机出质保的比例不断增加，机组、叶片因雷损失的比例也不断扩大。
2014年业主统计发下按有200余只叶片损坏，其中因雷损失比例高达80%。
造成目前叶片因雷损失比例增高的主要原因是叶片防雷设计基本没有进行雷击设计验证、叶片防雷系统有效接闪率低、接闪器设计冗余不足导致的。
本文将对叶片的因雷损失进行分析，并提出一种针对既有叶片的防雷改造方案。
关键词：叶片防雷有效接闪率雷击导流器
1.叶片防雷系统的缺陷
叶片防雷是一个近年逐渐被提及的问题，早期对于叶片厂、业主而言很少会提及叶片的防雷问题，主要原因在于装机总量低，因雷导致的叶片损坏比例小。
而随着全国装机总量的不断突破，装机密度的不断增加，雷电灾害引起的防雷问题，逐渐得到了业主、叶片厂和行业的重视。
早期的叶片主要被国外企业所控制，对于国外企业的叶片防雷系统设计耐受水平较低，并不适用与高雷暴活动区域。
主要原因在于：以欧洲为代表的叶片制造企业所处的为主均泉流雷电活动较低的地区，年均雷暴活动密度不足每平方公里5个闪电（地闪），这个数据从德国和丹麦多年雷击统计可以发现，在德国和丹麦多年统计的雷击数据总量不如我国一年发生雷击总量；在这种气候条件背景下，
国外的叶片防雷设计一直处于较低的耐受水平。
而对于国内，我国多数地区属于强雷暴活动区域，加之装机密度高，单位区域的雷电活动比例远远高于国外，因此，采用较低防雷耐受水平的产品在国内必然会出现水土不服的问题，叶片因雷损坏率高就说明了这个问题。
其次，从技术从面上看，早期的叶片防雷系统并没有进行防雷系统的实验验证。
无法从叶片的出厂报告中获知叶片防雷系统的有效接闪率是多少,叶片可耐受的超值雷电流峰值是多少。
任何应用于风电行业的产品都是经过试验验证的，而最为重要部件的叶片防雷系统却很少听到有那个厂家做过叶片的雷击试验验证。
这就导致了行业中叶片防雷系统有效接闪率低下、防雷系统无效的现状。
第三，作为叶片防雷系统中最为重要的接闪器、引下线均没有做过任何电流载荷测试。
在一个标称为可耐受首次雷击200KA的叶片上我们发现，在通过40KA雷电流的时候接铝合金闪器就已经出现了严重金属升华，造成叶片表面蒙皮因高温造成开裂及损伤。
2.叶片雷击损伤的特点
风电叶片根据其损伤的特点可以分为机械性损伤与电气性损伤两种，而机械性损伤又可以根据损伤程度的不同分为功能性损伤和可修复性损伤；电气性损伤可以分为功能性损伤和可修复性损伤。
以下我们进行详细的阐述。
首先，机械性损伤是指叶片因雷电接闪造成了叶片表面及结构发生机械性的损坏，如：叶尖炸开、蒙皮开裂、叶片断裂等问题，那么根据损伤的严重程度，严重的叶片炸裂（断裂）就属于功能性损伤是不具有修复性的，而类似于蒙皮开裂、轻度的由于引下线电磁力导致的叶尖开裂则属于可修复性的损伤。
械性损伤中还有很大一部分属于可修复的热效应损伤，例如叶片表面的雷击孔、条状蒙皮开裂
图1表面雷击孔及蒙皮开裂
图2由于引下线电磁力引起的叶片开裂
图3雷击孔
其次，叶片的电气性损伤与机械性损伤不同。
电气性损伤有些情况是很难去修复的，例如在叶尖部分的导线熔断问题；电气性损伤主要指接闪器无法耐受超值电流，导致接闪器严重损坏结合叶片镶嵌未至发生开裂、高温膨胀等问题，；因此对于叶片的电气性损伤主要数以工艺材料问题。
3叶片的接闪原理与改造
叶片的接闪主要是由于在高电场条件下，地表任何物体表面都存在静电电荷，晴天条件下大气电场强度为120V/m,在雷雨发生前的电器电场强度为3.4Kv/m.风力发电机组表面及叶片表面都会存在静电电荷。
当大气电场强度不断变化时，由于叶片属于非金属物体，在晴天条件下叶片表面只有很少的静电电荷。
叶片作为一种空腔结构，在晴天时属于非导体空腔，腔内引下线表面附着有静电电荷；当下雨打雷时叶片表面受到水膜作用实质变性为导体空腔，受到高电场作用，叶片内部的引下线会产生大量的感应正电电荷，在静电平衡的作用下，叶片内部底层带等电量的负电荷，在叶片表面水膜层带等量正电荷，在水膜运行的作用下电荷从叶根向叶尖流动。
由于叶片表面的电荷量的增加，在叶片表面和叶尖接闪器（全金属叶尖接闪器）上都会形成上行先导，上行先导的数量由叶片所处电场强度决定。
当叶片表面形成的上行先导与雷雨云形成的下行先导贯通时，形成接闪通道。
图4叶片表面上行先导分布
3.1叶片表面接闪通道的选择性
在雷雨时叶片整体变形为导电腔体，叶片表面受到叶片内部引下线感应的同步等量的电荷，在水膜作用下流动，在单位面积内形成与叶片引下线及人工定位放电装置相同的上行先导，这时叶片上行先导与雷云下行先导之间会存在击穿选择性。
雷电先导（如图5）在击穿空气时会选择阻抗更低的通道继续下行，其击穿空气传导的速度为20-50m/us。
按照其最快的传导50m/us 的速度计算，下行先导与上行先导在最短击距350m的时间约为6us，考虑到无法判定叶片在接闪瞬间时是处于脱网、满发或其它运行工况，因此假定在17转/min的满发工况条件下，来计算叶片在5-6us时间的行进弧度。
同时，由于叶片的长度不同，在相同时间内叶片行进弧度同样也会存在差异，因此，我们以叶片人工定位放电装置所形成的先导为主要的参考量（叶片人工定位放电装置按照5cm直径考虑）。
假定在雷雨时，叶片表面及人工定位放电装置存在多个上行先导，且人工定位放电装置上的上行先导1与雷云下行先导在第1us时存在导通趋势。
在第6us雷云下行先导与上行先导将导通时，由于此时叶片已经发生偏转，人工定位放电装置上的上行先导1也随之发生位移（如图5），此时可能是叶片表面的上行先导2反而处于优势位置，最终叶片表面的上行先导2与雷云下行先导贯通，形成主放电通道，人工定位放电装置反而并未有效接闪如图6的实验室的试验也表明了这种情况发生的可能。
图5上行先导、下行先导与雷电传导速度
图6叶片运行5-6us的行程
3.2叶片的防雷改造
以上我们了解到，叶片的有效接闪率较低的一个重要原因在于叶片表面可以提供接地通道的上行先导数量较少，更多的上行先导是基于叶片表面触发生成的，而叶片接闪器所形成的上行先导不具有绝对优势，因此，造成接闪器所形成的上行先导有效导通率低下，造成叶
片的损坏率提高。
在国外，我们很成功的将应用于航空领域的雷电分流器引入风电行业。
应用于航空领域的雷电分流器组要原理是在飞机表面（玻璃钢结构）形成上行先导，用于引导雷电附着点，将雷电流定向的引至泄放点或接地点。
图7飞机导流罩的雷电分流器
图8遭受雷击的雷电分流器
应用于风电的雷电分流器是在航空产品的基础上进行升级改造的全新一代产品，这种结构机械镶嵌结构与国内普通表面粘贴导体的结构相比，具有更稳定的表面风蚀、雨蚀及更强的抗盐雾性能。
通过对多个项目的应用于改造均取得了良好的使用效果。
图9雷电导流条
雷电导流条的工作原理是基于高频电流的集肤效应，雷电流属于高频电流的范畴；在正常工况下，叶片表面导流条行程上行先导并成功导通后，雷电流会沿导流条表面导体传导至接闪器位置并击穿放电，在实验室验证证明该产品可以有效通过230KA，10MJ的能量冲击。
图10工作原理
在工程改造方面，雷电导流条具有的简单、低成本的改造方案赢得了用户的亲睐，我们成功的在国内的多个高雷暴活动区的机组上成功安装并运行。
雷电导流条的应用在提高叶片的有效接闪率的同时压缩了叶片因雷的损失比例，保障了机组在雷雨季节的安全运行。
图11导流条的安装
2015全国风电后市场运维会议论文集
图12导流条的安装
图13导流条的安装。