风力发电机组的气象防雷保护
风力发电机组防雷设计方案
风力发电机组防雷设计方案深圳天顺科技有限公司曾中海一：概述风能是当前技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生洁净能源。
风能发电为人与自然和谐发展提供了基础。
由于风力发电机组是在自然环境下工作，不可避免的会受到自然灾害的影响。
由于现代科学技术的迅猛发展，风力发电机组的单机容量越来越大，为了吸收更多能量，轮毂高度和叶轮直径随着增高，相对的也增加了被雷击的风险，雷击成了自然界中对风力发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力发电机组叶片损坏、发电机绝缘击穿、控制元器件烧毁等。
我国沿海地区地形复杂，雷暴日较多，应充分重视雷击给风力风电机组和运行人员带来的巨大威胁。
例如，红海湾风电场建成投产至今发生了多次雷击事件，据统计，叶片被击中率达4%，其他通讯电器元件被击中率更高达20% 。
为了降低自然灾害带来的损失，必须充分了解它，并做出有针对性的防范措施。
二：风机对比介绍风电变速恒频风力发电系统，主要分为双馈式和直驱式。
双馈式风力发电系统由于其变流器容量（滑差功率）只占系统额定功率的30％左右，能较多地降低系统成本，因此双馈式系统受到了广泛的关注。
与双馈式相比，直驱式采用低速永磁同步发电机结构，无需齿轮箱，机械损耗小，运行效率高，维护成本低，但是，由于系统功率是全功率传输，系统中变流器造价昂贵，控制复杂（本文重点介绍直驱式风电系统雷电防护）。
直驱风力发电系统风轮与永磁同步发电机直接连接，无需升速齿轮箱。
首先将风能转化为频率和幅值变化的交流电，经过整流之后变为直流，然后经过三相逆变器变换为三相频率恒定的交流电连接到电网。
通过中间电力电子变化环节，对系统有功功率和无功功率进行控制，实现最大功率跟踪，最大效率利用风能。
直驱式风力发电系统中的电力电子变换电路（整流器和逆变器）可以有不同的拓扑结构（常见2种见图1、2）。
图1图2三：设计依据标准1、Germanischer Lloyd; Vorschriften und Richtlinien, Kapitel IV: Nichtmaritime Te chnik, Abschnitt 1: Richtlinie für die Zertifizierung von Windeenergieanlagen 《GL指导文件IV‐1风力发电系统》2、IEC 61400-24 Wind turbine generator systems –Part 24: Lightning protection《IEC61400‐24风力发电系统防雷保护》3、IEC 62305 Protection against lightning 《IEC62305雷电防护》《GL 指导文件》是风机安装、测试和认证的标准，该标准也包含了对风机雷电防护的具体要求，是风机防雷保护的基础性文件。
大型并网风力发电机的防雷保护
大型并网风力发电机的防雷保护摘要：风力发电机往往是雷击的高发事故区，本文通过介绍大型并网风力发电机中常见的雷击危害，并针对可能会产生雷击事故的部位进行防雷保护技术阐述，以及为大型并网风力发电机防雷保护措施提出见解。
关键词：大型并网；风力发电机；防雷；措施技术随着世界逐渐对绿色能源发展的重视，现在世界发展观已经从以前粗犷、以牺牲环境为代价的发展方式转变成为了以可持续发展为目的、结合环境发展观的发展方式。
在我国，已开始大力对风力能源的开发和利用。
在建造风力发电机时，由于雷击造成的故障维修费用最多。
如何做好大型并网风力发电机中的防雷保护设施，成为了降低风力发电成本，改进风力发电管理工作的重要待解决的问题。
1.雷电对风力发电机产生的危害随着风力发电技术的不断发展，现在的风力发电机的功率已经从以前的几百千瓦发展到了兆瓦级别。
由于功率的增加，风力发电机的建筑高度也从原先的十几米上升到了五十多米，甚至一百多米。
高度的增大带来的就是雷击概率的增加。
在实际的生产运行当中，风力发电机产生的维修费用以雷击维修产生的费用所占份额最大。
再加上风力发电机的维修本来就是一项高空作业，也因为风力发电机一般建造在山顶，海面，高原等等一些风力资源丰富的地方，而这些地方一般都是交通运输不方便，维修困难的区域，一旦风力发电机出现故障，维修的成本是非常高的。
2.雷电对风力发电机产生危害的方式2.1直击雷损坏直击雷是风力发电机遭受雷电直接击中的情况，虽然风力发电机被雷电直接击中的次数不多，但是直击雷对风力发电机损害的程度是最高的。
直击雷一般会直接击中风力发电机的叶片、轮毂、传感器或者机舱等等。
在直击雷击中叶片和轮毂等等地方，如果没有设置接地防雷措施，很容易造成雷电大面积破坏叶片、轮毂、发电机、电柜系统等等情况。
而直击雷同时也会伴随着雷电波和雷电感应的产生，对机舱内部的微电路元件造成巨大损害。
2.2雷电波和雷电感应侵入虽然直直击雷破坏力巨大，但是在70%的风力发电雷击事故中，还是以雷电波和雷电感应对内部电子原件摔坏这种方式居多。
风力发电系统防雷设计研究
风力发电系统防雷设计研究风力发电系统是一种利用风能转化为电能的装置，具有可再生、清洁、环保等优点，正逐渐成为全球能源结构调整的重要部分。
由于风力发电系统通常建在高处，暴雨、雷电等天气现象容易导致系统遭受雷击，引发安全隐患和设备损坏。
对风力发电系统进行防雷设计是非常重要的。
一、风力发电系统的防雷设计原则：1.系统的安全可靠性是最重要的考虑因素。
2.尽可能减小风力发电系统的雷击危害。
3.遵循国家相关防雷标准，确保系统的合规性。
二、风力发电系统的防雷设计内容：1.系统常规防雷保护措施：（1）系统接地设计：风力发电机组、输电线路和绝缘线设计良好的接地系统，可有效地降低雷击危害。
（2）引雷器：在风力发电系统中设置引雷器，将雷电引入地下或者避免直接击中关键设备，减少雷击对设备的损害。
（3）避雷针：在发电塔上安装避雷针，防止塔上人员遭受雷击伤害。
（4）金属防护：使用避雷针、金属网等材料对设备进行金属防护，形成电磁屏蔽，防止雷击对设备造成直接伤害。
2.高频保护系统设计：（1）设置防雷川流式闭合环节，对外部大气环境中的雷击脉冲进行拦截、吸收和消散，保护风力发电系统的高频设备。
（2）通过使用避雷器、稳压器等设备，对高频电路进行保护，防止雷击冲击对设备电路产生干扰和破坏。
3.系统的过电压保护设计：（1）使用过电压保护器对系统进行过电压保护，及时将过电压释放到地下或外部大气环境中，防止过电压对系统设备产生危害。
（2）设置过电压保护器的位置、数量和规格应根据系统的整体特点进行选择，确保可靠性和合理性。
4.系统的电气接地设计：（1）风力发电机组和输电线路的接地设计应符合相关防雷标准，确保接地电阻小于设计要求。
（2）通过设置接地体，提高接地效果，减小系统感应电阻，保护系统的安全运行。
5.系统的维护和监控：定期对风力发电系统进行维护和检测，确保系统设备的正常运行，及时处理可能存在的安全隐患。
总结：风力发电系统的防雷设计是保护系统设备和人员安全的重要环节。
风力发电机组防雷技术分析
风力发电机组的特点是整机全部由大部件的钢构材料组成，如塔筒、发电机、齿轮箱、轴承等，当机组遭到直击雷时，整机电位瞬态抬升，雷电流通过叶片变桨轴承、轮毂、主轴到偏航齿轮、塔筒、基础环向大地泄放电荷，这时作为整机参考地面积最大的塔筒上将产生几千伏甚至上万伏的瞬态电压，如果整机中某部分的等电位工艺所采用接地线的阻抗不一致，则有可能造成阻抗较低端因高电位反击击穿造成设备损坏。
2.转移电荷。物体遭受雷击时，大多数的电荷转移都发生在持续时间较长而幅值相对较低的雷电流过程中。这些持续时间较长的电流将在被击物表面产生局部金属熔化和灼蚀斑点。在雷电流路径上一旦形成电弧就会在发生电弧的地方出现灼蚀斑点，如果雷电流足够大还可能导致金属熔化。这是威胁风电机组轴承安全的一个潜在因素，因为在轴承的接触面上非常容易产生电弧，它就有可能将轴承熔焊在一起。即使不出现轴承熔焊现象，轴承中的灼蚀斑点也会加速其磨损，降低其使用寿命。
风力发电机组防雷技术分析
摘要：本文作者介绍了雷击造成的电力危害，从雷电发生的机理和雷击过程入手，对风电机组的防雷技术进行阐述分析。关键词：风力发电机组设计浅析
风力发电机组是整个风力发电厂的核心装置，对我国电力系统的正常运行有着重要的影响。发电厂在制定生产计划时要注重发电机组控制器的防雷设计，从内部、外部等角度去综合考虑防雷结构安排，为发电机组创造良好的运行环境。雷电事故的处理效率对发电厂的经济效益、生产秩序、设备运行都有着很大的影响。
五、结束语
由于雷电现象具有非常大的随机性，因此不可能完全避免风电机组遭受雷击，只能在风电机组的设计、制造和安装过程中，采取防雷措施，使雷击造成的损失减到最小。
参考文献：
[1]叶启明.大型风力发电机组系统结构与特点[J].大众用电，2009，（7）.
风电场与防雷保护
风电场与防雷保护摘要：众所周知，水平轴风力发电机组的容量越大，机组离地面的高度就越高，因而被雷电击中的概率就越大。
全防雷保护装置在风力发电设备上使用，可以保证风力发电机组的使用寿命，避免机组零部件受到雷电的侵害，从而避免风力机因自然灾害导致发电量的损失。
关键词：风力发电机；全防雷装置防雷；众所周知，水平轴风力发电机组的容量越大，机组离地面的高度就越高，因而被雷电击中的概率就越大。
由于雷电现象的随机性，无论采取何种措施，也不能保证可完全避免雷击的可能性。
因此，如何有效地将雷击可能导致的损坏减至最小就是风力发电机制造厂家面临的重要课题。
对此给出了详细的介绍。
1.风电场风电机组受雷击状况的调查与分析雷击情况调查具体内容为：1.风电场位置（主要了解所在地区的海拔高度及地面地质结构）2.风电场开始运行日期3.风力机型式（容量，风轮叶片数，变桨调节或失速调节）4.风电场内机组数量5.风力机轮毂高度6.风轮直径7.风力机叶片材料8.叶片上防雷保护措施9.风力发电机组其他部分防雷保护措施主要的结论是：（1）风电场内因雷击损坏的主要风电机组部件是风力机叶片及电子控制系统和通讯系统；（2）没有叶片防雷保护的风力机，其叶片更易遭受雷击损坏；（3）不同材料制成的叶片受雷击损坏的情况不同，在GRP（玻璃增强塑料）叶片，环氧玻璃叶片，钢叶片及环氧树脂木质叶片中以环氧树脂木质叶片最不易受到明显的雷击损坏。
雷击资料数据(1) 根据对不同地点的调查，风电机组地点选在沿海岸，平坦地面（低地）或山地（高地），可能导致的雷击事故有很大区别。
(2)风电场的雷击事故数据分析还给出了下述的结果：(a)风电机组内个别部件受雷击损坏的比率如图1所示，由图中可以看出全部雷击事故的40—50%涉及到风电机组控制系统的损坏，15—25%涉及到电气系统（熔断器，与公用电网联接等），15—20%涉及到风力机的叶片，5%涉及到发电机。
（b）风电机组个别部件因雷击损坏后而导致的风电机组可利用率的损失如图2所示，可以看出叶片，发电机，控制系统及电气系统4种部件的损坏是影响可利用率的主要部件。
风力发电站防雷技术要求
风力发电站防雷技术要求
1.现代风力发电站设计应考虑雷电保护。
在选址时应考虑雷电频率和强度等因素，以确保风力发电站的雷电保护效果。
2. 风力发电站应设立接地系统，以确保设备与地面之间的电位差不超过安全范围。
接地系统应满足国家标准和规范要求。
3. 风力发电站应配备适当的避雷设备，如避雷针、避雷带等等，以防止雷电对设备的损坏和火灾等安全事故的发生。
4. 风力发电站应进行雷电防护的设备和线路的隔离和保护。
应采用合适的防雷措施，如采用避雷器、绝缘子等，以提高风力发电站的雷电保护能力。
5. 风力发电站应定期进行雷电保护的检查和维护。
应制定完善的防雷检查制度，定期对设备和线路进行检查和维护，确保设备的正常运行和安全使用。
6. 风力发电站应建立防雷应急预案，以应对雷电对设备和人员造成的安全威胁。
应制定完善的应急预案和演练方案，以确保在雷电事故发生时能够迅速、有效地应对。
7. 风力发电站应加强防雷技术研究和应用。
应不断探索和推进防雷技术的发展和应用，提高风力发电站的抗雷能力和安全性能。
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浅谈高山风力发电机组防雷技术措施
浅谈高山风力发电机组防雷技术措施发表时间：2020-10-21T15:06:28.693Z 来源：《中国电业》2020年6月第17期作者：李榕[导读] 风能作为一种清洁的可再生能源是巨大的，是地球上水力发电总量的10倍李榕国家电投集团广西电力有限公司桂林分公司，广西桂林 541199摘要:风能作为一种清洁的可再生能源是巨大的，是地球上水力发电总量的10倍。
由于风电机通常位于空旷地区，雷击已经成为风力发电机组的一场灾难。
分析了高山风力发电机组防雷技术措施。
关键词：风力发电；机组；防雷设计；雷电灾害；高山由于雷电的随机性，不可能完全避免雷电对风力机的影响。
在这方面，应在设计在制造和安装过程中，应采取有效的防雷措施，尽量减少雷电灾害造成的损害。
一、对风电机组雷电防护的认识1.雷电对风电机组造成损害的方法和后果。
风电机组分布在广阔的平原、丘陵和沿海地区。
大型风机的高度可达60至70米(车轮高度及车轮半径)，容易受到雷击。
风电机机是整个风电场的重要设备。
在雷击(特别是发电机叶片和部件)的情况下，可能会发生风车叶片破裂、电气绝缘破裂、自动控制和通信设备损坏的情况。
因此，雷击造成的灾害是一个严重的问题，威胁着风电机的安全和经济运行。
2.划定防雷保护区。
(1)LPZOA雷电防护区。
该区域内的所有物体都可能受到直接雷击，雷击产生的电磁场可以自由传播而不减弱。
(2)LPZOB电保护区。
该区域内的各种物体不得直接被雷击。
然而，在没有保护装置的情况下，雷电产生的电磁场也可以自由传播而不衰减。
二、风力发电机组雷击特性1.雷击部位。
风力发电机组一般建在沿海、高山等地，加上风机建筑结构特殊，易造成不同部位各种情况的雷击现象。
根据有关调查数据和利用滚球法进行研究，风力发电机组主要遭受雷击的部位有：桨叶，风向杆、电气系统，控制系统（轴承、机舱），发电机。
2.分析雷击概率。
根据国外相关研究资料统计，被雷击损坏的风机各部件雷击率分别为：叶片（15%-20%）、电气系统（15%-25%）、控制系统（40%-50%）和发电机（5%）。
风力发电机组防雷保护策略综述
风力发电机组防雷保护策略综述摘要：风电机组的防雷保护由于电气和机械特性而提出了许多问题。
本文以一种简单而全面的方式整理有关目前保护风电机组的现有工作，并提出可能有助于未来保护风电机组免受雷击造成的重大损失的建议。
关键词：雷击，风电机组接地，高压输电线路，防雷，浪涌一、概述目前，在世界上的103个国家，风力发电被用于民用和工商业用电。
风能是世界上增长最快的可再生能源之一。
然而，由于它们的物理尺寸，风电机组特别容易遭受雷击。
因此，本文梳理了有关防雷保护的已知信息，并提出了一些改进建议。
二、风电机组尺寸与雷击的关系在岸上和近海地区的规模继续增加。
众所周知，较大的风电机组被闪电击中的可能性较大。
然而，对于这些设备的保护和增加的高度和离岸安装的综合影响，人们明显缺乏专业知识。
考虑到额定功率，目前大规模应用的单机容量从0.25kW-4500kW不等。
风力发电机的功率输出主要取决于风速、涡轮额定功率和转子直径。
如果转子直径增加，塔架的高度也会增加。
随着风电机组整体高度的持续增长，它们变得越来越容易受到雷击。
三、防雷保护的现状与标准目前风机所采用的防雷系统由防雷点、导线、接地系统和各子系统的浪涌保护装置组成。
采用低阻抗路径是进行防雷工作的前提条件。
外部防雷系统，由以下部分组成：转子叶片中的空气终止和向下导体系统、保护机舱的空气终止系统、上层建筑，机舱，和轮毂。
外部防雷系统用于拦截塔上的直击雷击，包括雷击，并将雷电电流从撞击点引导到地面。
机舱的构造应成为防雷系统的组成部分，以确保闪电击中金属部件；或者在机舱上提供空气终止系统。
对于涂有玻璃纤维增强塑料或类似材料的机舱，应配备空气终止系统并在机舱周围形成笼。
该保护系统基于国际标准IEC61400-24和IEC62305。
防雷系统的所有子部件都应符合IEC61400-24规定的防雷等级(LPL-1)，除非风险分析建议采用较低的LPL-1等级。
内部防雷系统，转子叶片广泛使用的防雷方法是一种能够承载雷电电流的内部避雷导体。
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风力发电机组的气象防雷保护：随着风力发电机组单机容量的不断増大，风机轮毂高度和叶片高点也在不断増高，在旷野、山顶和沿海地区，风机遭受雷击的概率非常大。
从各风场反馈的情况来看，雷击不但是造成风机故障停机的重要因素，甚至直接影响风电场的安全运行。
本文首先从雷电的破坏机理和形式入手，对雷电的防护区域进行了划分，并提出了风力发电机组的防雷保护设计原则和防雷系统工程方案;而后对风机整机系统的防雷保护进行了系统的分析，并提出了具体的防雷保护方法。
标签：风力发电防雷雷电1引言风能是一种绿色、安全的清洁能源，也是当前技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生能源。
近年来，风力发电机组的单机容量越来越大，为了吸收更多能量，轮毅高度和叶轮直径不断增高;同时，高原、沿海、海上等新型风力发电机组的开发，使风力发电机组开始大量应用于高原、沿海、海上等地形更为复杂，环境更为恶劣的地区，更加加大了风力发电机组被雷击的风险。
据统计，风电机组故障中，由遭遇雷击导致的故障占到4%。
电具有极大的破坏力，雷击释放的巨大能量会造成风力发电机组叶片损坏、发电机绝缘击穿、控制元器件烧毁等故障，给风电场带来直接和间接的巨大经济损失，此风力发电机组的防雷保护已日益引起各个风电机组制造厂家和风电机组研发设计人员的重视。
风电机组的防雷是一个综合性的工程，防雷设计的到位与否，直接关系到风电机组在雷雨天气时能否正常工作，并且确保风电机组内的各种设备不受损害。
2雷电的产生及危害雷电是雷云间或雷云与地面物体间的放电现象，电位差可达数兆瓦甚至十兆瓦，放电电流几十千安甚至几百千安。
经验表明，对地放电的雷云绝大部分带负电荷，当雷暴经过大地时，云块下方原本负电荷充电的几公里的雷暴范围内的大地可以变为正极充电。
这些正电荷会集中在垂的物体上，比如树木和高耸的建筑物。
这些物体向上释放出正极的放电，并试图与从云块发出的向下的负极放电相结合，当正负电荷相结合时，闪电就发生了。
2.1雷电的破坏形式风力发电机一般都是安装在空旷的地方，并且明显高于附近的建筑物和树木，所以整个风机是暴露在直接雷击的威胁下，尤其是叶片。
因被雷击中的概率与该物体高度的平方成正比，况且风力发电机几乎任何地方都可能成为雷击的附着点，当任一点被雷击中时，它都将成为雷电流泄放的通路。
风力发电机组的内部有很多的电子电气设备，比如控制柜、驱动装置、传感器、变频器、执行机构，以及相应的总线系统等。
设备遭雷击受损通常有4种情况，1.设备直接遭受雷击而损坏;2.雷电脉冲沿着与设备相连的信号线、电源线或其他金属管线侵人设备使其受损;3.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;4.设备因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。
虽然国际电工委员会（IEC）于2002年已经颁布了风电机组的防雷推荐标准（IEC/TR 61400-24），但该标准仅制定了一套设计导则[5]，只是用于雷电防护的一般情况，其内容多限于一般性和经验性的设计原则，但没有规定量化的设计条款和具体的实施细则，对雷电瞬态过程的防护措施设置尚不够规范[6]。
2.2雷电防护区域的划分雷电防护区域的提出是为了更好的保护风机系统里的电气部件。
风电机组系统利用半径30m的滚球法可以分为几个不同的区域。
雷电防护系统依据标准制定划分区域，目的是为了减少电磁干扰与可预见的藕合干扰。
国际电工委员会对防雷过电压保护的防护区域划分为：LPZO区（LPZA、LPZOB），LPZI区，LPZ2区.LPZ0A区有直击雷（绕雷）侵袭的危险，完全处在电磁场环境中，具有雷击电涌破坏的可能。
这个区域包括：叶片、机舱罩避雷针系统、塔架、架空电力线、风电场通讯电缆;LPZOB区没有直击的危险，但电磁场环境与雷电电涌没有任何减低[5]。
这类区域包括叶片加热部分、环境测量传感器、航标灯未平蔽的机舱内部、发电机、齿轮箱、冷却系统、传动系统、电气控制柜、传感器、电缆。
以上部位是遭受直击雷（绕雷）或不遭受直击雷，但电磁场没有衰减的部位。
LPZl区可选择SPD保护设备，存在电涌破坏的危险，电磁场由于屏蔽作用已经减弱。
这类区域包括机舱内、塔架内的设备如电缆、发电机、齿轮箱等。
LPZ2区电涌破坏进一步减弱，电磁破坏影响更小。
这类区域包括塔架内电气柜中的设备，特别是屏蔽较好的弱电部分。
3 防雷和过电压保护设计3.1风力发电机组的雷电接受和传导途径雷电由在叶片表面接闪电极引导，由雷电引下线传到叶片根部，通过叶片根部传给叶片法兰，通过叶片法兰和变桨轴承传到轮毂，通过轮毂法兰和主轴承传到主轴，通过主轴和基座传到偏航轴承，通过偏航轴承和塔架最终导入接地网。
3.2外部直击雷的保护设计叶片：叶片防雷系统包含接闪器和敷设在叶片内腔连接到叶片根部的导引线.雷电接闪器是一个特殊设计的不锈钢螺杆，装置在叶片尖部，即叶片最可能被袭击的部位，接闪器可以经受多次雷电的袭击，受损后也可以更换。
雷电传导部分在叶片内部将雷电从接闪器通过导引线导入叶片根部的金属法兰，通过轮毂、主轴传至机舱，再通过偏航轴承和塔架最终导入接地网。
叶片防雷系统的主要目标是避免雷电直击叶片本体，而导致叶片本身发热膨胀、迸裂损害。
3.3機舱机舱主机架与叶片、机舱顶上避雷棒连接，再连接到塔架和基础的接地网。
避雷棒用作保护风速计和风标免受雷击，在遭受雷击的情况下将雷电流通过接地电缆传到机舱上层平台，避免雷电流沿传动系统的传导。
机舱上层平台为钢结构件，机舱内的零部件都通过接地线与之相连，接地线尽可能地短直。
3.4塔架及引下线专设的引下线连接机舱和塔架，减轻电压降，跨越偏航环，机舱和偏航制动盘通过接地线连接，因此，雷击时将不会受到伤害，通过引下线将雷电顺利地引入大地。
3.5接地网接地网设在混凝土基础的周围[3]。
接地网包括1个50平方毫米铜环导体，置在离基础地下1 m 处;每隔一定距离打入地下镀铜接地棒，作为铜导电环的补充;铜导电环连接到塔架 2 个相反位置，地面的控制器连接到连接点之一。
有的设计在铜环导体与塔基中间加上两个环导体，使跨步电压更加改善。
如果风机放置在高地电阻区域，地网将要延伸保证地电阻达到规范要求。
一个有效的接地系统，应保证雷电入地，为人员和动物提供最大限度的安全，以及保护风机部件不受损坏。
日本学者利用时域有限差分法对于机组的含接地环的接地体进行了电磁暂态的分析，并得出了环形电极对机组防雷保护的基本特性[7]，[8]。
3.6内部防雷（过电压）保护系统为了预防雷电效应，对处在机舱内的金属设备如：金属构架、金属装置、电气装置、通信装置和外来的导体应作等电位连接，连接母线与接地装置连接。
汇集到机舱底座的雷电流，传送到塔架，由塔架本体将雷电流传输到底部，并通过接入点传输到接地网。
3.7等电位汇接和隔离风速计、风标和环境温度传感器在机舱内一起等电位接地;机舱的所有组件如避雷针、主轴承、发电机、齿轮箱和液压站等以合适尺寸的接地带，连接到机舱主框作为等电位;主空开进线电缆接地线与控制柜、变压器和电抗器在塔底接地汇流排上作等电位连接;地面开关盘框由一个封闭金属盒，连接到地等电位。
在机舱上的处理器和地面控制器通信，采用光纤电缆连接;对处理器和传感器，分开供电的直流电源。
4雷电响应4.1 叶片的雷电暂态响应首先雷电流从叶片顶端注入，电流源波形为10/350畔，雷电流幅值为lOOkA。
上图4-1，所示为雷电流注入风机时叶片上雷电流波形。
从图中可以看出叶片上的雷电流波形和10/350%雷电流波形走势是大体相同的，只不过雷电流波形发生了一定的振荡，这是因为电网络结构是由电感和电容组成的，电路本身的自振频率，使得部分的高频电流会通过电路，从而使叶片上通过的电流出现振荡，另外EMTP软件中在求解这种暂态电路是利用梯形积分法来求解的，会放大高频电流的影响，这样也会使得电流出现振荡。
下图是雷电流从桨叶上注入，其上的电压抬升情况的数值计算的仿真。
在此是将桨叶平均分为四段，将桨叶上分段结点由上往下依次标号为结点a、b、c，d、e，那么其上各节点的电压波形如下图4-2。
可以看出雷电一旦击中风机叶片会有几十甚至几百千安的电流通过，相应的桨叶壳体上的电压最大抬升可达几兆伏，由于桨叶内部是空心的机械结构，那么当电压增加到一定的程度时，桨叶内空气承受不住瞬间的这种高电压，就会叶片的壳体内发生电压反击，从而产生电弧，对叶片造成机械损害。
另外，为了更好地反映叶片遭受雷击时，其上的电压分布情况，本文通过对叶片上的各节点的电压取平均值，绘制出了各结点电压平均值在叶片本体上的变化曲线。
本文中机组的桨叶长度为40m，其中上图中横坐标轴为零时，此时对应的是桨叶最端的结点电压，那么横坐标为40时，所对应的是桨叶最下端的电压。
从上图4-3可以看出：雷电流在桨叶往下传播时，其上的电压下降了 1.25%左右。
虽然叶片的壳体由玻璃纤维（GRP）、碳纤维增强塑料（CFRP）等高电阻率的材料组成，但在这么强大的雷电流作用下就很容易产生导电路径，在叶片上出现的放電通道可能有三条，即叶片壳体外表面、内表面和壳体材料叠层交界处。
在一次雷电放电中，这三种放电路径并不一定只有一个，也可能雷电流在这三种路径之间来回跳变重复发生，并且在此期间时常伴有电弧的出现，弧道温度一般高达几万摄氏度，这么高的温度会严重烧毁壳体材料，同时高温会使叶片内部产生高压力冲击波，对叶片造成机械损伤（出现叶片裂缝，严重时导致叶片断裂）。
因此，对叶片的电压数值计算是非常必要的，现在，国际上对于风机叶片的防雷保护通常采用IEC-1024-1的I级保护水平设计，一般在叶片尖部嵌装圆盘形接闪器，接闪器与设置在叶片内部并跨接叶片全长的引下导体作电气连接，其目的就是为了雷电流能顺利的通过叶片，减少对叶片的损伤。
随着风电机组单机容量增大，叶片长度在增加，对于长度大于20m的叶片来说采用单接闪器加内置引下线措施通常已不再可靠，为此，现在较为实用的做法是在叶片上加装多个接闪器，这样可以大幅度地改善防雷装置对雷电下行先导的拦截性能，减小叶片表面非接闪器部位的雷击概率。
目前这种做法巳经在MW 级的机组上投入使用。
4.2轴承的雷电暂态响应在机组叶片受雷击接闪后，雷电流由叶片根部传导到机舱主轴，流过主轴的雷电流又会通过轴承导入到下面的塔体上。
而在这一过程中，轴承是最易受到雷电流损害的部件。
当有强大的雷电流通过轴承时，雷电流很容易在轴承处的间隙发生油膜放电，产生电弧灼烧轴承，很有可能使轴承表面的部分金属发生熔化，产生灼烧斑点，这样会造成轴和轴承工作时，大大加大两者之间的机械磨损，噪声增大，明显缩短工作寿命。
在文献[1]中提出了简单轴承模型注入雷电流的试验，试验中得出了通过的雷电流幅值与轴承损伤面积之间的关系，如下图从上图中可以看出：在轴承所受机械负荷一定的情况下（即轴与被测轴承之间接触面积一定），最大损伤面积总是随着注入电流的增大而增大，几乎是一个正比例增长的关系;在注入电流一定的情况下最大损伤面积随着轴承所受机械负荷的增大而减小。