首先，我們來看風(fēng)電場(chǎng)葉片的材料有哪些？

1，金屬葉片，理論上只要金屬的厚度達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求就可以使用風(fēng)葉的防護(hù)變得簡(jiǎn)單。但是金屬的使用會(huì)影響葉片的性能，增加風(fēng)電機(jī)組的負(fù)荷，降低風(fēng)電轉(zhuǎn)換效率等，因此金屬葉片目前還未有應(yīng)用。

2，碳纖維葉片，從目前的研究成果看，碳纖維葉片的制造技術(shù)尚未成熟，也未進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。碳纖維間的融合物普遍為非導(dǎo)電物質(zhì)，單股碳纖維的通流容量較小，所以一旦遭遇中等強(qiáng)度的直接雷擊將導(dǎo)致葉片的嚴(yán)重?fù)p壞。滿足導(dǎo)電性能的粘合物成本太高，難以被市場(chǎng)接受，所以碳纖維葉片目前也未有應(yīng)用。

3，復(fù)合材料葉片，目前大型風(fēng)電機(jī)組的葉片大多由符合材料制成，不能承受直擊雷或傳導(dǎo)直擊雷電流。當(dāng)葉片運(yùn)行一段時(shí)間后，葉片外部被污染物覆蓋或者內(nèi)部積攢水汽等，遭受雷擊時(shí)則易發(fā)生故障損壞，因此應(yīng)定期對(duì)葉片進(jìn)行維護(hù)工作。

知道了葉片的材料后，我們來看看雷電對(duì)葉片的損壞機(jī)理，雷擊造成葉片損壞集中在兩個(gè)方面：一方面是雷電擊中葉尖后，釋放的巨大能量使葉尖內(nèi)部溫度急劇上升，水分在極短時(shí)間內(nèi)受熱汽化膨脹，產(chǎn)生的巨大機(jī)械力致使葉尖結(jié)構(gòu)爆裂，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐烧麄€(gè)葉片開裂破壞；另一方面是雷擊葉尖產(chǎn)生的巨大聲波也會(huì)對(duì)葉片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成一定的破壞。

從上面兩點(diǎn)，我們就來看下葉片如何進(jìn)行防雷。研究表明，當(dāng)物體被雷電擊中時(shí)，雷電流總是會(huì)選擇傳導(dǎo)性最好（即電阻最低）的路徑。針對(duì)這一特性，可以在葉片表面或內(nèi)部構(gòu)造一個(gè)相對(duì)阻抗較低的對(duì)地導(dǎo)電通道，使葉片免遭雷擊破壞。在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過兩種方法來實(shí)現(xiàn)：一時(shí)在葉片的尖部和中部各安裝一個(gè)接閃器，接閃器通過不銹鋼接頭連接到葉片內(nèi)部的引下線，將雷電流從葉尖引到葉根法蘭處；二是葉片表面涂上一層導(dǎo)電材料，使葉片有充足的導(dǎo)電性能，從而將雷電流安全地傳導(dǎo)到葉片根部進(jìn)行泄流。

   接閃器使一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的不銹鋼螺桿，裝在葉片尖部或中部，相當(dāng)于一個(gè)避雷針，起引雷的作用，避免雷直擊葉尖。工程上要求接閃器應(yīng)該能承受多次雷電沖擊，并且可以更換。

   引下線使一段銅芯電纜，位于葉片的內(nèi)部，從接閃器部位開始，到葉片根部結(jié)束。為了使引下線于接閃器有良好的接觸，引下線不能夠移動(dòng)。由于雷電流幅值巨大，要求引下線的銅導(dǎo)體橫截面積不小于50MM2.發(fā)生雷擊時(shí)，巨大的雷電流也不會(huì)使葉片的溫度有明顯的增高，能夠使葉片避免遭受雷電流的破壞。

   最后，根據(jù)葉片的類型不同，比如有無葉尖阻尼器的葉片，他的防雷結(jié)構(gòu)也是有區(qū)別的。如果葉片是沒有阻尼器的，一般在葉尖部分的玻璃纖維聚酯層表面預(yù)置金屬氧化物作為接閃器，并通過埋置于葉片內(nèi)部的引下線于葉根處的金屬法蘭相連接，外表面的金屬氧化物可以是網(wǎng)狀或者箔狀。這樣的表面即使在遭受雷擊的情況下表面熔化或損傷，也不會(huì)影響到葉片內(nèi)部的強(qiáng)度或結(jié)構(gòu)。

   如果是有葉尖阻尼器的葉片，葉尖阻尼器葉片將分成了兩段。葉尖部分玻璃纖維聚酯層中預(yù)置的金屬導(dǎo)體作為接閃器，通過由碳纖維材料制成的阻尼器于用于啟動(dòng)葉尖阻尼器的啟動(dòng)鋼絲相連接。實(shí)驗(yàn)表明，這樣結(jié)構(gòu)的葉片在經(jīng)受200KA的沖擊電流實(shí)驗(yàn)后無任何損傷。但是，這樣的葉片遭受雷擊的概率將會(huì)比用絕緣材料制成的葉片高。