风电防雷| Ducommun授权WSU为复合风叶提供防雷保护

Ducommun Incorporated（美国加州圣安娜）宣布，其Lightning Diversion Systems（LDS）品牌已在航空和国防市场的分段式雷射分流器带和保护装置的设计和制造领域处于全球领先地位， 与威奇塔州立大学签署了一项先进的雷击防护技术协议，该技术将用于风力涡轮机的复合叶片。

比利·马丁（Billy Martin）在研究复合材料风力涡轮机叶片，以测试他发明的保护叶片免受雷击的技术。马丁是华盛顿州立大学国家航空研究所(NIAR)环境测试实验室的主任和资深科学家。来源| WSU NIAR

叶片是用于捕风的部件。叶片越长，捕风能力越大，从而能将更多的风能转化为电力，这很好地解释了风电机组叶片更大和更长的发展趋势。随着叶片的加长，塔筒也需要更高。文献证明，塔筒越高，发生雷击的概率会随之增高。

目前雷击是风电机组最大的损坏来源。一篇 1996 年的研究显示，仅德国在 1992年到1995年间平均每年发生135起雷击事件。2006年的IEEE 风能特刊报道称，每年有 10%～14% 的风电机组受到雷击损坏，其中 1/3 是直击雷造成的，且遭直击雷损坏叶片的维修费用最高。

风电叶片

2020年3 月 11 日

Ducommun Incorporated工程产品部副总裁兼总经理Dave Wilmot表示：目前全球在运行的风力发电机超过34.1万台，这些风力发电机很容易遭受雷击，雷击会对风力涡轮机的叶片、控制装置和电力系统等部件造成严重而昂贵的损害。修理或更换变速箱部件或损坏的涡轮叶片的平均成本分别高达38万美元和24万美元。

当雷电击中风电机组叶片时，它只有一个去处：进入大地。碳纤维主梁的引入使叶片的雷电防护熊变得复杂，风力涡轮机叶片现有的防雷系统无法有效的将雷电电流传输到地面。

雷击造成的叶片损坏：

1.

雷电击中叶尖后释放大量的能量，雷电流使叶尖结构内部温度急剧升高，造成叶尖结构爆裂破坏，甚至开裂；

2.

雷击造成的巨大声波，对叶片结构造成冲击破坏。

通过Ducommun Incorporated与威奇塔州立大学合作的这项新技术，增强了现有叶片的防雷系统，确保雷电流正确传递到接地端。这样可以最大限度地减少(在某些情况下消除)对叶片下表面和敏感电气元件的损伤。这项技术是由WSU NIAR环境测试实验室主任和高级研究科学家Billy Martin开发的。在WSU Ventures的帮助下，Martin与LDS合作，完善了这项技术以实现商业化。

根据2017年WSU的一篇文章，先前的设备存在可靠性问题，通常为一次性使用，并且在维修时需要大量的停机时间。Martin的设计部分包含一种可以经受多次雷击而不受损害的保护层。最近的测试表明，经过多达八次的雷击后没有损坏。即使保护层遭到损害，也可以再大约20分钟内就可对其进行修复。保护层可以在安装之前应用于涡轮叶片。

消息来源：compositesworld

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