(1)叶片被雷击的损坏机制
叶片被雷击的典型后果是叶片开裂、复合材料表面的烧灼损坏或者有金属部件的烧毁及融化。而当雷电在叶片内部形成电弧时,对叶片的损坏最为严重,当雷电击中叶片后叶片内部中的空气会迅速膨胀,这种膨胀可能是由于叶片内部的残留潮湿空气或者瞬间高温产生的空气会迅速膨胀,瞬间的压力冲击会使整个叶片爆裂,严重时压力波会通过轮毂传导到没有遭雷击的叶片上,而引起连锁的损坏。
避免雷电击中叶片后形成的内部压力的最好办法是将雷点通道屏蔽在叶片的外部,或者减少雷电对叶片的冲击压力,当叶片外部的雷电散流面积足够大时,对叶片的损坏相对会减少很多。
(2)各种叶片防雷方法
目前,叶片防雷的主要做法是将叶片上的雷电流引至轮毂,通过轮毂与塔筒的等电位连接系统将雷电流泄放,避免叶片的损坏。主流的方法有两种,一种是在叶片的表面或内部安装金属材料将电流从叶尖引至叶根,通过叶片轮毂的连接排泄;另一种是在叶片表面添加导电材料,使雷电流在叶片表面传导,避免叶片的损坏。a. 无叶尖阻尼器的叶片防雷结构(见图 2)对于无叶尖阻尼器的叶片,一般是在叶尖部分的玻璃
纤维外表面预置金属化物作为接闪器,并与埋置于叶片内的铜导体相连(铜导体与叶根处的金属法兰连接)。外表面金属化物可以采用网状或箔状结构。雷击可能会对这样的表面造成局部熔化或灼伤,但不会影响叶片的强度或结构。