近期，受強(qiáng)對(duì)流天氣影響，南方大范圍地區(qū)遭到暴雨、大風(fēng)和雷電襲擊。高高的建筑物非常容易遭受雷擊，這是小學(xué)期間學(xué)到的常識(shí)。大家可能不禁要問(wèn)，風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)那么高，那豈不是閃電眼中的“活靶子”？確實(shí)是這樣。

　　那風(fēng)力發(fā)電機(jī)上會(huì)裝避雷針嗎？它們是如何防雷擊的呢？

　　可不要小瞧閃電，最大電壓能達(dá)十億伏特！

　　閃電不僅發(fā)生次數(shù)多，攜帶的電壓也非常大，目前統(tǒng)計(jì)到的閃電中最大電壓高達(dá)10億伏特，相當(dāng)于串聯(lián)了10000只皮卡丘（單只皮卡丘的電壓是10萬(wàn)伏特）。閃電發(fā)生頻率高，強(qiáng)度大，風(fēng)力發(fā)電機(jī)在雷雨天氣將會(huì)面臨什么，我們可想而知。

　又高又尖的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，堪比閃電眼中的“活靶子”

　　大氣中各種帶電粒子分布極其混亂，雷電往往呈現(xiàn)出蜿蜒曲折的姿態(tài)。當(dāng)其距離地面一百多米時(shí)，它會(huì)逐漸受到地面環(huán)境的影響。風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有纖細(xì)高聳的身軀，葉尖高度甚至超過(guò)了200米，它們通常位于開(kāi)闊的荒漠、草原、淺海、丘陵等區(qū)域，毫無(wú)疑問(wèn)，它們很容易就成為閃電眼中的“活靶子”。

　　隨著雷云逼近、雨水降臨，雷電會(huì)慢慢伸出魔爪，首當(dāng)其沖的就是葉片。實(shí)際上，任何物體的表面都附著一定的靜電電荷，我們?cè)诙焐钣畜w會(huì)，脫個(gè)毛衣都會(huì)伴有“噼啪”作響的小火花。

　　晴天時(shí)的葉片中只存在有少量電荷，而雷雨前則會(huì)在表面富集大量電荷。當(dāng)雨水浸潤(rùn)葉片，被水膜包裹的葉片就變?yōu)榱丝涨粻顚?dǎo)體，在大氣電場(chǎng)的擾動(dòng)下，葉片內(nèi)部的引下導(dǎo)線會(huì)感應(yīng)出正電荷。為保持靜電平衡，葉片殼體內(nèi)層產(chǎn)生等電量的負(fù)電荷，這又使葉片外表面的水膜層感應(yīng)出正電荷。隨著葉片的旋轉(zhuǎn)，存儲(chǔ)著正電荷的水膜也隨之移動(dòng)。此時(shí)，一旦雷云激發(fā)出雷電，它就可以對(duì)臨近的葉片進(jìn)行精準(zhǔn)打擊。

　　沒(méi)有避雷針，怎么扛得住上億伏特的雷擊？

　　凡是高層建筑，都裝有肉眼可見(jiàn)的避雷針，它的保護(hù)范圍呈傘狀，在建筑最高點(diǎn)能有效地避免裸露在大氣中的設(shè)施遭受雷擊。早在1754年，避雷針就已經(jīng)在歐洲問(wèn)世并開(kāi)始應(yīng)用，此后迅速擴(kuò)展到全世界，成為了高層建筑的必需品。

　　避雷針利用尖端放電的特性，能吸引附近的雷電流，通過(guò)引下導(dǎo)線將其導(dǎo)入大地。因此，避雷針的“避”雷實(shí)際上是“引”雷。當(dāng)然，避雷針只是民間通俗的說(shuō)法，“接閃器”這個(gè)名字更接近于它的作用原理。在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，避雷針是最常見(jiàn)的一種接閃器。

　　風(fēng)電葉片是捕獲風(fēng)能的關(guān)鍵部件，它氣動(dòng)外形的好壞直接影響發(fā)電量的大小，但我們卻并未發(fā)現(xiàn)避雷針，葉片到底是如何防雷的呢？原來(lái)為了在不改變外形的前提下進(jìn)行防雷保護(hù)，葉片并沒(méi)有安裝避雷針，而是采用了隱秘的保護(hù)措施，埋入了金屬葉尖以及多組圓柱狀接閃器。要說(shuō)有多隱秘，接閃器的外部端面會(huì)與光滑的葉片表面平齊，甚至人眼距離葉片1米遠(yuǎn)都難以發(fā)現(xiàn)它們的存在。

　　金屬葉尖和接閃器并非是一種具有某種神奇原理的元件，與避雷針類(lèi)似，它們只是一塊具有良好的導(dǎo)電性的純金屬（鋁、銅等），除了閃電直接擊中風(fēng)力機(jī)葉片產(chǎn)生破壞之外，雷電流產(chǎn)生的感應(yīng)電流、接地體在雷擊時(shí)產(chǎn)生瞬間高電位“反擊”也都會(huì)使電器設(shè)備受損。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狹小的機(jī)艙內(nèi)裝有發(fā)電機(jī)、變頻器等電力設(shè)備，閃電是它們的致命威脅。雷電蘊(yùn)含著的巨大能量，并且其破壞方式復(fù)雜多樣。風(fēng)電機(jī)組的防雷保護(hù)涉及多種雷擊損傷方式，因此進(jìn)行雷電分區(qū)，綜合規(guī)劃防雷保護(hù)措施，創(chuàng)建一個(gè)穩(wěn)定的電磁兼容性環(huán)境十分有必要。