4 葉片及部件的雷擊試驗(yàn)
新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,新型葉片防雷系統(tǒng)開發(fā)時(shí),應(yīng)當(dāng)檢查其設(shè)計(jì)是否具有轉(zhuǎn)移雷電的能力。測(cè)試時(shí)使用的葉片標(biāo)本,包括尖葉和可以足夠代表完整性的防雷設(shè)計(jì)的尖葉內(nèi)側(cè)以及導(dǎo)流線系統(tǒng)、連接部件和設(shè)計(jì)的其他防雷部件。試驗(yàn)包括高壓攔截試驗(yàn)和大電流實(shí)體損壞試驗(yàn)。
測(cè)試規(guī)范包括測(cè)試目的、每項(xiàng)測(cè)試詳細(xì)指導(dǎo)、試品選擇、測(cè)試波形、測(cè)量和數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)解釋、試驗(yàn)步驟等。
4.1 高壓攔截試驗(yàn)
高壓攔截試驗(yàn)用來確定跨越非導(dǎo)電材料如風(fēng)電機(jī)組葉片和機(jī)艙的特定雷擊點(diǎn)和擊穿路徑。因?yàn)樵跍y(cè)試時(shí)流過的電流僅僅代表低峰值的雷電先導(dǎo)電流,而不是更加劇烈的雷擊電流,攔截試驗(yàn)的目的僅僅是找到可能發(fā)生雷擊的路徑。這些試驗(yàn)對(duì)試品造成的損害和電流試驗(yàn)相比是微弱的。

圖6 葉片高壓擊穿路徑試驗(yàn)(樣品應(yīng)在表示先導(dǎo)不同的接近方向的幾個(gè)位置進(jìn)行試驗(yàn))

圖7 高壓搜索通路測(cè)試
大電流實(shí)體損壞測(cè)試用來評(píng)估雷電流的實(shí)際損壞。新標(biāo)準(zhǔn)提供的試驗(yàn)方法適用于完整的葉尖設(shè)計(jì)和導(dǎo)流線,如連接部件等的一部分。
高壓攔截試驗(yàn)專門測(cè)試風(fēng)電機(jī)組葉片,也可以用來測(cè)試用玻璃纖維或其他非導(dǎo)電材料制造的機(jī)艙。該測(cè)試還可用來確定:
——先導(dǎo)攔截點(diǎn)和閃絡(luò)或葉片和其他非導(dǎo)電材料穿透路徑
的位置
——優(yōu)化防護(hù)裝置(接閃器)的位置
——沿或通過絕緣表面閃絡(luò)或穿透路徑
——防護(hù)設(shè)備的性能
新標(biāo)準(zhǔn)共安排了三個(gè)高壓攔截試驗(yàn),分別適用于葉片設(shè)計(jì)、開發(fā)、評(píng)估外表面積和導(dǎo)流帶的開發(fā)試驗(yàn)。每次測(cè)試的安排都是為了得到電的活動(dòng)現(xiàn)象,如在雷擊葉片前,測(cè)試樣本(不是在外電極)出現(xiàn)電暈、流光和先導(dǎo)。
圖6 是高壓發(fā)生器、試品、外電極的安排示意之一,三個(gè)高壓攔截試驗(yàn)用的是同一高壓雷擊發(fā)生器,不同的只是試品的安排不同。
采用的高壓試驗(yàn)波形應(yīng)當(dāng)是雙指數(shù)開關(guān)型沖擊電壓,波頭上升時(shí)間為50μs~250μs,持續(xù)時(shí)間超過2000μs。選擇這一波形的原因是,這一波形最能代表構(gòu)筑物接受先導(dǎo)時(shí)的電場近場。
圖6 的試驗(yàn)是最理想的試驗(yàn),因?yàn)樗偸强梢园才泡^大尺寸的外電極(例如實(shí)驗(yàn)室地板的導(dǎo)電表面)使葉片試驗(yàn)樣品周圍有更真實(shí)的電場環(huán)境。
新標(biāo)準(zhǔn)還定義了高壓搜索通路測(cè)試(swept channel test),在葉片旋轉(zhuǎn)時(shí),葉片表面暴露在先導(dǎo)下的時(shí)候,在首次雷擊到達(dá)前,先導(dǎo)可能沿葉片面“搜索”一個(gè)短的路徑。該測(cè)試用圖7 描述,它可以用來評(píng)估:
——非導(dǎo)電(即電介質(zhì))復(fù)合材料表面可能的穿透位置
——非導(dǎo)電材料表面閃絡(luò)路徑
——實(shí)施防雷的防護(hù)設(shè)備(如導(dǎo)雷線)性能

圖8 絕緣材料制成的葉片大電流試驗(yàn)