强对流天气下,新能源场站如何管住雷电风险?易造三大智能防雷系统解决方案
中央气象台2026年8月19日08时预报显示,海南、广东等地有强降雨,华北、东北等地多雷阵雨,局地伴有雷暴大风、冰雹等强对流天气。对于风电场和光伏电站,这意味着直击雷、感应过电压和接地异常可能在同一时间窗口集中出现。
新能源场站真正需要的,不是雷雨前临时增加一次巡检,而是一套能够长期运行、实时感知、自动告警的雷电安全系统。
易造智能雷电管控解决方案由三大核心系统组成:
• CMCE直击雷防护系统: 从雷电形成条件入手,阻止保护区域内形成上行先导和云地闪放电通道;
• 浪涌保护器(SPD)在线监测系统: 实时掌握SPD运行、劣化和失效状态,避免浪涌保护失效后设备继续“带病运行”;
• 接地电阻在线监测系统: 连续监测地网阻值和变化趋势,及时发现接地异常、连接断开和地网性能变化。
三套系统统一接入易造EZ3.0雷电智能管控平台,让风电场和光伏电站实现从直击雷到感应雷、从外部防护到内部设备、从现场巡检到远程管控的一体化管理。
一、CMCE直击雷防护系统:不是把雷引下来,而是阻止雷电形成

CMCE与传统避雷针有什么不同?
传统避雷针的工作方式是形成上行先导,接闪后再通过引下线把雷电流泄放入地。雷电被接闪的同时,数十千安甚至更大的雷电流、瞬态高电压、热效应和雷电电磁脉冲也会随之产生。对于风机叶片、变流器、逆变器、通信设备和控制系统密集的新能源场站,雷击后的二次效应往往比接闪点本身更难处理。

CMCE多电场补偿器采用的是不同的技术路径。
CMCE基于尼古拉·特斯拉专利技术发展而来,利用静电感应和多电场补偿原理,在雷云电场增强时持续吸收周围大气电荷,通过内部电容结构完成电荷补偿,并将电荷以毫安级电流泄放至地。通过降低保护区域内的电场畸变,CMCE阻止上行先导和下行先导建立连接,使云地闪无法在保护区域内形成完整放电通道。

简单来说:避雷针是在雷电发生后接住雷;CMCE是在空气击穿前消除雷电形成条件。
CMCE的六项核心优势
1. 主动控制直击雷风险 CMCE不是等待雷击发生,而是在雷电先导形成前持续补偿电场,从源头切断云地闪发展的关键环节。
2. 不吸引雷电,不产生尖端电晕 CMCE采用圆弧电极和多电场结构,不通过尖端放电制造上行先导,因此不会像传统接闪器一样主动形成雷电连接通道。
3. 设备本体无需外接电源 CMCE是无源设备,依靠环境电场和接地系统工作,不依赖市电、蓄电池或太阳能电源。即使场站停电,直击雷防护功能仍持续运行。
4. 单台覆盖半径最高可达120米 CMCE 25、CMCE 55和CMCE 120分别形成25米、55米和120米覆盖半径。保护空间由CMCE下方的圆柱形区域和上方的半球形区域组成,可对建筑、设备群和大面积场区实施区域防护。
5. 防护过程可以在线验证 CMCE工作时会产生可测量的毫安级中和电流。Storm 7在线监测系统可连续记录中和电流、温度、湿度、大气压力、电磁脉冲、设备状态和告警信息,客户可以通过电脑、移动端或控制室实时查看CMCE是否正在工作。
6. 实验与长期应用数据可核验 知识库产品手册记录:在1米试验距离下,传统避雷针在425kV至468kV脉冲电压下形成放电,而CMCE经受50次840kV脉冲未形成放电。手册同时披露了6组西班牙长期跟踪案例,观察期为4年至17年,周边观测区域累计记录4974次落雷,击中CMCE的记录为0次。
CMCE怎样用于风电场?
风机叶片旋转摩擦会积聚电荷,叶尖、轮毂、机舱顶部和偏航区域容易出现电场集中。易造采用风电专用CMCE TWIN MAX V8构建三点协同防护:
• 机舱顶部CMCE: 高于气象传感器平台安装,吸收机舱和叶片上方的大气电荷;
• 机舱前部CMCE: 靠近叶片雷电流转移系统,吸收叶尖及轮毂附近积聚的电荷;
• 偏航基座CMCE: 与风机接地系统连接,强化机舱下部与偏航区域的电场补偿。

三台设备共同作用于叶片、轮毂、机舱和偏航系统,将传统的单一高点接闪转变为覆盖风机关键区域的多电场补偿网络。Storm 7同步监测中和电流和环境参数,使每台风机的直击雷防护状态可以远程查看。
CMCE怎样用于光伏电站?
光伏场站占地面积大、金属支架与直流线路密集,逆变器、箱变、升压站、集控中心、气象站和通信设施分散在开阔区域。CMCE的区域覆盖特性非常适合光伏场站:光伏组件和设备整体高度较低,CMCE安装后容易形成无遮挡的圆柱形与半球形保护空间。
| 光伏场站区域 | CMCE配置 | 保护重点 |
|---|
| 集控中心、升压站、大型设备区 | CMCE 120 | 建筑、主变、开关设备、监控与通信系统,标称半径120米 |
| 逆变升压单元、箱变和中型设备区 | CMCE 55 | 逆变器、箱变、汇流及辅助设备,标称半径55米 |
| 气象站、通信杆、监控点及小型独立区域 | CMCE 25 | 单体设备和局部设施,标称半径25米 |
| 大型光伏方阵 | 多台CMCE 120组合 | 通过保护半径衔接形成连续的区域防护网络 |
CMCE系统由补偿器、引下线和接地系统组成。安装时,CMCE位于被保护设施上方,引下线采用不小于50mm²多股裸铜线,接地电阻控制在5Ω以内。设备本体无需供电,适合集中式光伏、山地光伏、渔光互补、农光互补以及沿海高湿场站长期运行。

二、SPD在线监测系统:让每一只浪涌保护器的状态都看得见
CMCE负责直击雷防护,SPD负责处理线路中的感应雷、开关操作和电网波动产生的瞬态过电压。两者分别控制外部直击雷和内部浪涌风险,是新能源场站完整防雷体系的两个关键层面。
风电场的变流器、变桨、偏航、SCADA、箱变和升压站,光伏电站的汇流箱、逆变器、交流汇集、监控和通信系统,都依赖SPD保护。SPD在长期冲击和过电压作用下会逐步劣化,状态变化后如果不能及时发现,被保护设备就会暴露在浪涌风险中。
易造SPD在线监测系统可实时采集:
(1)SPD正常、劣化、脱扣和失效状态;
(2)ESCB/SSD后备保护器动作状态;
(3)雷击发生时间和次数;
(4)SPD漏电流及变化趋势;
(5)监测设备在线与通信状态。
系统以7×24小时连续监测替代传统逐柜、逐点、定时人工巡检。发生异常时,EZ3.0平台自动显示站点、设备和故障状态,运维人员可直接携带对应备件处理,不再依靠雷雨后的大范围人工排查。

针对光伏场站,系统可覆盖汇流箱、逆变器直流侧、逆变器交流侧和升压站SPD;针对风电场,可覆盖机舱、塔基、箱变、集电线路、升压站和通信控制系统SPD,从而形成直流、交流、电源和信号线路的完整状态监测网络。
三、接地电阻在线监测系统:实时掌握雷电泄放基础状态
CMCE吸收的电荷、SPD泄放的浪涌电流以及设备故障电流最终都要通过接地系统释放。接地系统一旦出现连接松动、引下线断开、接地体腐蚀或阻值异常,前端防护设备的工作效果都会受到影响。
易造EJD-3智能接地电阻在线监测系统采用三极法或大钳口回路法,连续监测:
(1)接地电阻实时值;
(2)阻值日、月和季节变化趋势;
(3)引下线断开及连接异常;
(4)接地网腐蚀或性能变化线索;
(5)监测设备在线与通信状态。
系统支持市电或太阳能供电,数据自动上传至EZ3.0平台。当接地电阻越限、突然上升或通信中断时,平台立即告警并定位点位。对于分布范围广、环境复杂的风电和光伏场站,在线监测可替代日常人工逐点测量,把接地管理从“定期抽查”升级为“连续掌握”。

强降雨期间,土壤含水率、冲刷和积水会使接地电阻出现明显波动。系统通过连续曲线区分短时天气变化与持续性异常,帮助运维人员快速识别真正需要处理的接地点。
四、EZ3.0统一管控:把三个系统变成一套雷电安全闭环
易造EZ3.0雷电智能管控系统采用工业级SCADA架构,通过现场通信和智能网关,将CMCE、SPD和接地电阻监测数据统一接入本地或云端平台。
管理人员在一张图上即可查看:
(1)CMCE中和电流与直击雷防护运行状态;
(2)SPD运行、劣化、失效及后备保护器状态;
(3)各接地点实时阻值和历史趋势;
(4)设备在线率、异常位置和告警时间;
(5)历史数据、雷击事件和处置记录。

当异常发生时,平台自动完成“发现异常—定位设备—发出告警—指导处理—记录结果”的闭环。对于多风机、多方阵、多升压单元和无人值守场站,EZ3.0把原本分散在不同区域的防雷设备转化为可集中查看、可远程管理、可追溯分析的数字化资产。
新能源防雷要从“安装设备”走向“持续管控”
风电场和光伏电站的雷电风险不是单点问题。直击雷会威胁叶片、组件和建筑设施,感应过电压会损坏电力电子与控制设备,接地异常则会削弱整个防护链条。
易造以CMCE直击雷防护系统、SPD在线监测系统、接地电阻在线监测系统和EZ3.0统一平台,构建新能源场站“直击雷防护—浪涌保护—接地监测—集中管控”的完整体系:
(1)CMCE阻止保护区域内雷电放电通道形成;
(2)SPD在线监测持续掌握感应雷防护状态;
(3)接地电阻在线监测守住电荷泄放基础;
(4)EZ3.0让所有设备状态集中可视、异常自动告警、历史数据随时可查。

从直击雷到感应雷,让新能源场站的雷电风险看得见、防得住、管得好。
三大智能防雷系统常见问题
CMCE适合光伏电站吗?
适合。光伏电站设备高度较低、场区开阔,CMCE容易形成无遮挡的区域保护空间。CMCE 25、55、120可分别用于监控点、逆变升压单元、升压站及大型方阵,多台CMCE 120可组合形成连续覆盖。
CMCE工作需要供电吗?
不需要。CMCE本体是无源设备,利用环境电场、内部电容结构和接地系统工作。Storm 7属于独立的在线监测设备,用于记录中和电流和环境数据。
CMCE如何证明正在工作?
CMCE工作时会把吸收的电荷以毫安级电流泄放至地。Storm 7可连续监测中和电流、温度、湿度、大气压力、电磁脉冲和设备状态,并提供趋势曲线和告警。
SPD在线监测能替代人工巡检吗?
可以替代传统逐柜、逐点、定时查看状态窗口的日常巡检。系统7×24小时采集SPD状态,异常时自动定位和告警,运维人员只需针对异常点位处理。
接地电阻在线监测能解决什么问题?
它可持续监测接地阻值和变化趋势,及时发现阻值越限、引下线断开、连接异常、地网腐蚀及通信离线,避免接地系统长期处于状态未知。
发布日期:2026-08-20
易造简介:
易造成立于2017年,专注高风险行业雷电安全管控。面向石化、轨交、新能源等场景,提供雷电预警、直击雷与感应雷防护、在线监测及统一管理解决方案,让风险可预警、防护可监测、过程可追溯。
数据来源:
2026年8月19日强降雨与雷阵雨预报信息
EZ3.0雷电智能管控系统产品样册
CMCE产品技术手册
易造《风电场智能化雷电风险评估方案书》
全国标准信息公共服务平台
易造接地电阻在线监测仪产品样册
作者简介:
易造防雷工程师,参与石化、风电光伏、轨道交通、数据中心等场景防雷接地项目设计与落地,专注接地电阻测试、在线监测、智能防雷设备及工程应用。
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