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。

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。