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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

以风机叶片为研究对象进行电晕触发实验，得出在不同条件下风机旋转叶片触发电晕放电对应的上极板电压值。利用均匀电场公式，通过计算得到触发电晕放电时的外电场值，即为电晕环境阈值。利用ANSYS软件建立风机模型，输入数据得出风机电晕放电阈值。通过对比两种阈值在不同条件下的值，分析出风机叶片在不同条件下对雷电场的影响，为风机防雷提供部分参考，希望能够减少雷击带来的损失。

国内外研究现状

Wilson通过对云中带电离子的空间位置拟合，提出雷暴云中的荷电上部为正下部为负的猜想。雷电分布受季节变化影响，日本冬季雷暴正地闪的比例一般都大于半数，有时可达100%，而由于遭受正极性闪电时迎面先导不一定从接闪器产生，所以风机受到的伤害比负极性的更为严重。 且冬季雷云的高度与夏季相比较低， 当雷云高度降低时，地面附近场强急剧升高，所以大部分风机遭受雷击发生在冬季。罗佳俊等研究发现，雷击距的大小取决于雷电流幅值的大小，当雷击地面上高结构体时，还与被击物体的高度有关，被击物体越高，这种相关性越明显。目前防止雷击对叶片造成损伤的较主流的做法有两种，一是通过在叶片上安装金属材料，将电流从叶片尾部连接引入地下；另一种是通过加入导电材料，使雷电流不会侵入叶片内部，使其在外部流通从而保护叶片。根据周家东等人的研究发现作用积分与库仑量是对叶片损伤最大的两个因素，其中库仑量可达到300C，因此叶片防雷比飞机防雷更加困难。周诗健通过对强电场探空仪的尖端感应原件研究，测试出了尖端导线在均匀电场中的起晕电场值与电晕放电电流，从而得到了导线长度与起晕电场值和电晕电流之间的关系式。蓝磊等设计了一个可控转速的1:30缩比风机模型与弧面电极，对不同转速的叶片进行了大量接闪实验，得出击穿电压与转速成正比，叶片旋转会抑制上行先导发展的结论。郭秀峰等人通过假定建筑物为理想导体，来对建筑尖端所造成的电场畸变进行研究，利用有限差分法计算二维泊松方程，得出周围的空间电场强度，分析出建筑物尖端的规格以及尖端所处位置和大气电场畸变之间的关系。

2. 研究的基本内容

为了能够让风机有电晕电流值需要给上极板设定一个负极性高压，如果设定的电压值过低将不会产生电晕放电，反之若设定过高，则会发生火花放电，因此，在设定电压值时需进行合理的预计。设定好电压值后，对上极板进行充电，达到设定值之后停止充电，同时上极板以0.1kV/次的幅度下降。在电压下降的过程中，示波器上的电晕电流脉冲信号幅值会逐渐降低，脉冲信号数量也会随之逐渐减少，直到消失。最后一个电晕电流脉冲信号消失时采集到的数据即为上极板所达到的实际电压值，数据采集后应将上极板接地，使其电压为0。本实验对叶片长度为5.5cm、11cm、22cm以及叶片角度为0、30、45、60的风机模型进行电晕放电测试。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

4月初完成实验的基本设计，并查询实验所需原理；

4月中旬进行实验，并记录所得数据进行后续分析；

得到数据后花两三天完成数据分析并初步完成论文；

4. 参考文献