随着单台风电机组容量不断增大,叶片对地高度不断增加,引雷能力显著增强。内陆风电机组通常安装在土壤电阻率较高的山顶、草原和戈壁等区域,雷电反击引起的风机内部电气和控制设备损坏故障时有发生。掌握细致的风机雷击暂态特性是改进风电场雷电防护的基础,而目前关于风机雷击暂态特性的已有研究中均未考虑钢筋混凝土基础自然接地的影响,亟需开展相关研究。论文分析了风机整体的物理结构,建立了风机等效仿真计算模型,展开了较为全面的仿真计算和理论分析工作,同时提出了风机一二次系统的雷电防护方案。本文的主要工作有以下几点:（1）基于矩量法计算原理,构建了考虑钢筋混凝土基础自然接地作用的风机雷击电磁暂态三维等效模型,研究了塔筒高度、接地系统结构以及雷电流波形等不同影响因素对风机塔筒雷击暂态特性的影响;（2）计算分析了风机接地系统的雷击暂态特性,考虑了不同影响因素对接地系统上雷电流以及暂态电位升的影响,提出了高土壤电阻率区域风机接地优化设计相关建议;（3）研究了机组一二次系统的雷击暂态特性,考虑了不同影响因素对控制电缆和光缆雷电暂态电压分布以及变压器高压侧避雷器残压、电流以及吸收能量的影响,同时提出了相关防护方案。研究结果表明:（1）风机塔筒上的暂态雷电流波形由于折反射过程而呈现明显的衰减振荡,塔筒高度越高则雷电流的振荡频率越小;风机自然接地体中的钢筋能改善雷电流的散流情况,显著降低风机塔筒暂态电位升。（2）在高土壤电阻率区域,接地体垂直桩基中的钢筋辅助散流效果明显,能显著降低风机冲击接地电阻值;垂直桩基数量增加或垂直桩基分布在承台边缘时接地系统暂态电位升均有较小程度的降低。（3）控制电缆屏蔽层单端接地时芯线与屏蔽层以及屏蔽层与塔筒之间电位差幅值较大,而屏蔽层双端接地时电位差幅值较小,同时屏蔽层与塔筒之间电位差随距地高度呈倒‘U’型变化。（4）在光缆金属护套未接地情况下风机光纤盒与护套之间电位差以及光缆周围电场强度较高,而光缆护套分别在光纤盒内外接地时,两者均有不同程度的降低;同时光纤盒与护套之间电位差随土壤电阻率的增加而增加,随雷电流波前时间的增加而减小。（5）变压器高压侧避雷器残压、电流以及吸收能量均随雷电流幅值和风机接地电阻值的增加而增加。论文研究结果可为风电场雷电防护工作提供理论参考,具有一定的工程实际价值。