[發明專利]一種風力發電設備用葉片避雷裝置

有效

• 申請號: 201711367136.6
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108266335B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 張向東;許喬奇;孫興;馮威;支文帥;王晶晶;喬陽陽
• 申請（專利權）人: 洛陽雙瑞風電葉片有限公司
• 主分類號: F03D80/30
• 分類號: F03D80/30;F03D1/06
• 代理公司: 41120 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙)
• 代理人: 周會芝<國際申請>=<國際公布>=<進入

一種風力發電設備用葉片避雷裝置，包括輪轂和多個風電葉片，風電葉片包括內部帶有空腔的絕緣殼體，避雷裝置包括葉尖接閃器，葉身接閃器和導電金屬板，和設置在葉根部位的金屬圓盤和輸導組件，葉尖接閃器、葉身接閃器、導電金屬板和金屬圓盤均設置在絕緣殼體的外表面上，葉身接閃器安裝在導電金屬板上；輸導組件包括連接導線、金屬帶和碳刷，金屬帶呈環狀布設在風電葉片的葉根部位，且其通過連接導線與金屬圓盤連接，碳刷固定設置在輪轂上，碳刷的末端連接有接地線，碳刷能夠在風電葉片轉動時與風電葉片根部的金屬帶動態接觸。本發明能夠有效防止葉片殼體被雷電擊穿，且使用壽命長、安全可靠性高。

技術領域

本發明涉及風電葉片避雷技術領域，具體的說是一種風力發電設備用的葉片防擊穿型避雷裝置。

背景技術

隨著風電技術的不斷發展，風力機組塔架高度不斷增加，葉片長度不斷加長，風機受到雷擊的概率也隨之上升。傳統風電葉片的防雷方法主要是在葉片上安裝避雷接閃器，在葉片內部設置金屬引線，將引導線連接至葉片根部穿出連接到輪轂上的避雷接口再連接地線，最終通過避雷接閃器接收雷電、引導線傳導雷電，逐步將雷電引導入大地。

這種傳統的避雷方式主要存在以下缺陷：1、雷電流路徑為通過葉片內部的金屬引線，引導雷電傳導至大地。故經常發生雷電流在傳導過程中金屬引線的絕緣皮被擊穿，進而葉片內部電弧放電造成葉片腔體損壞的情況。同時，葉片內部設置有金屬引線時，金屬與雷電之間也會發生電場感應，從而引導雷電從外部非接閃器覆蓋區域擊穿殼體從而造成葉片損壞，造成巨大的經濟損失。2、在葉片根部區域，與輪轂內的導雷接口連接的導線會隨著葉片變槳時發生轉動，而反復的轉動使得線纜容易破壞，雷電不能順利地傳導，導致避雷系統不能順利發揮作用，葉片容易受到雷擊破壞，造成巨大的經濟損失。

目前，風電葉片損壞中相當一部分是由于雷擊破壞。因此，改善和增強防雷系統中避雷裝置的性能來有效防止大型風力發電葉片受到雷擊破壞實為必要。

發明內容

本發明的目的是提供一種安裝設置簡單、不損傷葉片結構，能夠有效防止葉片殼體被雷電擊穿，且使用壽命長、安全可靠性高的風機葉片避雷裝置，來有效降低風電葉片受雷擊的概率。

本發明為解決上述技術問題，所采用的技術方案是：一種風力發電設備用葉片避雷裝置，包括輪轂以及設置在輪轂上的多個風電葉片，所述的風電葉片包括一個葉片狀的絕緣殼體，在該絕緣殼體的內部具有一個空腔，所述的避雷裝置包括設置在風電葉片葉尖部位的葉尖接閃器，設置在葉身部位的葉身接閃器和導電金屬板，以及設置在葉根部位的金屬圓盤和輸導組件，其中，葉尖接閃器、葉身接閃器、導電金屬板和金屬圓盤均設置在絕緣殼體的外表面上，葉身接閃器安裝在導電金屬板上，且葉尖接閃器、葉身接閃器和金屬圓盤均與導電金屬板導電連接；

所述的輸導組件包括連接導線、金屬帶和碳刷，金屬帶呈環狀布設在風電葉片的葉根部位，且其通過連接導線與金屬圓盤連接，所述的碳刷固定設置在輪轂上，碳刷的末端連接有接地線，所述碳刷能夠在風電葉片轉動時與風電葉片根部的金屬帶動態接觸。

優選的，所述的葉尖接閃器為固定在絕緣殼體葉尖部位頂端的金屬塊，且該金屬塊通過鉚接或者螺栓連接的方式連接在導電金屬板上。

優選的，所述的葉身接閃器為固定在導電金屬板外表面上的金屬片，且該金屬片通過鉚接或者螺栓連接的方式固定在導電金屬板上。

優選的，所述的導電金屬板呈長條狀，且沿絕緣殼體的長度方向布置。

優選的，所述的連接導線通過接線鼻和螺栓與金屬圓盤連接。

優選的，所述葉身接閃器的個數至少為兩個，且沿絕緣殼體長度方向均與分布。

優選的，所述每個風電葉片的葉根部位均固定設置有一個環向的非金屬支撐架，金屬帶通過粘結和鉚接方式固定在該環向的非金屬支撐架上。

優選的，所述的連接導線通過安裝在金屬帶上的一個金屬螺栓與金屬帶連接。