[發(fā)明專利]葉尖防雷裝置、葉片防雷系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)葉片及風(fēng)力發(fā)電機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810608437.1
• 申請(qǐng)日: 2018-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN110594108A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方致陽;陳淳;劉鳳嬌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司
• 主分類號(hào): F03D80/30
• 分類號(hào): F03D80/30;F03D1/06
• 代理公司: 11438 北京律智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 闞梓瑄;王衛(wèi)忠

本公開提供一種葉身防雷裝置，安裝于風(fēng)機(jī)葉片的葉身部位，風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)設(shè)有主傳導(dǎo)引下線。其至，葉身防雷裝置包括多個(gè)葉身接閃器、多個(gè)葉身接閃底座、多根葉身傳導(dǎo)引下線以及絕緣層。多個(gè)葉身接閃器，呈多對(duì)布置且多對(duì)葉身接閃器沿風(fēng)機(jī)葉片軸向間隔地設(shè)于風(fēng)機(jī)葉片的葉身部位，同對(duì)的兩個(gè)葉身接閃器分別設(shè)置在風(fēng)機(jī)葉片的迎風(fēng)面和背風(fēng)面，葉身接閃器顯露于風(fēng)機(jī)葉片的外壁。多個(gè)葉身接閃底座，設(shè)于風(fēng)機(jī)葉片的內(nèi)壁且分別對(duì)應(yīng)地連接于多個(gè)葉身接閃器。多根葉身傳導(dǎo)引下線，分別對(duì)應(yīng)地連接于多個(gè)葉身接閃底座與主傳導(dǎo)引下線之間。絕緣層設(shè)于葉身接閃底座的外周和葉身傳導(dǎo)引下線的外周。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種葉身防雷裝置、葉片防雷系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)葉片及風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)

風(fēng)機(jī)葉片的防雷裝置主要用于風(fēng)機(jī)葉片的雷擊保護(hù)，當(dāng)有雷電出現(xiàn)在風(fēng)電葉片附近時(shí)，防雷裝置能夠使雷電無法直接擊穿風(fēng)機(jī)葉片，而是通過相應(yīng)設(shè)置的接閃器對(duì)雷電進(jìn)行攔截，保證雷擊發(fā)生在防雷裝置的接閃器上，并通過自身的電流引下系統(tǒng)將雷擊電流傳導(dǎo)至風(fēng)機(jī)葉片的葉根部位，再通過塔筒轉(zhuǎn)移至地面，從而降低雷擊對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的損害，減小雷害造成直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失，以保證風(fēng)電機(jī)組長(zhǎng)期持續(xù)有效的發(fā)電供應(yīng)。

目前，被廣泛應(yīng)用的風(fēng)機(jī)葉片的防雷電保護(hù)系統(tǒng)，主要是通過在葉片表面設(shè)置的接閃器捕獲雷電流，再轉(zhuǎn)至葉片內(nèi)部進(jìn)行電流傳導(dǎo)。現(xiàn)有防雷裝置主要包括接閃和傳導(dǎo)兩個(gè)系統(tǒng)，兩者配合實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的防雷保護(hù)。然而，在現(xiàn)有防雷裝置的設(shè)計(jì)中，兩個(gè)系統(tǒng)的配合僅考慮了將各個(gè)零部件簡(jiǎn)單地連接在一起，形成一個(gè)整體的防雷電系統(tǒng)，但對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的整體制程、結(jié)構(gòu)布局、局部連接處及內(nèi)部葉片金屬裸露現(xiàn)象等問題均未充分探究和規(guī)避。

以中國(guó)發(fā)明專利CN101240772B為例，其公開了一種葉尖接閃器的連接方案，其主要包含：含有空腔的外露接閃器與預(yù)埋在葉片內(nèi)部與延伸出葉片外部的導(dǎo)電體；外露接閃器的空腔用于可滑動(dòng)地接收導(dǎo)電條延伸出葉片外部部位；外露接閃器與導(dǎo)電條伸出葉片外部部位用可拆卸的緊固件進(jìn)行緊固連接。其中，該技術(shù)方案代表了大部分現(xiàn)有風(fēng)機(jī)葉片的葉尖接閃器設(shè)計(jì)，即采用不可拆卸結(jié)構(gòu)。

再以中國(guó)發(fā)明專利CN107076123A為例，其公開了一種葉片的防雷系統(tǒng)的全絕緣尖端單元，其主要包括導(dǎo)電尖端，其中尖端由外部部件和內(nèi)部部件組成，至少一個(gè)側(cè)接收器底座、內(nèi)部尖端單元導(dǎo)體、形成引下線的最外部的絕緣電纜、以及在絕緣電纜與尖端單元的其它導(dǎo)電部件之間建立電連接的連接元件，其中尖端的內(nèi)部部件、側(cè)接收器底座、內(nèi)部尖端導(dǎo)體、連接元件和絕緣電纜的一端都鑄造嵌入絕緣材料中，僅留下尖端的外部部件以及絕緣電纜的另一端未被絕緣材料覆蓋。

承上，現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片的防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是由葉尖和葉身表面若干固定離散的金屬接收器作為主要的雷電捕獲裝置，這些金屬接收器在葉片內(nèi)部與接閃器支座相連接，再通過葉片內(nèi)部引下線連接到輪轂，從而將雷電流通過塔筒釋放到大地。葉片的內(nèi)部系統(tǒng)只起到傳導(dǎo)電流的作用，并不起到捕獲電流的作用，而在分支電纜與接閃器支座的連接位置、多條分支電纜連接位置，以及葉片內(nèi)部接閃器支座都存在金屬裸露的現(xiàn)象，實(shí)際上，雷電并不總是順利擊中接閃器，有時(shí)會(huì)進(jìn)入葉片內(nèi)部形成電弧，這些金屬導(dǎo)體極易成為雷擊的對(duì)象，雷電流進(jìn)入葉片內(nèi)部，具大的能量不僅會(huì)使得電連接發(fā)生故障，造成防雷裝置失效，也會(huì)擊穿葉片表面材料或使葉片內(nèi)部發(fā)生爆裂。

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種具備操作簡(jiǎn)單、絕緣性好、定位牢固等任一優(yōu)點(diǎn)的雷電保護(hù)系統(tǒng)已成為本領(lǐng)域亟待解決的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的一個(gè)主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種絕緣性較佳且有效緩解集群效應(yīng)的葉身防雷裝置。

本公開的另一個(gè)主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種具有上述葉身防雷裝置的葉片防雷系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)葉片及風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開采用如下技術(shù)方案：