CN104500352A - 一种风电机组叶片 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种风电机组叶片，所述的叶片内部设有两根防雷引下线，所述的两根防雷引下线的叶根端与叶片根部均为可拆卸连接。本发明风电机组叶片防雷设施的设置更为合理，检测更为简单、机动，从而克服在现有的风电机组运行过程中，对风电机组叶片内部防雷引下线的防雷导通电阻值测量耗时耗成本的不足。

Description

一种风电机组叶片

技术领域

本发明涉及风电机组技术领域，特别是涉及一种采用改进型防雷设施的风电机组叶片。

背景技术

随着风电机组容量的增大，轮毂高度越来越高，叶片的长度也越来越长，叶轮直径过已突破百米，加上风电机组一般安装在开阔地带或是山顶，其遭受雷击概率越来越大。德国统计显示，德国风电场每一百台风电机组一年的雷击事故率在8％左右，而风电机组雷击损坏的部件中风电机组叶片占到15％～20％。风电机组叶片损坏对发电量的影响最大，所需的维修费用也最高。

丹麦的研究人员研究发现，不管风电机组叶片是用木头、玻璃纤维制成，或是在风电机组叶片外包裹导电体，雷电损害程度更多的取决于风电机组叶片的形式，风电机组叶片全绝缘并不能减少被雷击的危险，反而会增加损害的次数。研究结果促进了风电机组叶片防雷设计的迅速发展，在风电机组叶片的叶尖及中部安装接闪器来拦截雷电，再通过风电机组叶片内腔的引下线将雷电流导入大地以保护风电机组叶片。现代大型风电机组叶片多通过钢丝、接闪器、导电体、钢丝网等实现电流疏导和防雷，其中又以单根导电线(即防雷引下线)与接闪器配合的形式最为常见，可以简单、有效的实现雷电保护效果。

风电机组叶片有了防雷措施那么对风电机组叶片防雷系统的检测就必不可少，而在多年的风电机组现场维护工作中，现场维护人员几乎并不对风电机组的叶片防雷系统进行日常检测。近些年随着风电机组后服务市场的扩大，对风电机组的检测，包括对风电机组叶片防雷系统的检测才开始引起大家关注。需要说明的是，对风电机组叶片防雷系统的检测不是监测风电机组叶片的雷击过程来避免风电机组叶片遭受雷击，而是对风电机组叶片进行评估，判断风电机组叶片是否还具备防雷性能。

风电机组叶片防雷系统工作过程是通过风电机组叶片叶尖和中部的接闪器来拦截雷电，再通过与接闪器连接的引下线将雷电流传导至风电机组叶片根部，再由风电机组内部雷电流传导路径(变桨轴承-轮毂-主轴-底座-偏航轴承-塔筒)将雷电流导入大地。由此看出，风电机组叶片内部防雷引下线在风电机组叶片防雷系统中的作用十分重要，对风电机组叶片防雷系统的检测最重要一项就是通过直流电阻测试仪测量风电机组叶片内部防雷引下线的阻值。但是在实际测量中操作是比较困难的，风电机组叶片在空中运行，想要对风电机组叶片内部防雷引下线进行测量的现有方法就是采用专用可升降空中平台将检测人员输送至叶片相应位置处进行测量，要求专业的风电机组叶片维修人员进行，而且对工况有严格要求，整个测量过程时间较长，不能满足我们随时想要检测就可以实现的要求，尤其不能满足在进入雷雨季节之前对风电机组叶片防雷系统进行普遍、多次检测的需求。

由此可见，上述现有的风电机组叶片在防雷设施的设置和检测上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种便于检测的叶片防雷系统，且机动性强的新的风电机组叶片,实属当前重要研发课题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种风电机组叶片，使其防雷设施的设置更为合理，检测更为简单、机动，从而克服在现有的风电机组运行过程中，对风电机组叶片内部防雷引下线的防雷导通电阻值测量耗时耗成本的不足。

为解决上述技术问题，本发明一种风电机组叶片，所述的叶片内部设有两根防雷引下线，所述的两根防雷引下线的叶根端与叶片根部均为可拆卸连接。

作为本发明的一种改进，所述的两根防雷引下线的叶尖端分别与同一叶尖接闪器连接。

所述的两根防雷引下线中的一根上接有叶中接闪器。

所述的防雷引下线与接闪器焊接。

所述的两根防雷引下线的叶根端通过螺栓与叶片根部连接。

所述的两根防雷引下线的截面积之和大于或等于风电机组叶片内部防雷引下线截面积要求。

所述的两根防雷引下线的导通总电阻值不大于两倍标准值。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

1、检测人员只需进入轮毂便可对风力发电机组叶片内部防雷引下线的导通电阻值进行测量。

2、从长远来看，采用本发明成本更低。

3、采用本发明后，在现场日常维护中就可实现随时对风力发电机组叶片内部防雷引下线的导通电阻值进行测量，实现了对风力发电机组叶片防雷系统预防性的检测，避免了因检测不及时，或未及时发现风力发电机组叶片防雷系统存在的问题，而导致的叶片遭受雷击损坏甚至机组着火。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明风力发电机组叶片的防雷设施示意图。

图2是本发明防雷引下线与叶尖接闪器的连接示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明风电机组叶片，是在传统叶片单根防雷引下线的基础上，在叶片内部增设一根防雷引下线，且两根防雷引下线1的叶根端12、13与叶片根部均为可拆卸连接。

进一步具体来说，请配合参阅图2所示，本发明的两根防雷引下线1的叶尖端11、14分别与同一叶尖接闪器2焊接，而其中的一根上还可焊接有叶中接闪器3。

两根防雷引下线1的叶根端12、13通过螺栓与叶片根部连接，需要进行叶片防雷设施检测时，只需解开叶根端12、13与叶片根部的连接螺栓，通过直流电阻测试仪测量叶根端12、13两端的导通电阻值，经过折算即可判断风电机组叶片防雷引下线1是否符合防雷要求。

两根防雷引下线的截面积之和应符合传统风电机组叶片内部单根防雷引下线的截面积要求，其导通总电阻值不大于两倍标准值。

依据德国劳埃德船级社《风力发电机组认证指南》(2010年版)第8.9.3.1条风电机组叶片内部防雷引下线材料及截面积的要求：

1、铜或铝合金导体：至少50mm²；

2、钢带导体：至少50mm²；

3、圆形绞合不锈钢导体：至少70mm²。

本发明采用双根防雷引下线1的新型风电机组叶片的结构看似要比传统采用单根防雷引下线10的风电机组叶片成本高，但是所采用的防雷引下线的截面积比传统单根防雷引下线截面积小。

以50m风电机组叶片为例，其单根防雷引下线按70mm²×50m规格计算，每米单根防雷引下线价格按400元RMB计算，每支风电机组叶片成本为20000元RMB，每台风电机组三支叶片单根防雷引下线成本为60000元RMB。如采用双根防雷引下线，其每根防雷引下线规格只需35mm²×50m，每米防雷引下线价格按250元RMB计算，每台风电机组三支叶片双根防雷引下线成本为75000元RMB，成本增加了15000元RMB(我们采用的是最保守的估计，实际增加成本有可能更低)。

而对采用本发明双根防雷引下线叶片的风电机组检测导通电阻值几乎无需成本，可随时由塔筒进入轮毂进行检测，比传统叶片的平台加吊篮检测成本低、效率高且更安全，既满足对风电机组叶片防雷引下线每年一次的基本检测要求，又可根据现场天气状况在雷雨季进行多次检测。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种风电机组叶片，其特征在于：所述的叶片内部设有两根防雷引下线，所述的两根防雷引下线的叶根端与叶片根部均为可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的一种风电机组叶片，其特征在于所述的两根防雷引下线的叶尖端分别与同一叶尖接闪器连接。

3.根据权利要求1所述的一种风电机组叶片，其特征在于所述的两根防雷引下线中的一根上接有叶中接闪器。

4.根据权利要求2或3所述的一种风电机组叶片，其特征在于所述的防雷引下线与接闪器焊接。

5.根据权利要求1所述的一种风电机组叶片，其特征在于所述的两根防雷引下线的叶根端通过螺栓与叶片根部连接。

6.根据权利要求1所述的一种风电机组叶片，其特征在于所述的两根防雷引下线的截面积之和符合风电机组叶片内部防雷引下线截面积要求。

7.根据权利要求1所述的一种风电机组叶片，其特征在于所述的两根防雷引下线的导通总电阻值不大于两倍标准值。