CN105673360A - 一种无源电荷发生器和带有其的风轮叶片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于正压电原理的无源电荷发生器和风轮叶片，包括中空壳体(1)，该壳体顶部设有孔(7)；一压电组件，该压电组件设于壳体内部，其包括多个上下罗列的压电陶瓷片(2)，最上层压电陶瓷片和最下层压电陶瓷片中心分别固结有第一柱形电极(6)和第二柱形电极(3)，其中第一柱形电极(6)头部从孔(7)伸出；一离心驱动组件，该离心驱动组件设于壳体内的压电组件下部，其由弹性元件(4)和重块(5)组成，二者纵向依次连接。本发明结构简单，安装方便，在外部离心力的作用下压电材料可持续的向外部释放正电荷，提高接闪器表面正电荷的数量，在外部高电场条件下促进接闪器形成上行先导，进一步实现提前放电的目的。

Description

一种无源电荷发生器和带有其的风轮叶片
技术领域
本发明涉及一种无源电荷发生器和带有其的风轮叶片，属于风力发电机组防雷装置领域。
背景技术
近年来，随着风能产业的高速发展，风轮叶片及复合材料的大量应用，雷击已经成为风能叶片的主要损坏原因。根据世界风能协会的相关统计，叶片的雷击损坏率已经超过20％。对于近海和海上风电叶片的防雷系统已经成为一个难题，在目前采用的传统被动接闪的设计已经无法满足未来海上风轮叶片防雷的需求。现有的接闪器主要是通过接闪器形成的断续的上行先导被动的遭受雷击，有效接闪率较低，并不能满足防雷需求。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种可以主动引雷，能有效提高接闪器形成上行先导的几率的无源电荷发生器。本发明提供的技术方案为：一种的无源电荷发生器，包括
中空壳体，该壳体顶部设有孔；
压电组件，该压电组件设于壳体内部，其包括多个上下罗列的压电陶瓷片，最上层压电陶瓷片和最下层压电陶瓷片中心分别固结有第一柱形电极和第二柱形电极，其中第一柱形电极头部从孔伸出；
离心驱动组件，该离心驱动组件设于壳体内的压电组件下部，其由弹性元件和重块组成，二者纵向依次连接。
优选地，所述弹性元件包括弹簧。
一种风轮叶片，包括叶片、接闪器和引下线，所述引下线安装于叶片内，所述接闪器安装于叶片上，所述引下线上至少并联一个接闪器，其特征在于，还包括与接闪器电气连接的无源电荷发生器，该无源电荷发生器为前述的无源电荷发生器。
优选地，所述无源电荷发生器中的第一柱形电极与接闪器电气连接。
有益效果：本发明公开了一种无源电荷发生器，在外部离心力的作用下，压电陶瓷片可持续的向外部释放正电荷，提高接闪器表面正电荷的数量，在外部高电场条件下促进接闪器形成上行先导，进一步实现提前放电的目的，经过反复试验使用表明与现有技术相比，具有结构简单，安装方便，主动引雷等优点。
附图说明
图1是无源电荷发生器的结构示意图。
图2是无源电荷发生器的工作示意图。
图3是风轮叶片的结构示意图。
如图所示：1、中空壳体，2、压电陶瓷片，3、第二柱形电极，4、压力垫，5、弹性元件，6、重块，7、孔，8、叶片，9、引下线，10、无源电荷发生器，11、接闪器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图对本发明进一步详细说明。
如附图所示的无源电荷发生器，包括一中空壳体1，该壳体顶部设有孔7；一压电组件，该压电组件设于壳体内部，其包括多个上下罗列的压电陶瓷片2，最上层压电陶瓷片和最下层压电陶瓷片中心分别固结有第一柱形电极6和第二柱形电极3，其中第一柱形电极6头部从孔7伸出；一离心驱动组件，该离心驱动组件设于壳体内的压电组件下部，其由弹性元件4和重块5组成，二者纵向依次连接。所述弹性元件5包括弹簧。
一种风轮叶片，包括叶片8、接闪器11和引下线9，所述引下线9安装于叶片8内，所述接闪器11安装于叶片8上，所述引下线9上至少并联一个接闪器11，还包括与接闪器11电气连接的无源电荷发生器10，该无源电荷发生器10为前述的无源电荷发生器。所述无源电荷发生器中的第一柱形电极3与接闪器11电气连接。
本发明所述的无源电荷发生器10安装在风能叶片8的内部，在叶片8没有旋转时重块5受到弹性元件的支撑不会对无源电荷发生器产生压力形变，无源电荷发生器10顶部连接的接闪器9不产生电荷；当叶片8工作时，重块5受离心力作用迫使无源电荷发生器10产生形变，持续向接闪器11释放正电荷，使接闪器11收到持续稳定的正电荷，促进接闪器11形成上行先导，提高接闪器11形成上行先导的几率，当接闪器11所形成的上行先导与雷云形成的下行先导实现贯通时，接闪器11实现接闪放电，并通过引下线9传导雷电流，由于重块6端面没有外部引线所以不会传导雷电流。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种无源电荷发生器，其特征在于，包括
中空壳体(1)，该壳体顶部设有孔(7)；
压电组件，该压电组件设于壳体内部，其包括多个上下罗列的压电陶瓷片(2)，最上层压电陶瓷片和最下层压电陶瓷片中心分别固接有第一柱形电极(6)和第二柱形电极(3)，其中第一柱形电极(6)头部从孔(7)伸出；
离心驱动组件，该离心驱动组件设于壳体内的压电组件下部，其由弹性元件(4)和重块(5)组成，三者纵向依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于正压电原理的无源电荷发生器，其特征在于，所述弹性元件(4)包括弹簧。
3.一种风轮叶片，包括叶片(8)、接闪器(11)和引下线(9)，所述引下线(9)安装于叶片内，所述接闪器(11)安装于叶片(8)上，所述引下线(9)上至少并联一个接闪器(11)，其特征在于，还包括与接闪器(11)电气连接的无源电荷发生器(10)，该无源电荷发生器(10)为权利要求1所述的无源电荷发生器。
4.根据权利要求3所述的一种风轮叶片，其特征在于，所述无源电荷发生器(10)中的第一柱形电极(3)与接闪器(11)电气连接。
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