CN106014879B - 风力发电系统 - Google Patents

Abstract

根据实施例的一种风力发电系统，包括：叶片；雷电保护设备；电设备；电压施加机构；第一避雷器元件；以及第二避雷器元件。所述雷电保护设备包括在所述叶片处提供的接受器，并且经由雷电导体将雷电的电流从所述接受器引导到地中。所述电设备被安装在所述叶片处，并且包括彼此分离提供的第一电导体和第二电导体；所述电压施加机构在所述第一电导体与所述第二电导体之间施加电压。所述第一避雷器元件的一端电连接到所述第一电导体，并且其另一端接地。所述第二避雷器元件的一端电连接到所述第二电导体，并且其另一端接地。

Description

风力发电系统

技术领域

本文描述的实施例总体上涉及风力发电系统。

背景技术

当前，在全球变暖预防方面，可再生能源发电系统的引入在全球范围内正在发展中。风力发电系统是正在推广的可再生能源发电系统中的一种，并且使用风能来执行发电。然而，在日本，风力发电系统的普及率与在欧洲等的普及率相比较低。

风力发电系统在日本的低普及率的原因很大程度上是因为其地理约束。在日本，由于山地气候，风力变化和风向变化大，从而使得难以稳定维持风力发电中的输出。这些因素导致每风车发电效率的降低，并且因此提高了风力发电系统的引入成本。

为了在像日本这样风力和风向快速变化的区域中引入大规模风力发电系统，需要克服上述问题。亦即，有必要开发抵抗变化的风车。因此，为了处理风速和风向变化，提出了：用于生成等离子体感生流(气流)的气流生成设备应当被设置在风车的叶片表面上。气流生成设备包括被提供在电极对之间的电介质，并且在电极对之间施加电压使得气流生成设备生成等离子体感生流。

在风力发电系统中，除了气流生成设备之外，诸如加热设备和声学设备的电设备有时被安装在风车的叶片处。例如，加热设备被安装在风车的叶片处，以便融化附着到叶片的冰。此外，例如，声学设备被安装在风车的叶片处，以便抑制振动。

风力发电系统高度很高，并且因此，风车的叶片等频繁地被雷电击中。因此，当雷击时，有时会出现雷电的电流(浪涌电流)流入到被安装在叶片处的电设备中并且电设备被损坏的情况。当气流生成设备被安装在叶片处时，例如，雷电的电流流入到气流生成设备中由金属材料形成的电极中，并且由此电极被损坏。此外，通过雷电的电流，电连接到气流生成设备的电极的电源有时被损坏。另外，存在在气流生成设备在叶片处被安装的位置附近的部分被雷电的电流损坏的可能。此处，作为雷电的电流，不仅包括由意味着雷电直接击中电设备的直接雷击的电流，而且还包括当雷电直接击中电设备之外的部分(例如，被提供在叶片处的雷电接收部分、塔架等)时通过由电磁感应感生的雷电流入到电设备中的电流。

因此，在风力发电系统中，有必要准确地防止被安装在叶片处的电设备等被雷电击中。亦即，有必要准备应对雷电的高度可靠的措施。

因此，本发明要解决的一个问题是：提供一种能够准确地防止被安装在叶片处的电设备等被雷电击中并且能够改进安全性的风力发电系统。

附图说明

图1为示意性图示了根据实施例的风力发电系统的实质性部分的透视视图。

图2是以放大的方式图示了在根据实施例的风力发电系统中的气流生成设备被安装处的部分的视图。

图3是以放大的方式图示了在根据实施例的风力发电系统中的气流生成设备和接受器被安装处的部分的视图。

图4是示意性图示了根据实施例的风力发电系统的电布线系统的电路图。

具体实施方式

根据实施例的风力发电系统包括：叶片、雷电保护设备、电设备、电压施加机构、第一避雷器元件以及第二避雷器元件。雷电保护设备包括在叶片处提供的接受器，并且经由雷电导体将雷电的电流从接受器引导到地中。电设备被安装在叶片处，并且包括彼此分离的提供的第一电导体和第二电导体。电压施加机构在第一电导体与第二电导体之间施加电压。第一避雷器元件的一端电连接到第一电导体并且其另一端接地。第二避雷器元件的一端电连接到第二电导体，并且其另一端接地。

将参考附图解释实施例。

[A]风力发电系统10的构成

图1为示意性图示了根据实施例的风力发电系统10的实质性部分的透视视图。

风力发电系统10是螺桨式风车并且包括：塔架30；机舱31；转子40；以及风向风速仪50，如图1所图示的。另外，风力发电系统10包括：气流生成设备60(电设备)；以及接受器70。

将顺序解释构成风力发电系统10的各部分。

[A-1]塔架30

如图1所图示的，在风力发电系统10中，塔架30沿垂直方向延伸，并且具有固定于地20的下端部分。

[A-2]机舱31

如图1所图示的，在风力发电系统10中，机舱31被安装在塔架30上端部分处。机舱31被支撑在塔架30的上端部分上，使得能够关于垂直方向轴旋转，以便调节偏航角。

[A-3]转子40

如图1所图示的，在风力发电系统10中，转子40被能旋转地支撑在机舱31上，并且关于水平方向旋转轴旋转。转子40被连接到被容纳在机舱31中的发电机(其图示被省略)，并且通过转子40的旋转，发电机被驱动，并且从而执行发电。

如图1所图示的，转子40包括轮毂41和多个叶片42，并且多个叶片42被安装在轮毂41处。多个叶片42被附接在轮毂41周围，使得在旋转方向上彼此分离。例如，提供三片叶片42。出于调节浆距角的目的，三个叶片42中的每个的被定位在叶片根部侧上的叶片的一端由轮毂41能旋转地支撑。

[A-4]风向风速仪50

如图1所图示的，在风力发电系统10中，风向风速仪50被附接到机舱31的上表面。风向风速仪50测量风速和风向，并且将测量的数据输出到控制单元(其图示被省略)。然后，根据测量的数据，控制单元调节偏航角和浆距角。此外，根据测量的数据，控制单元控制放电电源(其图示被省略)的操作，从而控制气流生成设备60的操作。

[A-5]气流生成设备60和接受器70

如图1所图示的，在风力发电系统10中，气流生成设备60和接受器70被安装在叶片42处。

图2是以放大的方式图示了根据实施例的风力发电系统10中风力发电系统60被安装处的部分的视图。图2是以放大的方式图示了叶片42的前沿部分的横截视图。

图3是以放大的方式图示了根据实施例的风力发电系统10中气流生成设备60和接受器70被安装处的部分的视图。图3是以放大的方式图示了单个叶片42的透视视图。图3图示了叶片42的背侧表面。

[A-5-1]气流生成设备60

如图2所图示的，气流生成设备60被安装在叶片42处。气流生成设备60包括：第一电极61(第一电导体)；第二电极62(第二电导体)；以及电介质63。

如图2所图示的，在气流生成设备60中，第一电极61被提供在电介质的表面63上。第二电极62被提供在电介质63的内部。电介质63位于第一电极61与第二电极62之间。第一电极61和第二电极62每个由诸如金属材料的导电材料形成。

在气流生成设备60中，电介质63由介电材料形成。形成电介质63的介电材料能够根据其使用的目的和环境通过从由固体制成的介电材料中适当地选择来使用，并且也可以通过组合多种介电材料来使用。

如图2所图示的，第一线缆64a被连接到第一电极61。然后，第二线缆64b被连接到第二电极62。第一线缆64a和第二线缆64b每个具有被容纳在叶片42内部的部分并且被电连接到放电电源65(电压施加机构)。在气流生成设备60中，放电电源65经由第一线缆64a和第二线缆64b在第一电极61与第二电极62之间施加电压，并且从而生成等离子体感生流。

在气流生成设备60中，例如，由放电电源65在第一电极61与第二电极62之间施加脉冲形式(正、负或双极(交变电压))的脉冲调制控制电压以及具有交变形式(正弦波或者间歇正弦波)的波形的电压。此处，放电电源65在第一电极61与第二电极62之间施加电压，同时改变电流电压性质，诸如电压值、频率、电流波形和占空比。稍后将描述放电电源65的详细构成。

气流生成设备60被设置在叶片42处，使得等离子体感生流从叶片42的前边缘流向叶片42的背侧42a。此处，如图2所图示的，气流生成设备60被设置为使得例如被定位在第二电极62侧上的第一电极61的一端与叶片42的前边缘符合，并且第二电极被定位在叶片42的背侧42a上而非第一电极61。

如图3所图示的，多个气流生成设备60被安装在叶片42的表面上，从而被布置在叶片横跨(span)方向上。气流生成设备60被安装为使得第一电极61和第二电极62的延伸方向沿着叶片横跨方向。

被布置在叶片横跨方向上的多个气流生成设备60分别被电连接到例如多个放电电源65，并且它们的操作彼此独立地被控制。亦即，被施加在第一电极61与第二电极62之间的电压的状况(峰值、频率、波形、调制频率、占空比等)针对被布置在叶片横跨方向中的多个气流生成设备60中的每个被独立地控制。附带的，只要多个气流生成设备60中的每个是被提供有能够独立控制电压的功能的电源，不必提供多个气流生成设备60，而是单个气流生成设备60是足够的。

气流生成设备60的设置不限于上述具体情况。气流生成设备60优选地被安装在它们能够控制分离的流等以在叶片42的表面上生成的位置处。例如，如上所述，气流生成设备42优选地被设置在叶片42的前边缘部分处。

除了以上之外，气流生成设备60也可以被安装为使得例如适配在叶片42中形成的沟槽(未图示)中。亦即，气流生成设备60也可以被安装为使得不具有从叶片42的表面凸出的部分。

此外，气流生成设备60也可以直接形成在叶片42中。在这种情况下，气流生成设备60以这样的方式被提供：叶片42被形成为使得构成叶片42的部分充当上述电介质63。当叶片42例如由诸如其中合成树脂的强度被玻璃纤维增强的GFRP(玻璃纤维增强塑料)的介电材料形成时，气流生成设备60能够直接形成在叶片42中。

在上文中，已经解释了多个气流生成设备60被安装在叶片横跨方向中的情况，但这并非限制性的。当例如在叶片横跨方向中叶片横跨小时，不安装多个气流生成设备60，而是也可以安装单个气流生成设备60。

[A-5-2]接受器70

如图1和图3所图示的，在风力发电系统10中，接受器70被安装在叶片42处。接受器70被提供为引导雷电，从而防止雷电击中叶片42的非预期的部分的，并且防止叶片42由于雷电被损坏。

此处，多个接受器70被安装在单个叶片42处。具体地，接受器70被安装在叶片42的顶端部42b处。此外，如图1和图3所图示的，接受器70被安装在被定位在叶片42的腹侧表面(参见图1)和背侧表面(参见图3)中的每个上的顶端部42b侧处的部分处。

接受器70优选由例如当被雷电击中时熔化量小的金属材料制成。接受器70是使用诸如例如铜钨合金或铝的金属材料形成的。

接受器70构成雷电保护设备(其图示被省略)，并且雷电保护设备被构成使得击中接受器70的雷电的电流被引导到地，这将在稍后详细描述。

[B]风力发电系统10的电布线系统

下文中，将解释根据实施例的风力发电系统10的电布线系统。

图4是示意性图示了根据实施例的风力发电系统10的电布线系统的电路图。

如图4所图示的，在风力发电系统10中，提供了包括上述接受器70的雷电保护设备700。此外，在风力发电系统10中，提供了用于将电源供应到气流生成设备60的放电电源65。

将顺序解释雷电保护设备700和放电电源65。

[B-1]雷电保护设备700

如图4所图示的，除了上述接受器70之外，雷电保护设备700包括雷电导体73。在雷电保护设备700中，接受器70被电连接到雷电导体73，以经由雷电导体73接地。

在雷电保护设备700中，雷电导体73包括：线缆71；下拉导体72以及连接部分74。雷电导体73具有经由连接部分74彼此电连接的线缆71和下拉导体72。

在雷电导体73中，线缆71的一端电连接到接受器70，并且其另一端电连接到连接部分74。线缆71被设置在诸如转子(参见图1)的旋转体内部，所述转子例如包括轮毂41和叶片42，其图示被省略。线缆71被定位在距第一线缆64a和第二线缆64b基本相等的距离处，所述第一线缆和第二线缆中的每个在诸如包括轮毂41和叶片42的转子40(参见图1)的旋转体内部，所述旋转体的图示被省略。

在雷电导体73中，下拉导体72的一端电连接到连接部分74，并且其另一端接地。例如，下拉导体72的另一端被埋在地下。例如，下拉导体72被设置在诸如机舱31或塔架30的固定体内部。

在雷电导体73中，连接部分74包括刷子、放电间隙等，并且例如电连接被设置在旋转体中的线缆71和被设置在固定体中的下拉导体72。

高达数十kA的大电流在雷击时流过雷电导体73。因此，构成雷电导体73的线缆71和下拉导体72被设计为具有导体直径，使得它们完全能够耐受大电流。此外，连接部分74处的连接电阻被设计为足够低。

[B-2]放电电源65

[B-2-1]电压施加单元83

如图4所图示的，放电电源65包括电压施加单元83。电压施加单元83包括要被容纳在壳体651中的振荡器81和变压器82。附带的，振荡器81和变压器82也可以被个体地容纳在不同壳体中。

在电压施加单元83中，振荡器81电连接到主电源80，并且接收从主电源80供应的电源，以输出高频电压。

在电压施加单元83中，变压器82(变压器)具有电连接到振荡器81的输入侧初级线圈，并且具有电连接到气流生成设备60的输出侧次级线圈。变压器82接收来自振荡器81的高频电压，以变换接收的高频电压。

电压施加单元83包括第一输出端子84和第二输出端子85。第一输出端子84经由第一线缆64a电连接到气流生成设备60的第一电极61。第二输出端子85经由第二线缆64b电连接到气流生成设备60的第二电极62。电压施加单元83经由第一输出端子84和第二输出端子85将由变压器82变换的电压施加在第一电极61与第二电极62之间。

接地导体100电连接到壳体651。此处，接地导体100的一端电连接到壳体651，并且其另一端接地。接地导体100优选被提供为与雷电导体73分离的系统。亦即，接地导体100和雷电导体73优选独立于彼此形成接地系统。附带的，在接地导体100的电路径中，诸如电刷或放电间隙的电连接部分也可以与雷电导体73的连接部74类似地放置。

[B-2-2]第一避雷器元件91、第二避雷器元件92以及第三避雷器元件93

除了如图4中所图示的电压施加单元83之外，放电电源65包括第一避雷器元件91、第二避雷器元件92以及第三避雷器元件93。第一避雷器元件91、第二避雷器元件92以及第三避雷器元件93中的每个被容纳在壳体651中。第一避雷器元件91、第二避雷器元件92以及第三避雷器元件93中的每个是电涌保护器。

第一避雷器元件91是针对地的避雷器元件，并且如图4所图示的，其一端(图4中的左侧端)电连接到第一电极61，并且其另一端(图4中的右侧端)接地。此处，第一避雷器元件91的一端经由第一线缆64a电连接到气流生成设备60的第一电极61。然后，第一避雷器元件91的另一端经由具有电连接到其的接地导体100的壳体651接地。第一避雷器元件91被提供以便防止电压施加单元83的变压器82被雷击。

第二避雷器92是针对地的避雷器元件，并且如图4所图示的，其一端(图4中的右侧端)电连接到第二电极62，并且其另一端(图4中的左侧端)接地。此处，第二避雷器元件92的一端经由第二线缆64b电连接到气流生成设备60的第二电极62。然后，第二避雷器元件92的另一端经由具有电连接到其的接地导体100的壳体651接地。第二避雷器元件92被提供以便防止电压施加单元83的变压器82被雷击，类似于第一避雷器元件91。

第三避雷器元件93是线到线避雷器元件，并且如图4所图示的，其一端(图4中的右侧端)电连接到第一电极61，并且其另一端(图4中的左侧端)电连接到第二电极62。此处，第三避雷器元件93的一端经由第一线缆64a电连接到气流生成设备60的第一电极61。然后，第三避雷器元件93的另一端经由第二线缆64b电连接到气流生成设备60的第二电极62。第三避雷器元件93被提供以便防止气流生成设备60被雷击。

第一避雷器元件91、第二避雷器元件92以及第三避雷器元件93中的每个具有唯一脉冲操作电压。当要被施加于其端部的施加的电压等于或大于脉冲操作电压时，第一避雷器元件91、第二避雷器元件92以及第三避雷器元件93中的每个操作以变成连续状态，并且当以上施加的电压小于脉冲操作电压时，它们保持绝缘状态。第一避雷器元件91的脉冲操作电压V91i和第二避雷器元件92的脉冲操作电压V92i优选彼此相同(即，V91i＝V92i)。此外，第三避雷器元件93的脉冲操作电压V93i低于第一避雷器元件91的脉冲操作电压V91i和第二避雷器元件92的脉冲操作电压V92i(即，v91i＝v92i>V93i)。

另外，第一避雷器元件91和第二避雷器元件92中的每个被构成为使得在当令气流生成设备60生成气流时放电电源65施加在第一电极61与第二电极62之间的正常(normal)操作电压Vope的情况下，不从绝缘状态转变为连续状态，但是当要被施加的电压小于变压器82的脉冲耐受电压时，从绝缘状态转变为连续状态。然后，第三避雷器元件93被构成为使得在当令气流生成设备60生成气流时放电电源65施加的正常操作电压Vope的情况下，不从绝缘状态转变为连续状态，而是当要被施加的电压小于气流生成设备60的脉冲耐受电压时，从绝缘状态转变为连续状态。

附带的，第一避雷器元件91、第二避雷器元件92以及第三避雷器元件93中的每个优选为空间球隙避雷器，其中，一对球被保持具有在其间提供的间隙。相比于针隙避雷器，空间球隙避雷器具有在间隙中的均匀电场的大区，并且具有操作电压的小的变化，即使当球的表面由于雷击变得粗糙时。此外，相比于板隙避雷器，空间球隙避雷器具有在端部上的小的电场失真效应。

如图4所图示的，当被容纳在放电电源65的壳体651中的第一避雷器元件91、第二避雷器元件92以及第三避雷器元件93中的每个是空间球隙避雷器时，绝缘体隔离壁优选被提供在空间球隙避雷器的球体周围。这使得能够防止生成从空间球间隙避雷器的球体到壳体的放电。

此外，其中由预先确定的电压引起介电击穿的绝缘体被放置在间隙中的固态间隙避雷器也可以用作第一避雷器元件91、第二避雷器元件92以及第三避雷器元件93中的每个。

[C]操作

下文将解释根据实施例的风力发电系统10的操作。

此处，将参考图4顺序解释风力发电系统的10正常操作的情况、当雷云已经接近风力发电系统10时的情况以及当风力发电系统10的接受器70已经接收到雷电的情况。

[C-1]风力发电系统10正常操作的情况

首先，将解释风力发电系统10正常操作时各个部分的操作。亦即，将解释当接受器70不被雷电击中时的情况，这是当雷云不接近风力发电系统10时的状态。

在这种情况下，第一避雷器元件91、第二避雷器元件92以及第三避雷器元件93中的每个不操作，并且处于绝缘状态，因为要被施加的电压小于脉冲操作电压。气流生成设备60的第一电极61和电压施加单元83的第一输出端子84处于电连接状态中。另外，气流生成设备60的第二电极62和电压施加单元83的第二输出端子85处于电连接状态中。因此，电压施加单元83在第一电极61与第二电极62之间施加电压，并且气流生成设备60处于能够执行生成气流的操作的状态中。

放电电源65的壳体651经由接地导体100接地以具有地电势。与此相对，不接地状态被实现在变压器82的次级侧与气流生成设备60之间，并且其间存在浮置电势。亦即，第一线缆64a电连接第一电极61，并且第一输出端子84具有浮置电势。然后，第二线缆64B电连接第二电极62，并且第二输出端子85具有浮置电势。

电压施加单元83以上述状态在第一电极61与第二电极62之间施加电压，从而令气流生成设备60生成气流。

具体地，在电压施加单元83中，电源从主电源80被供应到振荡器81，并且振荡器81向变压器82输出高频电压。然后，变压器82变换高频电压。然后，由变压器82变换的高频电压经由第一线缆64a和第二线缆64b被施加在第一电极61与第二电极62之间。当第一电极61与第二电极62之间的电势差变得等于或高于规定的阈值时，在第一电极61附近感生放电。在这个时候生成的电子和离子由电场驱动以与气体分子碰撞，并且动量转移到气体分子。因此，等离子体感生流在第一电极61附近生成。

[C-2]当雷云已经接近风力发电系统10时的情况

接下来，将解释当雷云已经接近风力发电系统10时的情况。

在当雷云已经接近风力发电系统10时的情况下，当气流生成设备60的第一电极61具有地电势时，第一电极61有时充当类似于要被雷电击中的接受器70的雷电接收部分。气流生成设备60的第一电极61并非在假设其充当雷电接收部分的情况下被构造的。因此，当第一电极61接收直接雷击并且大电流流过其时，它有时融化而被损坏。另外，在第一电极61的附近的电介质63有时被损坏。

例如，当负电荷的雷云已经接近时，从地面供应正电荷，从而导致接受器70和第一电极61有正感生电势。因此，生成了正电荷流从第一电极61的边缘部分行进到其的梯级先导(stepped leader)。结果，感生雷电的概率增加。

然而，在这一实施例中，不是地电势，而是浮置电势，存在于变压器82的次级侧与气流生成设备60之间，如上文所描述的。

因此，在这一实施例中，能够有效地防止雷电击中气流生成设备60。

[C-3]当风力发电系统10的接受器70已经接收到雷电时的情况

接下来，将解释当风力发电系统10的接受器70已经接收到雷电时的情况。

在这种情况下，数十kA的雷电电流例如经由雷电导体73从接受器70流入到地中。亦即，雷电的电流经由线缆71、连接部分74以及下拉导体72顺序流入到地中。

这次，在这一实施例中，由于流经线缆71的雷电的电流，在第一线缆64a和第二线缆64b中生成大的感生电压。

感生电压的幅度与到线缆71的距离成反比。在这一实施例中，第一线缆64a与线缆71之间距离以及第二线缆64b与线缆71之间的距离几乎相等，如以上所描述的。因此，第一线缆64a中的电势和第二线缆64b中的电势增加，使得成为彼此基本相同的电势。亦即，共模被感生。

然而，在这一实施例中，第一避雷器元件91和第二避雷器元件92中的每个防止变压器82在这种共模中电压的增加。

具体地，第一避雷器元件91的一端电连接到第一线缆64a，并且其另一端接地，如以上所描述的。然后，第二避雷器元件92的一端电连接到第二线缆64b，并且其另一端接地，如以上所描述的。第一避雷器元件91和第二避雷器元件92中的每个操作在要被施加的电压等于或小于变压器82的脉冲耐受电压的状态下，以变换为连续状态。因此，第一避雷器元件91和第二避雷器元件92中的每个在电压在共模中增加超过变压器82的脉冲耐受电压之前变换为连续状态，使得能够限制第一线缆64a的电势的增加和第二线缆64b的电势的增加。因此，能够有效地保护在这一实施例中的变压器82。

如以上所描述的，第一避雷器元件91的脉冲操作电压V91i和第二避雷器元件92的脉冲操作电压V92i优选彼此相同(即，V91i＝V92i)。然而，第一避雷器元件91的脉冲操作电压V91i和第二避雷器元件92的脉冲操作电压V92i有时具有随机的不同于彼此的变化。当第一避雷器元件91和第二避雷器元件92是空间球隙避雷器时，具体地，空间击穿电压有时根据球体的表面状态和将电子从球体供应到空间的状态发生大地变化。因此，有时存在第一避雷器元件91和第二避雷器元件92两者不同时操作并且它们中的任一个早操作的情况。

例如，当第二避雷器元件92早于第一避雷器元件91操作并且第一避雷器元件91处于绝缘状态时，第二避雷器元件92有时会变换为连续状态。当第一避雷器元件91和第二避雷器元件92两者不操作并且处于绝缘状态中时，第一线缆64a与第二线缆64b之间的电势差小，并且在第一电极61与第二电极62之间没有大的电势差生成。与此相对，当第二避雷器元件92早于第一避雷器元件91变换为连续状态时，如上所述，第二电极62的电势从与第一电极61的电势基本上相同的电势改变为地电势。因此，在第一电极61与第二电极62之间生成大的电势差。亦即，正常模式电压被施加在第一电极61与第二电极62之间。然后，当第一电极61与第二电极62之间生成的正常模式电压超过电介质63的耐受电压时，在电介质63中有时引起介电击穿，从而损坏气流生成设备60。

然而，在这一实施例中，第三避雷器元件93保护气流生成设备60以防止上述正常模式电压的生成。

具体地，第三避雷器元件93的一端经由第一线缆64a电连接到第一电极61，并且其另一端经由第二线缆64b电连接到第二电极62，如以上所描述的。第三避雷器元件93当要被施加的电压小于气流生成设备60的电介质63的脉冲耐受电压时操作以转变为连续状态。因此，第三避雷器元件93在正常模式电压超过气流生成设备60的电介质63的脉冲耐受电压之前转变为连续状态，使得能够限制第一线缆64a与第二线缆64b之间的电势差。因此，在这一实施例中，能够有效地保护气流生成设备60，而无需被施加在气流生成设备60的电介质63的大的正常模式电压。

如上所述，由于根据实施例的风力发电系统10具有第一避雷器元件91、第二避雷器元件92以及第三避雷器元件93，能够有效地保护变压器82和气流生成设备60两者，以防止当接受器70接收雷电时生成感生的电压。因此，能够进一步增强风力发电系统10的安全性。

[D]经修改的范例

在以上描述的实施例中，已经解释了包括气流生成设备60的风力发电系统10，但这并非限制性的。在其中电设备而非气流生成设备60被安装在叶片42处的风力发电系统中，第一避雷器元件91、第二避雷器元件92以及第三避雷器元件93也可以以与上述实施例的情况相同的方式被安装。当电设备是诸如加热设备或声学设备的有源设备以及例如诸如失真传感器或温度传感器等的测量设备时，风力发电系统也可以如上面描述地被构成。

此外，尽管已经在上述实施例中解释了其中放电电源65具有第一避雷器元件91、第二避雷器元件92以及第三个避雷器元件93的情况，但这并非限制性的。放电电源65不必具有第三避雷器元件93。

根据上面解释的实施例中的至少一个，能够准确地保护被安装在叶片处的电设备等以防止遭受雷击，并且改进安全性。

尽管已经描述了特定实施例，但是这些实施例已经仅通过范例被呈现，而并非旨在限制本发明的范围。实际上，本文所描述的新颖实施例可以以各种其他形式实现；此外，可以在不背离本发明的精神的情况下实现本文所描述的实施例的形式的各种省略、替换和变化。权利要求书及其等价方案旨在覆盖如会落入本发明的范围和精神内的这些形式或修改。

Claims (4)

1.一种风力发电系统，包括：

叶片；

雷电保护设备，其包括在所述叶片处提供的接受器，并且经由雷电导体将雷电的电流从所述接受器引导到地中；

电设备，其被安装在所述叶片处，并且包括彼此分开提供的第一电导体和第二电导体；

电压施加机构，其用于在所述第一电导体与所述第二电导体之间施加电压；

第一避雷器元件，其一端电连接到所述第一电导体，并且其另一端接地；

第二避雷器元件，其一端电连接到所述第二电导体，并且其另一端接地；以及

第三避雷器元件，其一端电连接到所述第一电导体，并且其另一端电连接到所述第二电导体；

其中，所述第三避雷器元件的脉冲操作电压低于所述第一避雷器元件的脉冲操作电压和所述第二避雷器元件的脉冲操作电压。

2.根据权利要求1所述的风力发电系统，

其中，所述电设备是具有第一电极、第二电极和电介质的气流生成设备，

其中，所述第一电极被提供作为所述第一电导体，

其中，所述第二电极被提供作为所述第二电导体，

其中，所述第一电极和所述第二电极经由所述电介质被分离开，并且其中，所述电压施加机构在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压，从而使所述气流生成设备生成气流。

3.根据权利要求2所述的风力发电系统，

其中，所述第一电极和所述第二电极中的每个具有浮置电势。

4.根据权利要求1所述的风力发电系统，

其中，所述第一避雷器元件、所述第二避雷器元件以及所述第三避雷器元件中的每个是球隙避雷器。