CN106762469B - 带金属叶尖的风机叶片防雷装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种风力发电机叶片避雷装置，特别涉及一种带金属叶尖的风机叶片防雷装置。该装置包括风机叶片，设于风机叶片叶尖部上的金属叶尖，套装在金属叶尖上且与金属叶尖导电联接的金属防护套，在所述金属防护套开口端的上、下两个弧形曲面上分别延伸设置有至少两条导电带，导电带沿风机叶片轴向延伸且径向间隔设置，在金属防护套开口端后部的叶尖部上环绕设置有导电环，导电带与导电环导电联接。本发明的优点是相比现有技术有效解决了叶片尖端引雷的技术问题，结构简单、成本低且自重小，不仅可用于叶片出厂前的预装，同时还可对运行中的风机叶片进行加装及改造。
Description
技术领域
本发明涉及一种风力发电机叶片避雷装置，特别涉及一种带金属叶尖的风机叶片防雷装置。
背景技术
风力发电具有绿色、安全、再生的特点，近年来在国内得到了相当大的普及与发展。风力发电机一般设置在空旷地区的高点上，极易遭受雷击，而叶片的叶尖部处于最高位置，最先接触带电云层，因此叶尖避雷是风机防雷的重中之重。据统计分析，遭受雷击的风机，雷击损坏部位80%集中在叶片，而叶片损害的90%又集中在叶尖部位。目前传统的叶片防雷技术结构单一，一般叶片只安装两组接闪器，通过引下线将雷电流引入叶片内的导雷通道，由于接闪器触头面积较小，同时受叶片结构形式的限制，接闪器距离叶片尖端有一段距离，叶片尖端受雷后，不能有效的快速传递到避雷通道，叶尖瞬间就会被击伤或击毁。随着技术的更新，部分新式叶片设置了实心金属叶尖来代替接闪器，意在解决接闪器触点面积小、导雷不顺畅的弊端，但由于叶片形式及力学性能的限制，最尖端的金属叶尖不能太长，往往只有10cm左右，并且为了最大程度降低金属叶尖重量，大多选择密度较低的铝材做为制造金属叶尖的材质，铝材导电率相比铜要大，但在空气中易于氧化，氧化后会形成氧化铝薄膜，氧化铝不易导电，接触雷云后不能快速、有效的将雷电流引入导雷通道，同时金属叶尖还存在保护长度不足的问题，以致叶尖部遭受雷击后，损害程度依然非常严重，不能起到有效的防雷、避雷的作用。此外，还出现了一些可套置在叶尖部的金属防护套，但同样因为自重较大，其实用性、适用性和安全性并不理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种带金属叶尖的风机叶片防雷装置，用以克服现有技术中导电效果不理想、防雷效果差、防护装置自重大等技术缺陷。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
带金属叶尖的风机叶片防雷装置，包括风机叶片，设于风机叶片叶尖部上的金属叶尖，套装在金属叶尖上且与金属叶尖导电联接的金属防护套，在所述金属防护套开口端的上、下两个弧形曲面上分别延伸设置有至少两条导电带，导电带沿风机叶片轴向延伸且径向间隔设置，在金属防护套开口端后部的叶尖部上环绕设置有导电环，导电带与导电环导电联接。
进一步的，在金属防护套上开设有第一通孔，导电联接螺栓经第一通孔与金属叶尖螺纹装配，导电联接螺栓为盘头螺栓结构。
进一步的，在导电带及导电环底部的叶尖部上相对应位置开设有嵌槽，导电带及导电环埋设于嵌槽内并粘接固定。
优选的，导电带的设置数量为4～14条，导电带的长度为金属防护套长度的1～3倍，导电带为金属带或金属丝，导电带的横截面积为10～50mm2,导电环沿叶尖部轴向间隔排布，导电环的数量为1～5节，导电联接螺栓的盘头直径为30～40mm。
进一步的，在金属防护套和叶尖部相对应位置开设有第二通孔，固定销穿置于第二通孔内，固定销由一对轴向螺纹配接的部件和对应装配部件组成，固定销的部件和对应装配部件均为盘头螺栓结构。
优选的，金属防护套、导电联接螺栓、导电带及导电环的材料选用铜或不锈钢或铝的一种。
相比现有技术，本发明所取得的技术效果是：
1、由于在金属防护套开口端的上、下两个弧形曲面上分别延伸设置有至少两条导电带，导电带沿风机叶片轴向延伸且径向间隔设置，在金属防护套开口端后部的叶尖部上环绕设置有导电环，导电带与导电环导电联接，能够形成网状导电回路，强化导电效果，相比现有技术，有效解决了叶片尖端引雷的技术问题，减小了雷电流对叶片尖端的作用，在叶尖遭受雷击时，雷电流可以迅速引入叶片的接地引下线通道，释放雷电流，同时增加了叶尖部导雷范围，减少雷电对叶尖的损伤，能够承受更大的雷电流冲击；本发明还具有结构简单、成本低及自重小、安全性好等优点，不仅可用于叶片出厂前的预装，同时还可对运行中的风机叶片进行加装及改造，适用性好。
2、由于在金属防护套上开设有第一通孔，导电联接螺栓经第一通孔与金属叶尖螺纹装配，导电联接螺栓为盘头螺栓结构，既能够起到各部件之间的紧固作用，还可有效保证金属防护套与金属叶尖的导电联接，能够将雷电流由导电带、导电环及保护套通过导电联接螺栓迅速导入到金属叶尖，再通过叶片内的风机避雷通道，最终导入大地。
3、由于在导电带及导电环下部的叶尖部相对应位置开设有嵌槽，导电带及导电环埋设于嵌槽内并粘接固定，在保证导电效果的前提下，风机叶片表面平滑过渡，不影响风机叶片的正常运作，实用性好。
4、由于导电带的设置数量为4～14条，导电带的长度为金属防护套长度的1～3倍，导电带为金属带或金属丝，导电带的横截面积为10～50mm2,导电环沿叶尖部轴向间隔排布，导电环的数量为1～5节，导电联接螺栓的盘头直径为30～40mm，以上参数设置经工况测试，能够有效保证和强化本发明的导电效果和结构强度。
5、由于本装置与风机叶片的金属叶尖通过固定销固定联接，安装牢固，安全可靠；由于在金属防护套和叶尖部相对应位置开设有第二通孔，固定销穿置于第二通孔内，结构设计合理，联接牢固，可有效防止叶片在高速旋转时将本装置甩落；固定销由一对轴向螺纹配接的两个部件组成，可视不同风机叶片厚薄，通过调节两个螺纹配接部件的间距，随时调整本装置与叶片的紧固程度，通用性好，适用范围广泛。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明整体结构示意图。
图2为图1的A-A向视图。
图3为图1的B-B向视图。
附图中的标记如下：
1、风机叶片；2、风机叶片叶尖部；3、导电带；4、金属防护套；5、导电联接螺栓；6、金属叶尖；7、导电环；100、固定销；101、固定销部件；102、固定销对应装配部件。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明提出的带金属叶尖的风机叶片防雷装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精确的比率，仅用以方便、清晰的辅助说明本发明实施例的目的。
实施例1：如图1-3所示，带金属叶尖的风机叶片防雷装置，设于风机叶片叶尖部2上的金属叶尖6，套装在金属叶尖6上且与金属叶尖6导电联接的金属防护套4，所述金属防护套4的开口端的上、下两个弧形曲面上分别延伸设置有至少两条导电带3，本实施例优选导电带的数量为6条，导电带3的长度为金属防护套4的3倍，导电带为金属丝且横截面积为10mm2,导电带3沿风机叶片1轴向延伸且径向间隔设置，在金属防护套4开口端后部的叶尖部2上环绕设置有两节导电环7，导电环7沿叶尖部2轴向间隔排布，导电带3与导电环7导电联接，在导电带3及导电环7下部的叶尖部2上相对应位置开设有嵌槽8，导电带3及导电环7埋设于嵌槽8内，再用胶粘接固定并打磨平滑，在金属防护套4上开设有第一通孔，导电联接螺栓5经第一通孔与金属叶尖6螺纹装配，导电联接螺栓5为盘头螺栓结构，导电联接螺栓5的盘头直径为30mm，在金属防护套4和叶尖部2相对应位置开设有第二通孔，固定销100穿置于第二通孔内，固定销100由轴向螺纹配接的部件101和对应装配部件102组成，部件101和对应装配部件102均为盘头螺栓结构，本实施例优选按三角形排布设置有三组固定销100，本实施例金属防护套4、导电联接螺栓5、导电带3及导电环7的材料选用铜。
实施例2：如图1-3所示，导电带为金属带且横截面积为30mm2, 导电联接螺栓5的盘头直径为35mm，本实施例金属防护套4、导电联接螺栓5、导电带3及导电环7的材料选用不锈钢，其余结构如实施例1所述。
实施例3：如图1-3所示，导电带为金属带且横截面积为50mm2, 导电联接螺栓5的盘头直径为40mm，本实施例金属防护套4、导电联接螺栓5、导电带3及导电环7的材料选用铝，其余结构如实施例1所述。
以上实施例是对本发明的进一步说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不能限制本发明的保护范围，本领域技术人员依据本发明所作出的各种等效形式的修改，均落于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.带金属叶尖的风机叶片防雷装置，包括风机叶片（1），设于风机叶片叶尖部（2）上的金属叶尖（6），套装在金属叶尖（6）上且与金属叶尖（6）导电联接的金属防护套（4），其特征在于所述金属防护套（4）开口端的上、下两个弧形曲面上分别延伸设置有至少两条导电带（3），导电带（3）沿风机叶片（1）轴向延伸且径向间隔设置，在金属防护套（4）开口端后部的叶尖部（2）上环绕设置有导电环（7），导电带（3）与导电环（7）导电联接。
2.根据权利要求1所述的带金属叶尖的风机叶片防雷装置，其特征在于在金属防护套（4）上开设有第一通孔，导电联接螺栓（5）经第一通孔与金属叶尖（6）螺纹装配，导电联接螺栓（5）为盘头螺栓结构。
3.根据权利要求1或2所述的带金属叶尖的风机叶片防雷装置，其特征在于在导电带（3）及导电环（7）底部的叶尖部（2）上相对应位置开设有嵌槽（8），导电带（3）及导电环（7）埋设于嵌槽（8）内并粘接固定。
4.根据权利要求1或2所述的带金属叶尖的风机叶片防雷装置，其特征在于导电带（3）的设置数量为4～14条，导电带（3）的长度为金属防护套（4）长度的1～3倍，导电带（3）为金属带或金属丝，导电带（3）的横截面积为10～50mm2,导电环（7）沿叶尖部（2）轴向间隔排布，导电环（7）的数量为1～5节，导电联接螺栓（5）的盘头直径为30～40mm。
5.根据权利要求3所述的带金属叶尖的风机叶片防雷装置，其特征在于导电带（3）的设置数量为4～14条，导电带（3）的长度为金属防护套（4）长度的1～3倍，导电带（3）为金属带或金属丝，导电带（3）的横截面积为10～50mm2,导电环（7）沿叶尖部（2）轴向间隔排布，导电环（7）的数量为1～5节，导电联接螺栓（5）的盘头直径为30～40mm。
6.根据权利要求1或2或5所述的带金属叶尖的风机叶片防雷装置，其特征在于在金属防护套（4）和叶尖部（2）相对应位置开设有第二通孔，固定销（100）穿置于第二通孔内，固定销（100）由一对轴向螺纹配接的部件（101）和对应装配部件（102）组成，固定销（100）的部件（101）和对应装配部件（102）均为盘头螺栓结构。
7.根据权利要求1或2或5所述的带金属叶尖的风机叶片防雷装置，其特征在于金属防护套（4）、导电联接螺栓（5）、导电带（3）及导电环（7）的材料选用铜或不锈钢或铝的一种。
8.根据权利要求6所述的带金属叶尖的风机叶片防雷装置，其特征在于金属防护套（4）、导电联接螺栓（5）、导电带（3）及导电环（7）的材料选用铜或不锈钢或铝的一种。
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