CN112796935B - 一种风电叶片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种风电叶片，包括叶片本体、第一主梁、防雷层、漆层、叶尖接闪器及第二主梁。叶片本体具有依次设置的叶尖、叶身及叶根；在叶身和叶根内设置碳纤维主梁，第二主梁至少设在叶身，采用非导电的纤维材料制成，不参与接收雷击的电，在风电叶片转动时，使其能够承受更大的扭矩，叶尖区域不会被折断；叶尖区域内不设置碳纤维主梁，叶尖区域内也不设置防雷层及其外壁面上也不设漆层，当受到雷击时，叶尖接闪器接收雷击的电，传递给防雷层，防雷层再传递给外界的大地，以形成防雷电路，在整个防雷过程中，叶尖外壁面上不会存在现有的漆层掉落的现象发生，对叶尖区域起到保护作用，延长风电叶片的使用寿命，延长维修周期，降低维修成本。
Description
技术领域
本发明属于风电行业的技术领域，具体涉及一种风电叶片。
背景技术
随着风电行业的迅速发展，对风电叶片的要求在不断地提高，随着碳纤维在风电叶片中的应用，作为叶片的主梁结构，使叶片的重量大幅降低，但是由于碳纤维具有良好的导电性，增加了风电叶片的遭受雷击的风险。
目前，风电叶片中，碳纤维主梁一般是从叶尖区域延伸至叶根区域，为了在雷击发生时，对碳纤维主梁起到保护作用，在碳纤维主梁的外壁面增加一层金属网，通过金属网接闪以防止雷直接击中在碳梁上。但由于碳纤维主梁长度基本与叶片长度相同，使金属网沿叶片的长度几乎覆盖住叶片。尤其叶尖区域作为雷击最强区域，叶尖区域几乎被金属网完全覆盖。在金属网的外壁面上覆盖漆层，防止金属网的老化。但当雷击发生时，防雷金属层接闪后，叶尖处的金属网的漆层容易被雷击损伤，导致叶尖处的漆层从叶尖处掉落下来，进而使叶尖处的金属网容易氧化，引起风电叶片的维修周期缩短，维修成本高且使用寿命短的缺陷。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是现有的风电叶片在叶尖处的漆层因雷击而容易损坏，导致风电叶片的维修成本高和使用寿命短。
为此，本发明提供一种风电叶片，包括
叶片本体，具有依次设置的叶尖、叶身及叶根；
第一主梁，采用碳纤维制成；所述第一主梁分布在所述叶身和叶根内；
防雷层，采用导电材料制成，覆盖在所述第一主梁的外壁面上；
漆层，覆盖在所述防雷层的外壁面上；
叶尖接闪器，设在所述叶尖上，所述叶尖接闪器电连接于所述防雷层；
第二主梁，至少分布在所述叶身内；所述第二主梁采用非导电的纤维材料制成；所述第二主梁的末端与所述第一主梁的头端固定连接。
可选地，上述的风电叶片，所述第二主梁的头端至少延伸在所述叶尖内。
可选地，上述的风电叶片，所述第二主梁的头端与所述叶尖的头端之间的第一距离L1与所述叶片本体的长度L0之间满足如下关系式：L1≥0.05L0，以使所述叶片本体在所述第二主梁的头端与所述叶尖的头端之间的位置处形成第一非主梁区。
可选地，上述的风电叶片，所述非导电的纤维材料为玻璃纤维；和/或
所述防雷层为金属网或碳纳米管薄膜。
可选地，上述的风电叶片，还包括设在所述叶身的叶身接闪器，所述叶身接闪器的两端分别电连接于叶尖接闪器和防雷层。
可选地，上述的风电叶片，还包括分别设在所述叶身和叶根上的至少一个固定组件；任一所述固定组件包括
传导座，采用导电材料制成；
配合件，采用非导电材料制成；所述防雷层被夹持在所述传导座和所述配合件之间；
第一紧固件，采用导电材料制成，穿设并配合在所述传导座的第一安装孔上；
所述叶身上的所述固定组件中的所述第一紧固件的一端伸出所述第一安装孔后与所述叶身接闪器电连接；所述叶根上的所述固定组件的所述第一紧固件或传导座适于与外界的大地导通。
可选地，上述的风电叶片，所述传导座包括
具有所述第一安装孔的安装部，及垂直固定在所述安装部的外壁面上的第一凸缘；
所述配合件可拆卸地套接在所述安装部的外壁面上，所述配合件与所述第一凸缘相对分布，所述防雷层被夹持在所述第一凸缘和所述配合件之间。
可选地，上述的风电叶片，所述固定组件还包括非导电材料制成的垫片；所述配合件螺纹配合在所述安装部的外壁面上；
所述垫片套在所述传导座的外壁面上且被夹持在所述防雷层与所述配合件之间。
可选地，上述的风电叶片，所述第一安装孔为第一台阶孔；
所述第一紧固件为呈T型的传导螺栓，所述T型的水平部搭接在所述第一台阶孔的台阶面上，竖直部穿设并螺纹配合在所述第一台阶孔的内腔中；或者
所述第一紧固件为传导螺栓，所述传导螺栓上的至少一端部上配合有第二锁紧螺母，其中一个所述第二锁紧螺母搭接在所述第一台阶孔的台阶面上。
可选地，上述的风电叶片，所述风电叶片还包括采用导电材料制成的至少一个第一接闪底座，所述叶身上的至少一个所述固定组件的第一紧固件的一端经所述第一安装孔后插接配合在所述第一接闪底座的侧壁内，且第一接闪底座和所述传导座相互面对的两个端面形成面抵接，以使所述传导座与所述第一接闪底座电连接；
所述第一接闪底座与所述叶身接闪器之间通过第一引下线电连接。
可选地，上述的风电叶片，所述风电叶片还包括设在所述第一接闪底座上的第二引下线，所述第二引下线朝向所述叶根方向延伸并伸出所述叶根外，适于与外界的大地导通。
可选地，上述的风电叶片，所述叶根上的所述固定组件的第一紧固件的一端上设有第三引下线，所述第三引下线适于与外界的大地导通。
可选地，上述的风电叶片，所述叶身和/或叶根的外壁面上设有凹陷的第二台阶孔；
所述配合件搭接在所述第二台阶孔的台阶面上，所述安装部插接在所述第二台阶孔的内腔中。
本发明的技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的风电叶片，包括叶片本体、第一主梁、防雷层、漆层、叶尖接闪器及第二主梁。其中，叶片本体具有依次设置的叶尖、叶身及叶根；第一主梁采用碳纤维制成；所述第一主梁分布在所述叶身和叶根内；防雷层采用导电材料制成，覆盖在所述第一主梁的外壁面上；漆层覆盖在所述防雷层的外壁面上；叶尖接闪器设在所述叶尖上，所述叶尖接闪器电连接于所述防雷层；第二主梁至少分布在所述叶身内；第二主梁采用非导电的纤维材料制成；第二主梁的末端与第一主梁的头端固定连接。
此风电叶片，在叶身和叶根区域设置碳纤维主梁，保证叶片在转动过程中受到风阻力时，具有所需的抗风荷载的强度；由于在叶尖区域内不设置碳纤维主梁，对应地，叶尖区域内也不设置防雷层，叶尖的外壁面上也不设漆层，当风电叶片在受到雷击时，叶尖接闪器接收雷击的电，传递给防雷层，防雷层再传递给外界的大地，以形成防雷电路，在整个防雷过程中，叶尖的外壁面上不设置漆层，就不会存在现有的漆层掉落的现象发生，从而对叶尖区域起到保护作用，延长风电叶片的使用寿命，延长维修周期，降低维修成本。同时，由于第二主梁采用非导电的纤维材料制成，当风电叶片在受到雷击时，第二主梁不参与接收雷击的电，第二主梁的设置，以增大风电叶片在转动过程中受风阻力时，所能够承受更大的扭矩，进一步地对叶身起到支撑作用，确保叶片在转动过程中受风阻力时，叶尖区域不会被折断。
2.本发明提供的风电叶片，还包括设在所述叶身的叶身接闪器，所述叶身接闪器的两端分别电连接于叶尖接闪器和防雷层。叶尖接闪器接收的雷击的电，依次传递给叶身接闪器、防雷层。
3.本发明提供的风电叶片，还包括分别设在所述叶身和叶根上的至少一个固定组件；任一所述固定组件包括传导座、配合件及第一紧固件，其中，传导座采用导电材料制成；配合件采用非导电材料制成；所述防雷层被夹持在所述传导座和所述配合件之间；第一紧固件采用导电材料制成，穿设并配合在所述传导座的第一安装孔上；所述叶身上的所述固定组件中的所述第一紧固件的一端伸出所述第一安装孔后与所述叶身接闪器电连接；所述叶根上的所述固定组件的所述第一紧固件或传导座适于与外界的大地导通。
此结构的风电叶片，固定组件的传导座采用导电材料制成，配合件采用非导电材料制成，防雷层被夹持在传导座和配合件之间，配合件与传导座之间不存在屏蔽效应，使电流在传导座与防雷层的接触表面上传导，而不会集中传导座的边界区域，避免传导座边界区域承受较大电流的现象发生，对传导座和防雷层起动保护作用，确保电流传导的有效性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中提供的风电叶片的结构示意图；
图2为图1中风电叶片的叶身和叶尖的第一种实施方式的结构示意图；
图3为图2中叶身和叶尖对应的叶根的结构示意图；
图4为图3中叶根处的固定组件与第三引下线配合的局部放大示意图；
图5为图2中叶身处的固定组件与防雷层的配合结构示意图；
图6a为图5中叶身处的固定组件去掉第一紧固件后与防雷层的配合示意图；
图6b为图2中叶身处的固定组件与第一接闪底座配合的局部放大示意图；
图7为本发明实施例1中提供的叶身和叶尖的第二种实施方式的结构示意图；
图8为图1中风电叶片的叶尖接闪器的第一种实施方式；
图9为图1中风电叶片的叶尖接闪器的第二种实施方式；
图10为图1中风电叶片的叶尖接闪器的第三种实施方式；
图11为图1中风电叶片的叶身接闪器的一种实施方式。
附图标记说明：
1-叶片本体；11-迎风面；12-背风面；13-前缘；14-后缘；15-第一主梁；16-第二主梁；17-防雷层；18-第二台阶孔；181-第一台阶面；182-第二台阶面；191-叶根；192-叶身；
2-叶尖接闪器；211-铝叶尖；212-第一绝缘层；213-主引下线；221-叶尖接闪部件；222-第二接闪底座；223-叶尖填充物；224-第二绝缘层；
231-接闪连接板；232-接闪叶尖；233-第二紧固件；234-第三绝缘层；
3-叶身接闪器；31-第三接闪底座；32-叶身接闪部件；33-第四绝缘层；
41-第一引下线；42-第二引下线；43-第三引下线；
5-固定组件；51-传导座；511-安装部；5111-环形台阶面；512-第一凸缘；513-第一安装孔；52-配合件；53-第一紧固件；54-垫片；55-第二锁紧螺母；
6-第一接闪底座。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种风电叶片，如图1至图11所示，其包括叶片本体1、第一主梁15、防雷层17、漆层、叶尖接闪器2及叶身接闪器3。
其中，如图1所示，叶片本体1具有依次设置的叶尖、叶身及叶根；叶片本体1具有迎风面11、背风面12、前缘13及后缘14。
对于第一主梁15而言，其采用碳纤维制成，以形成碳纤维主梁，第一主梁15分布在叶身192和叶根191内，未伸入到叶尖区域内；对应地，防雷层17覆盖在第一主梁15的外壁面上，防雷层17也未伸入到叶尖区域内，防雷层17采用导电材料制成。例如，防雷层17为导电的金属网，或者碳纳米管薄膜，或者碳纳米管复合材料薄膜，或者石墨烯薄膜。对于金属网而言，比如，金属网可以为铝网、铜网、银网等。
相应地，漆层覆盖在防雷层17的外壁面上，对防雷层17起到保护作用，防止防雷层17易被氧化，对应地在叶尖的区域上不设漆层。对于漆层本身而言，不做任何限定，直接采用现有的漆层所对应的漆即可。
叶尖接闪器2设在叶尖上。最佳地，叶尖接闪器2直接作为叶尖，此时，叶尖接闪器2的外形与叶片所需要的叶尖的外形保持一致即可。或者，叶尖接闪器2与叶尖是两个结构，通过固定方式，将叶尖接闪器2固定在叶尖上(下文中会具体提及)。叶身接闪器3设在叶身内，叶身接闪器3的两端分别电连接于叶尖接闪器2和防雷层17，从而将叶尖接闪器2与防雷层17电连接。
此实施方式的风电叶片，在叶身和叶根区域设置碳纤维主梁，保证叶片在转动过程中受到风阻力时，具有所需的抗风荷载的强度；由于在叶尖区域内不设置碳纤维主梁，对应地，叶尖区域内也不设置防雷层17，叶尖的外壁面上也不设漆层，当风电叶片在受到雷击时，叶尖接闪器2接收雷击的电，依次经叶身接闪器3传递给防雷层17，防雷层17再传递给外界的大地，以形成防雷电路，在整个防雷过程中，叶尖的外壁面上不设置漆层，就不会存在现有的漆层掉落的现象发生，从而对叶尖区域起到保护作用，延长风电叶片的使用寿命，延长维修周期，降低维修成本。
如图2所示，优选地，风电叶片还包括第二主梁16，第二主梁16至少分布在叶身内，第二主梁16采用非导电的纤维材料制成；第二主梁16的末端与第一主梁15的头端固定连接。
由于第二主梁16采用非导电的纤维材料制成，当风电叶片在受到雷击时，第二主梁16不参与接收雷击的电，第二主梁16的设置，以增大风电叶片在转动过程中受风阻力时，所能够承受更大的扭矩，进一步地对叶身起到支撑作用，确保叶片在转动过程中受风阻力时，叶尖区域不会被折断。
对于第二主梁16而言，优选地，非导电的纤维为玻璃纤维，以形成玻纤主梁。
进一步优选地，第二主梁16的头端至少延伸在叶尖内，对叶尖起到支撑作用。例如，第二主梁16的头端伸入到叶尖的中部，或者，第二主梁16的头端可以延伸至叶尖的头端处，对整个叶尖起到支撑作用。
最佳地，第二主梁16的头端与叶尖的头端之间的第一距离L1，与叶片本体1的长度L0之间满足如下关系式：L1≥0.05L0，以使叶片本体1在第二主梁16的头端与叶尖的头端之间的位置处形成第一非主梁区。由于该第一非主梁区一般为雷击的高风险区，通过第一非主梁区的设置，第一非主梁区内不设置防雷层17及漆层，雷击时对第一非主梁区的损伤小，降低叶片雷击事故概率。
例如，第一非主梁区的L1＝0.15L0，即从叶尖的头端起，叶片长度的15％范围内不设置主梁。或者，L1＝0.1L0；或者，L1＝0.2L0，或者L1＝0.3L0；或者L1＝0.05L0等。
最佳地，L1≤0.3L0，防止第一非主梁区太长，叶片在转动过程中难以承受风阻力所产生的扭矩，导致叶尖被折断的现象发生，一般将L1的长度控制在上述的范围之内。
进一步优选地，第一主梁15的末端与叶根的末端之间存在第二距离L2，以在叶根的末端处形成第二非主梁区，第二非主梁区主要用于预制件预埋的区域。例如，在叶根的末端起的1m-10m范围内没有设置碳纤维主梁，以供预制件预埋。例如，L2＝1m、2m、3m等，第二非主梁区的长度取决于预制件预埋所需的长度，具体设置的长度根据预制件的预埋长度来选取，可以超出上述的1m-10m的范围外。
如图2所示，风电叶片还包括分别设在叶身和叶根上设有至少一个一个固定组件5，以将防雷层17的头端与叶身接闪器3电连接，防雷层17的末端与外界的大地导通。如图3、图4、图5、图6a及图6b所示，任一固定组件5包括传导座51、配合件52及第一紧固件53。其中，传导座51采用导电材料制成；配合件52采用非导电材料制成；防雷层17被夹持在传导座51和配合件52之间；第一紧固件53采用导电材料制成，穿设并配合在传导座51的第一安装孔513上，起到紧固作用的同时也起到接闪作用。
其中，叶身上的固定组件5中的第一紧固件53的一端伸出第一安装孔513后通过第一引下线41与叶身接闪器3电连接；如图3和图4所示，叶根191上的固定组件5的第一紧固件53的一端上设有第三引下线43，第三引下线43适于与外界的大地导通，从而当雷击时，叶尖接闪器2接收雷击的电，依次传递给叶身接闪器3、叶身处的固定组件5的传导座51及第一紧固件53、防雷层17；之后再传递给叶根处的固定组件5的传导座51及第一紧固件53，最终传递给大地。
当传导座51和配合件52均采用导电材料制备时，防雷层17被夹持在传导座51和配件件之间时，由于传导座51和配合件52的屏蔽效应，导致防雷层17与传导座51的接触表面无法进行电流传导，电流则由传导座51的边界区域与防雷层17的连接进行电流传导，这样会导致传导座51的边界区域承受较大电流，该边界区域很容易受损，甚至引起电流传导失效。
而本申请的固定组件5，传导座51采用导电材料制成，配合件52采用非导电材料制成，防雷层17被夹持在传导座51和配合件52之间，配合件52与传导座51之间不存在屏蔽效应，使电流在传导座51与防雷层17的接触表面上传导，而不会集中传导座51的边界区域，避免传导座51边界区域承受较大电流的现象发生，对传导座51和防雷层起动保护作用，确保电流传导的有效性。
对于传导座51而言，有多种结构，可以为板块，或者，如图4、图5、图6a及图6b所示，传导座51包括具有第一安装孔513的安装部511，及垂直固定在安装部511的外壁面上的第一凸缘512；配合件52可拆卸地套接在安装部511的外壁面上，配合件52与第一凸缘512相对分布，
防雷层17被夹持在第一凸缘512和配合件52之间。
对应地，如图4和图6b所示，叶身192和叶根191的外壁面上设有凹陷的第二台阶孔18；第一凸缘512凹进在第二台阶孔18内，配合件52搭接在第二台阶孔18的台阶面上，安装部511插接在第二台阶孔18的内腔中。安装部511可以螺纹配合在第二台阶孔18的内腔中，或者过盈配合或点焊在第二台阶孔18的内腔中，以实现传导座51与各自对应的叶身或叶根安装固定。
最佳地，如图5所示，传导座51的安装部511上设有环形台阶面5111，对应地，如图6b所示，叶身或叶根的第二台阶孔18的内壁面上具有两个台阶面，分别为第一台阶面181和第二台阶面182，上述的环形台阶面5111抵接在第二台阶面182上，配合件52抵接在第一台阶面181上，通过设置多个台阶面，便于对传导座51的安装定位，确保安装部511的端面能够与第一接闪底座6的侧壁端面保持面抵接，以实现电流的面传导。
例如，配合件52为第一锁紧螺母，螺纹配合在安装部511的外壁面上，或者配合件52为固定环，套在安装部511的外壁面上铆接或点焊在安装部511上。
当配合件52为第一锁紧螺母时，进一步优选地，如图5所示，固定组件5还包括非导电材料制成的垫片54，垫片54套在传导座的外壁面上且被夹持在防雷层17与配合件52之间，垫片54的设置，便于第一锁紧螺母锁紧到位，将防雷层17紧密地夹持在垫片54与传导座51之间，确保传导座51与防雷层17的面接触，进而实现电流的面传导。
对于第一紧固件53而言，第一紧固件53可以为固定销或者螺钉，或者，如图7所示，第一紧固件53为传导螺栓，传导螺栓螺纹配合在第一安装孔513内。
优选地，第一安装孔513为第一台阶孔；对于叶身上的固定组件5而言，如图5和图6b所示，传导螺栓呈T型，T型的水平部搭接在第一台阶孔的台阶面上，竖直部穿设并螺纹配合在第一台阶孔的内腔中，通过T型的水平部与第一台阶孔的台阶面的搭接，对传导螺栓在第一台阶孔内的安装位置起到限位作用。
对于叶根上的固定组件5而言，如图4所示，传导螺栓穿设在第一台阶孔内，两端上分别配合有第二锁紧螺母55，其中一个第二锁紧螺母55搭接在第一台阶孔的台阶面上，另一个第二锁紧螺母55搭接在叶根的外壁面上，上述的第三引下线43被夹持在该第二锁紧螺母55与叶根191的外壁面之间。可选地，第三引下线43为电缆。
如图3所示，叶根上设置两个固定组件5，两个固定组件5分别设在叶根的背风面12(图3中上方的图)和迎风面11(图3中下方的图)上，来分别固定一个第三引下线43。当然，叶根上的固定组件5的个数还可以为一个、三个、四个、五个等，具体设置数量根据需求来选取，不做具体限定。
对于叶身处的固定组件5而言，固定组件5为至少两个，例如，如图2所示，风电叶片还包括采用导电材料制成的至少一个第一接闪底座6，叶身192上的至少一个固定组件5的第一紧固件53的一端经第一安装孔513后插接配合在第一接闪底座6的侧壁内，且第一接闪底座6和传导座51相互面对的两个端面形成面抵接，以使传导座51与第一接闪底座6电连接；第一接闪底座与叶身接闪器3之间通过上述的第一引下线41电连接。
例如，叶身上的固定组件5为两个，第一接闪底座6为一个，两个固定组件5相对设置并分别分布在第一接闪底座6的两侧壁上，且分布在叶身的迎风面11(图中的上方)和背风面12(图中的下方)上。当然，叶身上的固定组件5可以为一个、三个、四个、五个等，具体设置数量根据需求来选取，不做具体限定。
类似地，第一接闪底座6还可以为两个，或者三个，或者更多，每个第一接闪底座6上可以对应一个传导座51，或者对应两个传导座51，或者对应更多的传导座51均可。
如图7所示，进一步优选地，风电叶片还包括设在第一接闪底座上的第二引下线42，第二引下线42朝向叶根方向延伸并伸出叶根外，适于与外界的大地导通，从而通过第一接闪底座6将部分电流经第二引下线42与外界的大地导通，实现防雷作用，以形成两路防雷路径。
需要说明书的是：当设置第二引下线时，由于第二引下线电阻率与防雷层的电阻率不同，导致在叶身区域的同一截面处的第二引下线与防雷层存在一定的电压差。当电压差超过两者之间的绝缘强度时，会导致第二引下线与防雷层出现击穿现象，因此需要对第二引下线进行绝缘加强避免击穿现象的发生。当不设置第二引线下时，由于叶身防雷层区域无第二引下线，而迎风面与背风面的防雷层材质一致，电导率相同，不会在同一截面位置出现明显的电压差，导致迎背风面的防雷层出现击穿现象，从而避免内部出现雷击的情况发生。
对于上述的第一引下线41、第二引下线42、第三引下线43的外壁面均包裹绝缘材料，且均为电缆。第一接闪底座6的两端分别与第一引下线41、第二引下线42的表面之间采用绝缘密封连接。例如，密封方式可以为注塑绝缘或涂抹粘接胶绝缘连接，防止在雷击时，叶片内出现击穿现象的发生，需要确保第一引下线41、第二引下线42的耐压等级不低于17.5K。优选地，第一引下线41和第二引下线42的耐压等于为35KV，或者20KV，或者50KV等。
另外，作为变形实施方式，第三引下线43还可以固定在传导座上，通过传导座与外界的大地导通。
对于叶尖接闪器2而言，有多种形式，例如，如图8所示，叶尖接闪器2的第一种实施方式，叶尖接闪器2包括铝叶尖211，固定在铝叶尖211的末端上的主引下线213，铝叶尖211通过压接或其他紧固方式，与主引下线213进行电连接；及第一绝缘层212，第一绝缘层212包裹在铝叶尖211与主引下线213在叶片腔体内的所有裸露金属的外壁面上。主引下线213的末端与叶身接闪器3电连接。
又如，如图9所示，叶尖接闪器2的第二种实施方式，其包括主引下线213、叶尖接闪部件221、第二接闪底座222、叶尖填充物223及第二绝缘层224，第二接闪底座222与主引下线213通过压接或其他紧固方式进行电连接；第二接闪底座222与主引下线213在叶片腔体内的所有裸露金属全部被第二绝缘层224包裹。第二接闪底座222与叶尖接闪部件221通过面接触的方式形成电连接，填充物主要填充在叶尖的内腔中，以使叶尖接闪器2与叶尖的内腔固定连接，形成一个整个叶尖的结构。
再如，如图10所示，叶尖接闪器2的第三种实施方式，其包括主引下线213、接闪连接板231、接闪叶尖232、第二紧固件233及第三绝缘层234；接闪连接板231与接闪叶尖232通过第二紧固件233以紧固方式而电连接，接闪连接板231与主引下线213通过压接或其他紧固方式进行电连接；接闪连接板231与主引下线213在叶片腔体内的所有裸露金属全部被第三绝缘层234包裹。叶尖接闪器2除了上述给出的三种结构形式外，还可以为其他结构形状的接闪器。
对于上述的叶身接闪器3而言，其结构形式也有多种，例如，如图11所示，其包括第三接闪底座31及叶身接闪部件32；第三接闪底座31优选为金属基体；金属基体的一端与第一引下线41通过紧固方式进行电连接，另一端与上述的主引下线213电连接；金属基体与第一引下线41、主引下线213在叶片腔体内的所有裸露金属全部被第四绝缘层33包裹。叶身接闪部件32与金属基体通过面接触的方式形成电连接。例如，叶身接闪部件32为接闪螺栓。当然，叶身接闪器3还可以为现有的其他接闪结构。
作为变形实施方式，还可以不设置叶身接闪器和固定组件，防雷层与叶尖接闪器之间采用第一引下线电连接。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (11)
1.一种风电叶片，其特征在于，包括
叶片本体(1)，具有依次设置的叶尖、叶身及叶根；
第一主梁(15)，采用碳纤维制成；所述第一主梁(15)分布在所述叶身和叶根内；
防雷层(17)，采用导电材料制成，覆盖在所述第一主梁(15)的外壁面上；所述防雷层(17)的末端与外界的大地导通；
漆层，覆盖在所述防雷层(17)的外壁面上；
叶尖接闪器(2)，设在所述叶尖上，所述叶尖接闪器(2)电连接于所述防雷层(17)；
第二主梁(16)，至少分布在所述叶身内的，所述第二主梁(16)采用非导电的纤维材料制成；所述第二主梁(16)的末端与所述第一主梁(15)的头端固定连接；
设在所述叶身的叶身接闪器(3)，所述叶身接闪器(3)的两端分别电连接于叶尖接闪器(2)和防雷层(17)；
分别设在所述叶身和叶根上的至少一个固定组件(5)；任一所述固定组件(5)包括
传导座(51)，采用导电材料制成；
配合件(52)，采用非导电材料制成；所述防雷层(17)被夹持在所述传导座(51)和所述配合件(52)之间；
第一紧固件(53)，采用导电材料制成，穿设并配合在所述传导座(51)的第一安装孔(513)上；
所述叶身上的所述固定组件(5)中的所述第一紧固件(53)的一端伸出所述第一安装孔(513)后与所述叶身接闪器(3)电连接；所述叶根上的所述固定组件(5)的所述第一紧固件(53)或传导座(51)适于与外界的大地导通。
2.根据权利要求1所述的风电叶片，其特征在于，所述第二主梁(16)的头端至少延伸在所述叶尖内。
3.根据权利要求1或2所述的风电叶片，其特征在于，所述第二主梁(16)的头端与所述叶尖的头端之间的第一距离L1，与所述叶片本体(1)的长度L0之间满足如下关系式：L1≥0.05L0，以使所述叶片本体(1)在所述第二主梁(16)的头端与所述叶尖的头端之间的位置处形成第一非主梁区。
4.根据权利要求1或2所述的风电叶片，其特征在于，所述非导电的纤维材料为玻璃纤维；和/或
所述防雷层(17)为金属网或碳纳米管薄膜。
5.根据权利要求1或2所述的风电叶片，其特征在于，所述传导座(51)包括
具有所述第一安装孔(513)的安装部(511)，及垂直固定在所述安装部(511)的外壁面上的第一凸缘(512)；
所述配合件(52)可拆卸地套接在所述安装部(511)的外壁面上，所述配合件(52)与所述第一凸缘(512)相对分布，所述防雷层(17)被夹持在所述第一凸缘(512)和所述配合件(52)之间。
6.根据权利要求5所述的风电叶片，其特征在于，所述固定组件(5)还包括非导电材料制成的垫片(54)；所述配合件(52)螺纹配合在所述安装部(511)的外壁面上；
所述垫片(54)套在所述传导座的外壁面上且被夹持在所述防雷层(17)与所述配合件(52)之间。
7.根据权利要求6所述的风电叶片，其特征在于，所述第一安装孔(513)为第一台阶孔；
所述第一紧固件(53)为呈T型的传导螺栓，所述T型的水平部搭接在所述第一台阶孔的台阶面上，竖直部穿设并螺纹配合在所述第一台阶孔的内腔中；或者
所述第一紧固件(53)为传导螺栓，所述传导螺栓上的至少一端部上配合有第二锁紧螺母(55)，其中一个所述第二锁紧螺母(55)搭接在所述第一台阶孔的台阶面上。
8.根据权利要求1或2所述的风电叶片，其特征在于，所述风电叶片还包括采用导电材料制成的至少一个第一接闪底座(6)，所述叶身上的至少一个所述固定组件(5)的第一紧固件(53)的一端经所述第一安装孔(513)后插接配合在所述第一接闪底座(6)的侧壁内，且第一接闪底座(6)和所述传导座(51)相互面对的两个端面形成面抵接，以使所述传导座(51)与所述第一接闪底座(6)电连接；
所述第一接闪底座(6)与所述叶身接闪器(3)之间通过第一引下线(41)电连接。
9.根据权利要求8所述的风电叶片，其特征在于，所述风电叶片还包括设在所述第一接闪底座(6)上的第二引下线(42)，所述第二引下线(42)朝向所述叶根方向延伸并伸出所述叶根外，适于与外界的大地导通。
10.根据权利要求1或2所述的风电叶片，其特征在于，所述叶根上的所述固定组件(5)的第一紧固件(53)的一端上设有第三引下线(43)，所述第三引下线(43)适于与外界的大地导通。
11.根据权利要求5所述的风电叶片，其特征在于，所述叶身和/或叶根的外壁面上设有凹陷的第二台阶孔(18)；
所述配合件搭接在所述第二台阶孔(18)的台阶面上，所述安装部(511)插接在所述第二台阶孔(18)的内腔中。
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