CN113048026B - 雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及成型方法 - Google Patents

雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及成型方法，雷电防护装置包括：过渡导电体，具有预定的长度且在自身长度方向具有相对的第一连接端以及第二连接端，过渡导电体包括多段相继设置的导电区段，由第一连接端向第二连接端的排布方向上，多个导电区段的电流传导能力呈增大趋势。本发明实施例提供的雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及成型方法，能够可靠的满足对叶片的防护要求，保证风力发电机组的安全运行。

Description

雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及成型方法
技术领域
本发明涉及风电技术领域，特别是涉及一种雷电防护装置、风力发电机组以及成型方法。
背景技术
由于雷电能够对高耸的建筑造成破坏，如随着风电技术领域的不断发展，风力发电机组的尺寸不断增大，叶片因被雷电袭击而导致的损害增加。相应地，为了尽量避免叶片遭受雷击，需要设置相应的防护装置，通过防护装置将电流引导至引下线系统，并最终通过引下线系统将电流传导至大地，从而保证风力发电机组的运行安全。
然而，现有技术中的雷电防护装置因结构设计不合理，导致防护装置与引下线系统连接时，会存在因电流过大而导致防护装置损坏问题的发生，不利于风力发电机组的安全运行。
因此，亟需一种新的雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及成型方法。
发明内容
本发明实施例提供一种雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及成型方法，能够可靠的满足对叶片的防护要求，保证风力发电机组的安全运行。
一方面，根据本发明实施例提出了一种雷电防护装置，包括：过渡导电体，具有预定的长度且在自身长度方向具有相对的第一连接端以及第二连接端，过渡导电体包括多段相继设置的导电区段，由第一连接端向第二连接端的排布方向上，多个导电区段的电流传导能力呈增大趋势。
根据本发明实施例的一个方面，沿排布方向，过渡导电体的电流传导能力逐渐增大。
根据本发明实施例的一个方面，沿排布方向，多个导电区段的电流传导能力逐段增大。
根据本发明实施例的一个方面，沿排布方向，多段相继设置的导电区段的导电截面尺寸呈增大趋势。
根据本发明实施例的一个方面，沿排布方向，多段相继设置的导电区段的导电截面尺寸逐段增大。
根据本发明实施例的一个方面，沿排布方向，过渡导电体的导电截面尺寸逐渐增大。
根据本发明实施例的一个方面，过渡导电体整体呈网状结构，每个导电区段上设置有第一网孔；沿排布方向，多个导电区段内的第一网孔的尺寸呈减小趋势。
根据本发明实施例的一个方面，沿排布方向，多个导电区段内的第一网孔的尺寸逐渐减小或者逐段减小。
根据本发明实施例的一个方面，沿排布方向，多个导电区段内的第一网孔的目数呈增大趋势。
根据本发明实施例的一个方面，沿排布方向，多个导电区段内的第一网孔的目数逐渐增大或者逐段增大。
根据本发明实施例的一个方面，沿排布方向，过渡导电体的导电截面厚度尺寸呈增大趋势。
根据本发明实施例的一个方面，沿排布方向，过渡导电体的导电截面厚度尺寸逐渐增大。
根据本发明实施例的一个方面，沿排布方向，多个导电区段的导电截面厚度尺寸逐段增大。
根据本发明实施例的一个方面，雷电防护装置进一步包括基础导电体，基础导电体连接于第一连接端；沿排布方向，基础导电体各截面的电流传导能力相同，基础导电体的电流传导能力小于等于第一连接端的电流传导能力。
根据本发明实施例的一个方面，基础导电体整体呈网状结构，基础导电体上具有多个第二网孔，多个第二网孔的尺寸彼此相同。
根据本发明实施例的一个方面，基础导电体与过渡导电体为一体式结构。
根据本发明实施例的一个方面，沿排布方向，基础导电体的长度尺寸大于等于过渡导电体的长度尺寸。
根据本发明实施例的一个方面，雷电防护装置进一步包括转接导电体，转接导电体连接于第二连接端；沿排布方向，转接导电体各截面的电流传导能力相同，转接导电体的电流传导能力大于第二连接端的电流传导能力；或者，沿排布方向，转接导电体各截面的电流传导能力呈增大趋势，转接导电体的最小电流传导能力大于第二连接端的电流传导能力。
根据本发明实施例的一个方面，转接导电体整体呈实体板状结构。
根据本发明实施例的一个方面，转接导电体、过渡导电体以及基础导电体为一体式结构。
根据本发明实施例的一个方面，在排布方向上，转接导电体的长度尺寸小于等于过渡导电体的长度尺寸。
根据本发明实施例的一个方面，基础导电体、过渡导电体以及转接导电体的数量均为两个以上，且基础导电体、过渡导电体以及转接导电体按照预定规律呈周期性分布。
根据本发明实施例的一个方面，雷电防护装置进一步包括与转接导电体相互连接的金属连接结构，金属连接结构用于与引下线系统连接。
另一方面，根据本发明实施例提出了一种雷电防护系统，包括：
上述的雷电防护装置；
引下线系统，直接或者间接连接于过渡导电体的第二连接端。
又一方面，根据本发明实施例提出了一种风力发电机组，包括叶片，叶片具有壳体，风力发电机组还包括：上述的雷电防护装置，或上述的雷电防护系统；其中，雷电防护装置包覆至少部分壳体设置并与壳体连接。
又一方面，根据本发明实施例提出了一种雷电防护装置的成型方法，包括：
提供导电板，在导电板上设置多个切口，各切口在导电板的厚度方向贯穿导电板；
拉伸导电板并使得切口扩张为网孔，以形成雷电防护装置，其中，雷电防护装置的电流传导能力沿导电板的延伸方向呈增大趋势。
根据本发明实施例的又一个方面，提供导电板，在导电板上设置多个切口，各切口在导电板的厚度方向贯穿导电板具体包括：
提供导电板，将导电板沿自身延伸方向划分为相继设置的第一区域、第二区域以及第三区域；
在第一区域以及第二区域上设置缺口，并使得第一区域上的切口的长度大于第二区域上的切口的长度，且由第一区域起始向第三区域的方向，位于第二区域上所述切口的长度呈减小趋势。
根据本发明实施例的又一个方面，由第一区域起始向第三区域的方向，位于第二区域上切口的长度逐段减小；或者，位于第二区域上切口的长度逐渐减小。
根据本发明实施例提供的雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及成型方法，雷电防护装置包括过渡导电体，由于过渡导电体具有预定的长度且在自身长度方向具有相对的第一连接端以及第二连接端，同时，过渡导电体包括多段相继设置的导电区段，并且由第一连接端向第二连接端的排布方向上，多个导电区段的电流传导能力呈增大趋势，使得雷电防护装置在使用时，如与引下线系统连接时，可以将雷电的电流传导提供一个缓慢的变化过渡，电流的集中过程是逐渐变化的，可以将电流平顺的传导至电流传导能力更高的结构，并由引下线系统引导至预定位置，避免了电流突然集中导致雷电防护装置熔断或者损坏，满足对叶片等目标物的防护要求，保证风力发电机组的安全运行。
附图说明
下面将参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本发明实施例的风力发电机组的结构示意图；
图2是本发明实施例的雷电防护装置与叶片的配合示意图；
图3是本发明实施例的雷电防护系统与叶片配合时的截面图；
图4是本发明第一实施例的雷电防护装置的结构示意图；
图5是本发明第二实施例的雷电防护装置的结构示意图；
图6是本发明第三实施例的雷电防护装置的结构示意图；
图7是本发明第四实施例的雷电防护装置的结构示意图；
图8是本发明第五实施例的雷电防护装置的结构示意图；
图9是本发明第六实施例的雷电防护装置的结构示意图；
图10是本发明实施例的成型方法中导电板上设置切口的结构示意图；
图11是本发明实施例的成型方法中导电板被拉伸后的结构示意图；
图12是本发明实施例的成型方法的流程示意图。
其中：
100-雷电防护装置；
10-过渡导电体；11-导电区段；12-第一网孔；10a-第一连接端；10b-第二连接端；
20-基础导电体；21-第二网孔；
30-转接导电体；
200-金属连接结构；
300-导电板；300a-第一区域；300b-第二区域；300c-第三区域；300d-切口；
400-雷电防护系统；
1-叶片；101-壳体；
2-引下线系统；
3-轮毂；4-发电机；5-机舱；6-塔筒；7-附属连接件；8-连接线；X排布方向。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及成型方法的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了更好地理解本发明，下面结合图1至图12根据本发明实施例的雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及成型方法进行详细描述。
请参阅图1及图2，本发明实施例提供一种风力发电机组，包括风机基础、塔筒6、机舱5、发电机4以及叶轮。塔筒6至少部分连接于风机基础，机舱5设置于塔筒6的顶端，发电机4设置于机舱5，可以位于机舱5的内部，当然也可以位于机舱5的外部。叶轮包括轮毂3以及连接于轮毂3上的多个叶片1，叶轮通过其轮毂3与发电机4的转轴连接。风力作用于叶片1时，带动整个叶轮以及发电机4的转轴转动，以将风能转化为电能。
风力发电机组在服役的过程中，其叶片1容易遭受雷击，为了保证风力发电机组在雷雨天气时的安全性能，本发明实施例还提供一种雷电防护系统400，该雷电防护系统400可以用于风力发电机组并作为风力发电机组的组成部分，通过雷电防护系统400能够将雷电在叶片等目标物体上产生的电流引导至大地或者其他预定的位置，保证风力发电机组的运行安全。
请一并参阅图3，本发明实施例提供的雷电防护系统400，包括相互连接的雷电防护装置100以及引下线系统2，叶片1具有壳体101，雷电防护装置100包覆至少部分壳体101设置并与壳体101连接，通过雷电防护装置100将叶片1上因雷电等原因产生的电流引导至引下线系统2，然后通过引下线系统2引导至预定位置，如引导至大地。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例提供的雷电防护系统400，为了更好的满足电流的引导作用，保证其所应用的目标物在雷电工作环境下的安全性能，可选的，本发明实施例还提供一种新型的雷电防护装置100，该雷电防护装置100可以作为独立的构件单独生产以及销售，当然，也可以用于雷电防护系统400并作为雷电防护系统400的组成部分。在一些其他的示例中，雷电防护装置100也可以直接用于风力发电机组并与叶片1的壳体101配合，同样能够满足使用要求。
请一并参阅图4，在一些可选的示例中，本发明实施例提供的雷电防护装置100，包括过渡导电体10，过渡导电体10具有预定的长度且在自身长度方向具有相对的第一连接端10a以及第二连接端10b，过渡导电体10包括多段相继设置的导电区段11，由第一连接端10a向第二连接端10b的排布方向X上，多个导电区段11的电流传导能力呈增大趋势。
通过上述设置，使得雷电防护装置100在使用时，如与引下线系统2连接时，可以使得引下线系统2直接或者间接连接于过渡导电体10的第二连接端10b。由于由第一连接端10a向第二连接端10b的排布方向X上，多个导电区段11的电流传导能力呈增大趋势，可以将雷电的电流传导提供一个缓慢的变化过渡，电流的集中过程是逐渐变化的，可以将电流平顺的传导至电流传导能力更高的结构，并由引下线系统2引导至预定位置，避免了电流突然集中导致雷电防护装置100熔断或者损坏，满足对叶片1等目标物的雷电防护要求，保证风力发电机组的安全运行。
作为一种可选的实施方式，在沿排布方向X，过渡导电体10的电流传导能力逐渐增大，通过上述设置，能够使得电流传导过渡更加平缓，使得雷电防护装置100的性能更加优化。
当然，在一些其他的实施例中，在沿排布方向X，过渡导电体10的电流传导能力逐段增大，即，多个导电区段11的电流传导能力逐段增大。通过该种设置，同样能够满足电流的集中过程是逐渐变化的要求，同时易于雷电防护装置100的成型。
可选的，由第一连接端10a向第二连接端10b的排布方向X上，使得多个导电区段11的电流传导能力呈增大趋势有多种实现方式，在一些可选的实施例中，可以使得多段导电区段11采用电流传导能力不同的材质制成。
当然，上述只为一种可选的方式，在一些其他的示例中，可以使得多段导电区段11采用电流传导能力相同的材质制成，同时，可以使得沿第一连接端10a向第二连接端10b的排布方向X，多段相继设置的导电区段11的导电截面尺寸呈增大趋势，即，通过采用不同的导电截面的手段实现电流传导能够呈增大趋势。
在具体实施时，可以使得过渡导电体10在排布方向X上的导电截面逐渐增大，当然，在一些其他的示例中，也可以使得多段相继设置的导电区段11的导电截面尺寸呈逐段增大趋势，均可满足雷电防护装置100的电流集中过程是逐渐变化的需求。
请一并参阅图5，为了更好的实现不同的导电区段11具有不同的导电截面尺寸，作为一种可选的实施方式，上述各实施例提供的雷电防护装置100的过渡导电体10整体呈网状结构，每个导电区段11上设置有第一网孔12，沿第一连接端10a向第二连接端10b的排布方向X，多个导电区段11内的第一网孔12的尺寸呈减小趋势，具体实施时，可以使得多个导电区段11内的第一网孔12的尺寸逐渐减小或者逐段减小，通过上述设置，能够使得在排布方向X上，多段相继设置的导电区段11的导电截面尺寸呈增大趋势，进一步可以使得导电截面尺寸逐渐增大或者逐段增大，进而满足多个导电区段11的电流传导能力在排布方向X上呈增大趋势的要求，以避免电流突然集中导致雷电防护装置100熔断或者损坏。
在一些可选的实施例中，也可以使得沿排布方向X，多个导电区段11内的第一网孔12的目数呈增大趋势，可选为逐渐增大或者逐段增大。同样能够满足在排布方向X上，多段相继设置的导电区段11的导电截面尺寸的增大趋势要求，优化雷电防护装置100的性能。
在一些可选的实施例中，也可以使得沿排布方向X，多个导电区段11的导电截面厚度尺寸呈增大趋势，同样能够满足在排布方向X上，多段相继设置的导电区段11的导电截面尺寸呈增大趋势的要求，优化雷电防护装置100的性能。
作为一种可选的实施方式，在排布方向X，可以使得过渡导电体10的厚度逐渐增大，当然，在一些其他的示例中，在排布方向X，也可以使得多段相继设置的导电区段11的厚度逐段增加，以优化雷电防护装置100的性能。
在具体实施时，各导电区段11上的第一网孔12的形状可以根据要求设置，在一些可选的示例中，其可以为多边形，如四边形，可选为菱形，采用上述形式，利于导电防护装置的成型。
在一些可选的实施例中，沿着排布方向X，过渡导电体10的长度可以为10cm～100cm之间的任意数值，包括10cm、100cm两个端值。过渡导电体10采用上述数值范围，能够更好的为电流传导提供一个缓慢的变化过渡过程，保证雷电防护装置100的安全性能以及对叶片1等目标物体的雷电保护需求。
请一并参阅图5，在一些可选的实施例中，上述各实施例提供的雷电防护装置100进一步包括基础导电体20，基础导电体20连接于第一连接端10a。通过设置基础导电体20，使得雷电防护装置100的覆盖面积更大，能够更好的将叶片1上雷电产生的电流引导至引下线系统2并传导至大地，进而保证风力发电机组的安全性能。
在一些可选的实施例中，在排布方向X上，基础导电体20各截面的电流传导能力相同，基础导电体20的电流传导能力小于等于第一连接端10a的电流传导能力。通过上述设置，易于基础导电体20的加工成型，同时能够更利于叶片1上电流的传导，使得与引下线系统2连接的第二连接端10b的电流传导能力较大，更好的实现将电流平顺的传导至电流传导能力更高的结构。
作为一种可选的实施方式，上述各实施例提供的雷电防护装置100，基础导电体20整体呈网状结构，基础导电体20上具有多个第二网孔21，多个第二网孔21的尺寸相同，通过上述设置，能够更好的满足基础导电体20的电流传导能力要求，且采用网状结构，能够进一步增加覆盖面积，且满足叶片1的使用要求。
在一些可选的示例中，基础导电体20与过渡导电体10可以为一体式结构。采用上述方式，可以使得基础导电体20以及过渡导电体10能够同步成型，提高雷电防护装置100的成型效率。同时，上述设置，还能够使得基础导电体20与过渡导电体10之间能够平滑过渡，为电流传导提供一个缓慢的变化过渡过程。避免电流传导的过充中基础导电体20与过渡导电体10对接处易熔断现象的发生。
在一些可选的实施例中，在排布方向X上，基础导电体20的长度尺寸大于等于过渡导电体10的长度尺寸。通过上述设置，能够优化雷电防护装置100的性能，更利于雷电所产生电流的引导要求。
一些可选的示例中，在排布方向X上，基础导电体20的长度可以大于等于100cm，具体尺寸可以根据其所应用的目标物体等进行设置，在此不做具体数值限定。
请一并参阅图6，作为一种可选的实施方式，上述各实施例提供的雷电防护装置100进一步包括转接导电体30，转接导电体30连接于第二连接端10b。在排布方向X上，转接导电体30各截面的电流传导能力相同，转接导电体30的电流传导能力大于第二连接端10b的电流传导能力。通过上述设置，可以使得引下线系统2通过转接导电体30与过渡导电体10的第二连接端10b间接连接，由于转接导电体30的电流传导能力大于第二连接端10b的电流传导能力，能够进一步为电流的传导提供过渡，避免电流由雷电防护装置100传导至引下线系统2时雷电防护装置100与引下线系统2的连接区域发生熔断等其他损坏现象的发生。
在一些可选的实施例中，上述各实施例提供的雷电防护装置100，转接导电体30整体呈实体板状结构，转接导电体30采用上述结构形式，克服现有技术中通过几根金属丝与引下线系统2连接时金属丝容易熔断的缺陷，进一步保证雷电防护装置100的安全性能。
当然，上述转接导电体30采用各截面的电流传导能力相同的形式只是一种可选的实施例，在一些其他的示例中，也可以使得沿排布方向X，转接导电体30各截面的电流传导能力呈增大趋势，可以为逐渐增大，当然也可以为逐段增大，转接导电体30的最小电流传导能力大于第二连接端10b的电流传导能力。通过上述设置，同样能够为电流的传导提供过渡，避免电流由雷电防护装置100传导至引下线系统2时雷电防护装置100与引下线系统2的连接区域发生熔断等其他损坏现象的发生。
作为一种可选的实施方式，上述各实施例提供的雷电防护装置100，转接导电体30、过渡导电体10以及基础导电体20为一体式结构。通过上述设置，易于雷电防护装置100的成型，同时能够保证三者之间的连接强度，且能够避免电流通过三者之间的连接区域时熔断现象的发生。
在一些可选的实施中，上述各实施例提供的雷电防护装置100，在排布方向X上，转接导电体30的长度尺寸小于等于过渡导电体10的长度尺寸，通过上述设置，能够减轻雷电防护装置100整体的重量以及成本，降低对叶片1性能的影响，在保证叶片1安全性能的基础上，提高风力发电机组的发电效益。
作为一种可选的实施方式，转接导电体30在排布方向X上的长度尺寸可以为5cm～50cm之间的任意数值，包括5cm、50cm两个端值。转接导电体30采用上述数值范围，能够保证与引下线系统2之间的连接要求，同时还能够更好的满足电流的集中过程是逐渐变化的。
请一并参阅图7以及图8，作为一种可选的实施方式，雷电防护装置100进一步包括与转接导电体30相互连接的金属连接结构200，金属连接结构200用于与引下线系统2连接。通过设置金属连接结构200，能够利于雷电防护装置100与引下线系统2之间的连接要求。当雷电防护装置100包括转接导电体30时，金属连接结构200连接于转接导电体30，以通过转接导电体30与过渡导电体10之间间接连接。
在具体实施时，金属连接结构200可以为图7所示的圆形片状结构并与转接导电体30在厚度方向上层叠设置，通过电流流向箭头可以看出，流经雷电防护装置的电流的集中过程是逐渐变化的，可以将电流平顺的传导，即使在金属连接结构200面积较小的情况下，也能够避免电流突然集中，提高雷电防护装置自身的安全性能以及对雷电的防护效果。
当然，在一些其他示例中，金属连接接结构也可以采用图8所示的条形片状结构并在排布方向X上与转接导电体30层叠设置，只要能够满足将电流更好的传递至引下线系统2均可。
请一并参阅图9，可选的，上述各实施例提供的雷电防护装置100，基础导电体20、过渡导电体10以及转接导电体30的数量均为两个以上，且基础导电体20、过渡导电体10以及转接导电体30按照预定规律呈周期性分布。通过上述设置，可以使得雷电防护装置100多点接地，多点接地时，雷电防护装置100上的电流会沿不同的接地点进行分配，每个接地点传导的电流会比单点接地时更小。同时，多点接地时，如果其中一个接地点出现损伤时，另外的接地点也可以起到传导雷电流的目标。保证雷电防护装置100的电流传导性能。
在具体实施时，相邻两个过渡导电体10之间可以夹持有基础导电体20，并且每个过渡导电体10远离基础导电体20的一侧设置有转接导电体30，通过上述设置，既能够保证多点接地要求，同时，还能够使为雷电流的传导提供一个缓慢的变化过渡，电流的集中过程是逐渐变化的，可以将电流平顺的传导至更大截面的传导结构，避免因截面积的突变、电流集中等原因造成雷电防护装置100损伤。
可选的，可以在每个转接导电体30上均设置有一个与引下线系统2连接的金属连接结构200，以利于雷电防护装置100的多点接地要求。
由此，本发明实施例提供的雷电防护装置100，因其包括过渡导电体10，且过渡导电体10具有预定的长度且在自身长度方向具有相对的第一连接端10a以及第二连接端10b，同时，过渡导电体10包括多段相继设置的导电区段11，进一步的，由第一连接端10a向第二连接端10b的排布方向X上，多个导电区段11的电流传导能力呈增大趋势，使得雷电防护装置100在使用时，如与引下线系统2连接时，可以为雷电的电流传导提供一个缓慢的变化过渡，电流的集中过程是逐渐变化的，以将电流平顺的传导至电流传导能力更高的结构，并由引下线系统2引导至预定位置，避免了电流突然集中导致雷电防护装置100熔断或者损坏，满足对叶片1等目标物的防护要求，保证风力发电机组的安全运行。
而相应设置的基础导电体20以及转接导电体30能够更加优化雷电流的传递，提高雷电防护装置100的覆盖面积以及与引下线系统2连接的安全性能。
本发明实施例提供的雷电防护系统400，因包括上述各实施例的雷电防护装置100，因此具有更好的雷电保护性能以及使用寿命。
进一步的，本发明实施例提供的风力发电机组，因包括上述各实施例的雷电防护装置100或者雷电防护系统400，能够有效的避免其叶片1被雷电击中损坏，具有更高的安全等级以及发电效益。
请继续参阅图2至图9，作为一种可选的实施方式，本发明实施例提供的雷电防护系统400，在应用至风力发电机组并与叶片1配合时，雷电防护装置100可以粘贴于叶片1的壳体101的外表面，金属连接结构200压接到转接导电体30，二者之间呈面接触状态，金属连接结构200上设置有附属连接件7，附属连接件7穿透叶片1的壳体101，通过一段连接线8连接到引下线系统2。每个叶片1上可以设置一个雷电防护装置100，当然，在一些其他示例中，也可以设置两个以上雷电防护装置100，具体可以根据叶片1的尺寸等参数设定，在此不做具体数量限制。
可以理解的是，本发明上述各实施例提供的雷电防护装置100或者雷电防护系统400均是以应用至风力发电机组并对叶片1进行防护为例进行举例说明，此为一种可选的应用方式，但不限于上述应用场景，在一些其他的实施例中，也可以将雷电防护装置100或者雷电防护系统400应用至其他在雷电环境下工作且易被雷电击伤的环境中，如信号塔、高层建筑等，在此就不一一赘述。
请一并参阅图2至图12，作为一种可选的实施方式，本发明实施例还提供一种雷电防护装置100的成型方法，可以用于成型上述各实施例提供的雷电防护装置100，成型方法包括：
S100、提供导电板300，在导电板300上设置多个切口300d，各切口300d在导电板300的厚度方向贯穿导电板300，形成如图10所示的结构形式；
S200、拉伸导电板300并使得切口300d扩张为网孔，形成图4至图9所示的任一结构形式，以形成雷电防护装置100，其中，雷电防护装置100的电流传导能力沿导电板300的延伸方向呈增大趋势。
作为一种可选的实施方式，在步骤S100中，提供导电板300，在导电板300上设置多个切口300d，各切口300d在导电板300的厚度方向贯穿导电板300具体包括：
继续参阅图10，提供导电板300，将导电板300沿自身延伸方向划分为相继设置的第一区域300a、第二区域300b以及第三区域300c；
在第一区域300a以及第二区域300b上设置切口300d，并使得第一区域300a上的切口300d的长度大于第二区域300b上的切口300d的长度，且由第一区域300a起始向第三区域300c的方向，位于第二区域300b上切口300d的长度呈减小趋势，可选的，位于第二区域300b上切口300d的长度逐段减小，或者，位于第二区域300b上切口300d的长度逐渐减小。
在步骤S200中，对上述切割好切口300d的导电板300进行拉伸，使得成型的雷电防护装置100可以同时包括基础导电体20、过渡导电体10以及转接导电体30。
在拉伸的过程中，可以逐步拉伸，例如可以先拉伸第一区域300a，形成图11所示结构形式，其中，第一区域300a内的切口300d被拉伸形成第二网孔21，第一区域300a的结构成型雷电防护装置100的基础导电体20，然后进一步拉伸第二区域300b，形成图6所示结构形式，第二区域300b的切口300d形成第一网孔12，第二区域300b的结构成型雷电防护装置100的过渡导电体10，而第三区域300c的结构成型雷电防护装置100的转接导电体30。
本发明实施例提供的雷电防护装置100的成型方法，能够利于雷电防护装置100的成型，同时能够使得成型的雷电防护装置100电流传导能力沿着预定的方向呈增大趋势，使得成型的雷电防护装置100在使用时，如与引下线系统2连接时，可以将雷电的电流传导提供一个缓慢的变化过渡，电流的集中过程是逐渐变化的，可以将电流平顺的传导至电流传导能力更高的结构，并由引下线系统2引导至预定位置，避免了电流突然集中导致雷电防护装置100熔断或者损坏，满足对叶片1等目标物的防护要求，保证风力发电机组的安全运行。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (14)

1.一种雷电防护装置(100)，其特征在于，包括：
过渡导电体(10)，具有预定的长度且在自身长度方向具有相对的第一连接端(10a)以及第二连接端(10b)，所述过渡导电体(10)包括多段相继设置的导电区段(11)，由所述第一连接端(10a)向所述第二连接端(10b)的排布方向(X)上，多个所述导电区段(11)的电流传导能力呈增大趋势；
所述雷电防护装置(100)进一步包括基础导电体(20)和转接导电体(30)，所述基础导电体(20)连接于所述第一连接端(10a)，所述转接导电体(30)连接于所述第二连接端(10b)；
所述基础导电体(20)、所述过渡导电体(10)以及所述转接导电体(30)的数量均为两个以上，且所述基础导电体(20)、所述过渡导电体(10)以及所述转接导电体(30)按照预定规律呈周期性分布。
2.根据权利要求1所述的雷电防护装置(100)，其特征在于，沿所述排布方向(X)，所述过渡导电体(10)的电流传导能力逐渐增大，或者，沿所述排布方向(X)，多个所述导电区段(11)的电流传导能力逐段增大。
3.根据权利要求1所述的雷电防护装置(100)，其特征在于，沿所述排布方向(X)，多段相继设置的所述导电区段(11)的导电截面尺寸呈增大趋势。
4.根据权利要求3所述的雷电防护装置(100)，其特征在于，沿所述排布方向(X)，多段相继设置的所述导电区段(11)的导电截面尺寸逐段增大；
或者，沿所述排布方向(X)，所述过渡导电体(10)的导电截面尺寸逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的雷电防护装置(100)，其特征在于，所述过渡导电体(10)整体呈网状结构，每个所述导电区段(11)上设置有第一网孔(12)；
沿所述排布方向(X)，多个所述导电区段(11)内的所述第一网孔(12)的尺寸呈减小趋势；
或者，沿所述排布方向(X)，多个所述导电区段(11)内的所述第一网孔(12)的目数呈增大趋势；
或者，沿所述排布方向(X)，多个所述导电区段(11)的导电截面厚度尺寸呈增大趋势。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的雷电防护装置(100)，其特征在于，沿所述排布方向(X)，所述基础导电体(20)各截面的电流传导能力相同，所述基础导电体(20)的电流传导能力小于等于所述第一连接端(10a)的电流传导能力。
7.根据权利要求6所述的雷电防护装置(100)，其特征在于，所述基础导电体(20)整体呈网状结构，所述基础导电体(20)上具有多个第二网孔(21)，多个所述第二网孔(21)的尺寸彼此相同；
和/或，所述基础导电体(20)与所述过渡导电体(10)为一体式结构；
和/或，沿所述排布方向(X)，所述基础导电体(20)的长度尺寸大于等于所述过渡导电体(10)的长度尺寸。
8.根据权利要求6所述的雷电防护装置(100)，其特征在于，沿所述排布方向(X)，所述转接导电体(30)各截面的电流传导能力相同，所述转接导电体(30)的电流传导能力大于所述第二连接端(10b)的电流传导能力；
或者，沿所述排布方向(X)，所述转接导电体(30)各截面的电流传导能力呈增大趋势，所述转接导电体(30)的最小电流传导能力大于所述第二连接端(10b)的电流传导能力。
9.根据权利要求8所述的雷电防护装置(100)，其特征在于，所述转接导电体(30)整体呈实体板状结构；
和/或，所述转接导电体(30)、所述过渡导电体(10)以及所述基础导电体(20)为一体式结构；
和/或，在所述排布方向(X)上，所述转接导电体(30)的长度尺寸小于等于所述过渡导电体(10)的长度尺寸。
10.根据权利要求8所述的雷电防护装置(100)，其特征在于，所述雷电防护装置(100)进一步包括与所述转接导电体(30)相互连接的金属连接结构(200)，所述金属连接结构(200)用于与引下线系统(2)连接。
11.根据权利要求1所述的雷电防护装置(100)，其特征在于，所述雷电防护装置(100)进一步包括转接导电体(30)，所述转接导电体(30)连接于所述第二连接端(10b)；
沿所述排布方向(X)，所述转接导电体(30)各截面的电流传导能力相同，所述转接导电体(30)的电流传导能力大于所述第二连接端(10b)的电流传导能力；
或者，沿所述排布方向(X)，所述转接导电体(30)各截面的电流传导能力呈增大趋势，所述转接导电体(30)的最小电流传导能力大于所述第二连接端(10b)的电流传导能力。
12.一种雷电防护系统(400)，其特征在于，包括：
如权利要求1至11任意一项所述的雷电防护装置(100)；
引下线系统(2)，直接或者间接连接于所述过渡导电体(10)的所述第二连接端(10b)。
13.一种风力发电机组，包括叶片(1)，所述叶片(1)具有壳体(101)，其特征在于，所述风力发电机组还包括：
如权利要求1至11任意一项所述的雷电防护装置(100)，或
如权利要求12所述的雷电防护系统(400)；
其中，所述雷电防护装置(100)包覆至少部分所述壳体(101)设置并与所述壳体(101)连接。
14.一种雷电防护装置(100)的成型方法，其特征在于，包括：
提供导电板(300)，在所述导电板(300)上设置多个切口(300d)，各所述切口(300d)在所述导电板(300)的厚度方向贯穿所述导电板(300)；
拉伸所述导电板(300)并使得所述切口(300d)扩张为网孔，以形成雷电防护装置(100)，其中，所述雷电防护装置(100)的电流传导能力沿所述导电板(300)的延伸方向呈增大趋势；
其中，所述提供导电板(300)，在所述导电板(300)上设置多个切口(300d)，各所述切口(300d)在所述导电板(300)的厚度方向贯穿所述导电板(300)具体包括：
提供所述导电板(300)，将所述导电板(300)沿自身延伸方向划分为相继设置的第一区域(300a)、第二区域(300b)以及第三区域(300c)；
在所述第一区域(300a)以及所述第二区域(300b)上设置缺口，并使得所述第一区域(300a)上的所述切口(300d)的长度大于所述第二区域(300b)上的所述切口(300d)的长度，且由所述第一区域(300a)起始向所述第三区域(300c)的方向，位于所述第二区域(300b)上所述切口(300d)的长度呈减小趋势。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116877360A (zh) * 2022-06-29 2023-10-13 江苏金风科技有限公司 雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103250314A (zh) * 2011-12-09 2013-08-14 三菱重工业株式会社 用于风力涡轮机的风力涡轮机桨叶
CN103311871A (zh) * 2013-06-14 2013-09-18 新疆金风科技股份有限公司 用于预制混凝土塔架的防雷接地装置
JP2015097188A (ja) * 2013-11-15 2015-05-21 株式会社日立製作所 雷撃誘導システム
CN209195603U (zh) * 2018-12-25 2019-08-02 北京金风科创风电设备有限公司 叶片防雷系统、叶片和风力发电机组
CN110219784A (zh) * 2019-06-24 2019-09-10 洛阳双瑞风电叶片有限公司 一种风电叶片的防雷系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4969098B2 (ja) * 2005-12-21 2012-07-04 三菱重工業株式会社 風車翼の落雷保護装置、該落雷保護装置の組立方法、該落雷保護装置を備える風車翼、及び該風車翼を備える風車
US8137074B2 (en) * 2008-08-21 2012-03-20 General Electric Company Wind turbine lightning protection system
US8342805B2 (en) * 2009-06-25 2013-01-01 General Electric Company Transversal conduction lightning protection system
EP2282057B1 (en) * 2009-06-29 2015-11-25 Vestas Wind Systems A/S Lightning protection mesh
CN201747531U (zh) * 2010-04-09 2011-02-16 新疆金风科技股份有限公司 一种风力发电机组的防雷叶片
EP2722522A1 (en) * 2012-10-22 2014-04-23 Siemens Aktiengesellschaft Lightning receptor arrangement for a wind turbine rotor blade
CN104425061B (zh) * 2013-09-04 2017-01-04 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 扁平线缆
ES2594452B1 (es) * 2015-06-17 2017-09-28 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Sistema pararrayos para palas de aerogenerador con un área efectiva de inyección en laminados de fibra de carbono y una distribución equilibrada de la intensidad y el voltaje de las corrientes de rayo entre distintos caminos conductores
CN106181408B (zh) * 2016-08-25 2019-04-12 西安爱邦电磁技术有限责任公司 一种一体成型防雷网及其制备装置及制备方法
CN108928494A (zh) * 2018-09-07 2018-12-04 熊秀 一种能够改变雷电附着点的抗雷击金属单元及其制备方法
CN209045789U (zh) * 2018-11-16 2019-06-28 西安爱邦电磁技术有限责任公司 雷电防护金属网的接地装置
CN210692781U (zh) * 2019-09-03 2020-06-05 西安爱邦电磁技术有限责任公司 雷电防护金属网

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103250314A (zh) * 2011-12-09 2013-08-14 三菱重工业株式会社 用于风力涡轮机的风力涡轮机桨叶
CN103311871A (zh) * 2013-06-14 2013-09-18 新疆金风科技股份有限公司 用于预制混凝土塔架的防雷接地装置
JP2015097188A (ja) * 2013-11-15 2015-05-21 株式会社日立製作所 雷撃誘導システム
CN209195603U (zh) * 2018-12-25 2019-08-02 北京金风科创风电设备有限公司 叶片防雷系统、叶片和风力发电机组
CN110219784A (zh) * 2019-06-24 2019-09-10 洛阳双瑞风电叶片有限公司 一种风电叶片的防雷系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
兆瓦级风力发电机组防雷电保护;赵双喜等;《电气技术》;20111215(第12期);全文 *
大功率风力发电机组叶片的雷击分析与防雷系统设计;黄金鹏;《风能》;20120506(第05期);全文 *

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