CN113931810B - 一种风电叶片接闪装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电叶片接闪器系统及其使用方法，属于接闪设备技术领域，包括轨道一和轨道二，轨道一和轨道二对称安装于风电叶片的一侧，轨道用于接闪装置的上下滑动，从而达到更好引雷的效果，当接闪装置在不停移动时，能产生更多的电荷，特别是在雷雨天气时，移动的接闪装置的引雷效果要远远高于静态设置的接闪装置，轨道一和轨道二分别通过螺栓或胶水内嵌式安装于风电叶片内，如此设计，有利于降低风电叶片旋转时的阻力，达到不增加风电叶片旋转时的旋转阻力，所述的轨道一和轨道二内均安装有接闪装置，解决了现有风电叶片接闪器接闪效果差和安装成本高的技术问题，主要应用于风电叶片接闪方面。

Description

一种风电叶片接闪装置及其使用方法

技术领域

本发明属于接闪设备技术领域，具体涉及一种风电叶片接闪装置及其使用方法。

背景技术

风电叶片防雷是一个近年逐渐被提及的问题，早期对于叶片厂、业主而言很少会提及叶片的防雷问题，主要原因在于装机总量低，因雷导致的叶片损坏比例小。而随着全国装机总量的不断突破，装机密度的不断增加，雷电灾害引起的防雷问题，逐渐得到了业主、叶片厂和行业的重视。早期的叶片主要被国外企业所控制，对于国外企业的叶片防雷系统设计耐受水平较低，并不适用于高雷暴活动区域。主要原因在于：以欧洲为代表的叶片制造企业所处的为主均为雷电活动较低的地区，年均雷暴活动密度不足每平方公里5个闪电(地闪)，这个数据从德国和丹麦多年雷击统计可以发现，在德国和丹麦多年统计的雷击数据总量不如我国一年发生雷击总量；在这种气候条件背景下，国外的叶片防雷设计一直处于较低的耐受水平。而对于国内，我国多数地区属于强雷暴活动区域，加之装机密度高，单位区域的雷电活动比例远远高于国外，因此，采用较低防雷耐受水平的产品在国内必然会出现水土不服的问题，叶片因雷损坏率高就说明了这个问题。其次，从技术从面上看，早期的叶片防雷系统并没有进行防雷系统的实验验证。无法从叶片的出厂报告中获知叶片防雷系统的有效接闪率是多少,叶片可耐受的超值雷电流峰值是多少。任何应用于风电行业的产品都是经过试验验证的，而最为重要部件的叶片防雷系统却很少听到有哪个厂家做过叶片的雷击试验验证。这就导致了行业中叶片防雷系统有效接闪率低下、防雷系统无效的现状。现有的叶片在防雷过程中，当叶片旋转至最高处时，最容易引起雷击，此时就需要在叶片的尖部分部多个接闪器进行引雷的设计，在实际的引雷过程中，由于叶片的快速旋转，雷电击中叶尖至向下五米左右的距离较多，现有的接闪器一般通过固定的方式安装于风电叶片上，在实际使用过程中引雷的效果和准确性较差，我们需要一款引雷效果更好的接闪器来代替现有的设备。

发明内容

为了解决上述技术问题，本设计提供了一种风电叶片接闪器系统，采用的技术方案如下：

一种风电叶片接闪器系统，其特征在于，包括轨道一和轨道二，轨道一和轨道二对称安装于风电叶片的一侧，轨道用于接闪装置的上下滑动，从而达到更好引雷的效果，当接闪装置在不停移动时，能产生更多的电荷，特别是在雷雨天气时，移动的接闪装置的引雷效果要远远高于静态设置的接闪装置，轨道一和轨道二分别通过螺栓或胶水内嵌式安装于风电叶片内，如此设计，有利于降低风电叶片旋转时的阻力，达到不增加风电叶片旋转时的旋转阻力，所述的轨道一和轨道二内均安装有接闪装置。

接闪装置为本发明的核心部件，接闪装置包括滑块，所述的滑块的左右两侧均设有挡板和接闪针一，接闪针的左右设计可以覆盖更大的接触面积，达到更好地引雷的效果。挡板用于在轨道内进行上下滑动，所述的滑块的上下两侧设有缓冲块，缓冲块用于击打弹性缓冲装置，一方面起到缓冲的作用，另一方面使弹性缓冲装置蓄能，然后再将接闪装置再次上弹，这样达到使接闪装置不会停止在某处，能够在轨道内不停地来回运动，达到最大限度引雷的效果，所述的滑块的正面还设有接闪针二，所述的滑块与接闪针一之间通过固定件连接在一起，固定件用于保证接闪装置设备的稳定牢固。所述的轨道一和轨道二均设有滑道，所述的挡板固定在滑道内上下滑动，所述的轨道一和轨道二的上部和下部均安装有弹性缓冲装置。

弹性缓冲装置具有缓冲和上弹接闪装置双重效果，保证了接闪的稳定性。弹性缓冲装置包括底面板、侧面板、前面板、后面板、顶板，底面板、侧面板、前面板和后面板焊接形成的一个框体，所述的侧面板的内侧设有凹槽，所述的顶板的两侧设有凸起，所述的凸起卡合在凹槽内上下滑动，所述的缓冲块的下部与顶板相接触，所述的缓冲块贴合在轨道一上并随着滑块上下运动，所述的顶板上设有一组通孔，所述的通孔内套有一组固定杆，所述的固定杆上套有弹簧，所述的固定杆的下部与底面板相焊接，所述的后面板通过螺栓或胶水固定嵌入风电叶片内，所述的凹槽上通过固定件固定，所述的轨道一和轨道二之间通过接闪器底座固定连接，所述的接闪器底座与电缆连接，电缆接地形成接闪系统。

优选地：为了更好地增加接闪率，所述的轨道一或轨道二上设有一组防滑纹，此时的接闪装置的上下活动速度会有差别，从而能使接闪装置能够互相交替上下来回运动，此时的接闪效果得到进一步提高，本发明所述的轨道一、轨道二、挡板、接闪针一、缓冲块、接闪针二、接闪器底座和弹性缓冲装置的材料均为导电合金材料做成。

本发明具有以下优点：

结构简单，安装方便、通过本发明的特殊结构改造，使接闪装置能伴随着风电叶片的运动不停地运动，从而达到更好地接闪效果，从而降低了风电叶片的损耗，通过本发明的设计，仅需要二个接闪装置就可以完成风电叶片的引雷效果，从而整个设备的安装成本更低，更适于全面推广和应用，通过本发明的错位运动引闪，使整个设备的接闪率高达99.5％以上，从而更好地保障整了风电叶片的运行安全。

附图说明

图1是本发明的风电叶片侧面安装结构图；

图2是图1A处的局部放大图；

图3是图1B处的局部放大图；

图4是本发明的接闪装置结构图；

图5是本发明的弹性缓冲装置俯视图；

图6是本发明的弹性缓冲装置未安装前面板时的结构图；

图7是本发明的弹性缓冲装置未安装侧面板时的结构图；

图8是本发明的风电叶片内部安装结构图；

图9是图8C处的局部放大图；

图10是图8D处的局部放大图；

图11是本发明的顶板结构图。

具体实施方式

实施例1

如图1-图11所示：

一种风电叶片接闪器系统，其特征在于，包括轨道一2和轨道二3，轨道一 2和轨道二3对称安装于风电叶片的一侧，轨道一2和轨道二3分别通过螺栓或胶水内嵌式安装于风电叶片内，所述的轨道一2和轨道二3内均安装有接闪装置，所述的接闪装置包括滑块1，所述的滑块1的左右两侧均设有挡板1-2和接闪针一1-3，所述的滑块1的上下两侧设有缓冲块1-1，所述的滑块1的正面还设有接闪针二1-4，所述的滑块1与接闪针一1-3之间通过固定件1-5连接在一起，所述的轨道一2和轨道二3均设有滑道2-1，所述的挡板1-2固定在滑道2-1内上下滑动，所述的轨道一2和轨道二3的上部和下部均安装有弹性缓冲装置，所述的弹性缓冲装置包括底面板4-6、侧面板4-2、前面板4-7、后面板4-8、顶板 4-5，底面板4-6、侧面板4-2、前面板4-7和后面板4-8焊接形成的一个框体4，所述的侧面板4-2的内侧设有凹槽4-5-2，所述的顶板4-5的两侧设有凸起 4-5-1，所述的凸起4-5-1卡合在凹槽4-5-2内上下滑动，所述的缓冲块1-1的下部与顶板4-5相接触，所述的缓冲块1-1贴合在轨道一2上并随着滑块1上下运动，所述的顶板4-5上设有一组通孔，所述的通孔内套有一组固定杆4-3，所述的固定杆4-3上套有弹簧4-4，所述的固定杆4-3的下部与底面板4-6相焊接，所述的后面板4-8通过螺栓4-1嵌入风电叶片内，所述的凹槽4-5-2上通过固定件6固定，所述的轨道一2和轨道二3之间通过接闪器底座5固定连接，所述的接闪器底座5与电缆7连接，电缆7接地形成接闪系统，所述的轨道一2、轨道二3、挡板1-2、接闪针一1-3、缓冲块1-1、接闪针二1-4、接闪器底座5和弹性缓冲装置的材料均为导电合金材料做成。

本发明的工作原理如下：

步骤一：在风电叶片8的两侧分别安装权利要求1所述的一种风电叶片接闪器系统；步骤二：将风电叶片的一侧开设有对称的条状槽用于嵌入轨道一2和轨道二3并通过固定件将轨道一2和轨道二3固定于条状槽内，然后再将接闪装置固定安装于轨道一2和轨道二3内，并在轨道一2和轨道二3的二端开设有固定槽，在固定槽内固定安装弹性缓冲装置；此时风电叶片8在发电运动的过程中，接闪装置会随着风电叶片的旋转而不停地上下运动，通过运动产生更多的电荷，从而可以达到准确引雷的效果，当雷电击中接闪装置后，电流经过接闪装置后再经过接闪器底座5，再经过电缆7，最后接地，从而达到接闪引雷的效果。

实施例2

如图1-11所示：

一种风电叶片接闪器系统，其特征在于，包括轨道一2和轨道二3，轨道一2和轨道二3对称安装于风电叶片的一侧，轨道一2和轨道二3分别通过螺栓或胶水内嵌式安装于风电叶片内，所述的轨道一2和轨道二3内均安装有接闪装置，所述的接闪装置包括滑块1，所述的滑块1的左右两侧均设有挡板1-2和接闪针一1-3，所述的滑块1的上下两侧设有缓冲块1-1，所述的滑块1的正面还设有接闪针二1-4，所述的滑块1与接闪针一1-3之间通过固定件1-5连接在一起，所述的轨道一2和轨道二3均设有滑道2-1，所述的挡板1-2固定在滑道2-1内上下滑动，所述的轨道一2和轨道二3的上部和下部均安装有弹性缓冲装置，所述的弹性缓冲装置包括底面板4-6、侧面板4-2、前面板4-7、后面板4-8、顶板 4-5，底面板4-6、侧面板4-2、前面板4-7和后面板4-8焊接形成的一个框体4，所述的侧面板4-2的内侧设有凹槽4-5-2，所述的顶板4-5的两侧设有凸起 4-5-1，所述的凸起4-5-1卡合在凹槽4-5-2内上下滑动，所述的缓冲块1-1的下部与顶板4-5相接触，所述的缓冲块1-1贴合在轨道一2上并随着滑块1上下运动，所述的顶板4-5上设有一组通孔，所述的通孔内套有一组固定杆4-3，所述的固定杆4-3上套有弹簧4-4，所述的固定杆4-3的下部与底面板4-6相焊接，所述的后面板4-8通过胶水固定嵌入风电叶片内，所述的凹槽4-5-2上通过固定件6固定，所述的轨道一2和轨道二3之间通过接闪器底座5固定连接，所述的接闪器底座5与电缆7连接，电缆7接地形成接闪系统，所述的轨道一2、轨道二3、挡板1-2、接闪针一1-3、缓冲块1-1、接闪针二1-4、接闪器底座5和弹性缓冲装置的材料均为导电合金材料做成，所述的轨道一2或轨道二3上设有一组防滑纹3-1。

本发明的工作原理如下：

步骤一：在风电叶片8的两侧分别安装权利要求1所述的一种风电叶片接闪器系统；步骤二：将风电叶片的一侧开设有对称的条状槽用于嵌入轨道一2和轨道二3并通过固定件将轨道一2和轨道二3固定于条状槽内，然后再将接闪装置固定安装于轨道一2和轨道二3内，并在轨道一2和轨道二3的二端开设有固定槽，在固定槽内固定安装弹性缓冲装置；此时风电叶片8在发电运动的过程中，接闪装置会随着风电叶片的旋转而不停地上下运动，通过将轨道一2或轨道二3 的其中一个轨道表面打磨使其表面粗糙，从而使轨道一2和轨道二3的接闪装置的上下滑动的速度不同，从而达到错位运动的效果，此时的引雷效果更佳，通过运动产生更多的电荷，从而可以达到准确引雷的效果，当雷电击中接闪装置后，电流经过接闪装置后再经过接闪器底座5，再经过电缆7，最后接地，从而达到接闪引雷的效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种风电叶片接闪器系统，其特征在于，包括轨道一(2)和轨道二(3)，轨道一(2)和轨道二(3)对称安装于风电叶片的一侧，轨道一(2)和轨道二(3)分别通过螺栓或胶水内嵌式安装于风电叶片内，所述的轨道一(2)和轨道二(3)内均安装有接闪装置，所述的接闪装置包括滑块(1)，所述的滑块(1)的左右两侧均设有挡板(1-2)和接闪针一(1-3)，所述的滑块(1)的上下两侧设有缓冲块(1-1)，所述的滑块(1)的正面还设有接闪针二(1-4)，所述的滑块(1)与接闪针一(1-3)之间通过固定件(1-5)连接在一起，所述的轨道一(2)和轨道二(3)均设有滑道(2-1)，所述的挡板(1-2)固定在滑道(2-1)内上下滑动，所述的轨道一(2)和轨道二(3)的上部和下部均安装有弹性缓冲装置，所述的弹性缓冲装置包括底面板(4-6)、侧面板(4-2)、前面板(4-7)、后面板(4-8)、顶板(4-5)，底面板(4-6)、侧面板(4-2)、前面板(4-7)和后面板(4-8)焊接形成的一个框体(4)，所述的侧面板(4-2)的内侧设有凹槽(4-5-2)，所述的顶板(4-5)的两侧设有凸起(4-5-1)，所述的凸起(4-5-1)卡合在凹槽(4-5-2)内上下滑动，所述的缓冲块(1-1)的下部与顶板(4-5)相接触，所述的缓冲块(1-1)贴合在轨道一(2)上并随着滑块(1)上下运动，所述的顶板(4-5)上设有一组通孔，所述的通孔内套有一组固定杆(4-3)，所述的固定杆(4-3)上套有弹簧(4-4)，所述的固定杆(4-3)的下部与底面板(4-6)相焊接，所述的后面板(4-8)通过螺栓(4-1)固定嵌入风电叶片内，所述的凹槽(4-5-2)上通过固定件(6)固定，所述的轨道一(2)和轨道二(3)之间通过接闪器底座(5)固定连接，所述的接闪器底座(5)与电缆(7)连接，电缆(7)接地形成接闪系统，所述的轨道一(2)或轨道二(3)上设有一组防滑纹(3-1)。

2.根据权利要求1所述的一种风电叶片接闪器系统，其特征在于，所述的轨道一(2)、轨道二(3)、挡板(1-2)、接闪针一(1-3)、缓冲块(1-1)、接闪针二(1-4)、接闪器底座(5)和弹性缓冲装置的材料均为导电合金材料做成。

3.一种风电叶片接闪器系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤一)：在风电叶片(8)的两侧分别安装权利要求1所述的一种风电叶片接闪器系统；

步骤二)：将风电叶片的一侧开设有对称的条状槽用于嵌入轨道一(2)和轨道二(3)并通过固定件将轨道一(2)和轨道二(3)固定于条状槽内，然后再将接闪装置固定安装于轨道一(2)和轨道二(3)内，并在轨道一(2)和轨道二(3)的二端开设有固定槽，在固定槽内固定安装弹性缓冲装置；

步骤三)：将轨道一(2)或轨道(3)的其中一个轨道表面打磨使其表面粗糙，从而使轨道一(2)和轨道二(3)的接闪装置的上下滑动的速度不同，达到更好地引雷效果。

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