CN114753979B - 一种风力发电机组叶片雷击防护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种风力发电机组叶片雷击防护系统，包括通过金属网连接装置相连接的金属网与引下线，金属网铺设在叶片壳体尖部区域外表面，将雷电拦截在叶片表面，大大增加雷击接闪面积，有效降低叶片尖部壳体结构损伤，且金属网与尖部接闪器相连；引下线设在金属网以外的叶片内部其他区域，尖部区域不存在引下线雷电击穿问题；金属网折叠后通过金属网连接装置和连接基座实现连接，连接基座设置在叶片壳体后缘侧。连接基座上设置接线端口，实现引下线和连接基座直接连接，不需通过接线端子和螺栓转接，尖部接闪器和金属网通过焊接实现一体连接，减少接触电阻。此雷击防护系统雷击接闪效率高，有效降低内部击穿，一体连接牢固，安装快速。
Description
技术领域
本发明属于风力发电机组叶片技术领域，具体的说是一种风力发电机组叶片雷击防护系统。
背景技术
近年来，风力发电装机容量快速增长，风电机组也逐渐趋向大兆瓦、大容量和大型化发展，风电叶片作为风力发电机组的重要组件，旋转过程中风电叶尖位于机组的最高位置，加之海上风电机组，风电叶片处于潮湿多雷暴天气的环境，风电叶片遭受雷击的概率大大增加，尤其的叶片尖部。如不能很好的进行叶片雷击防护，会对风电叶片造成损坏，维修成本巨大。目前通用的雷电防护系统通常是在叶片内部设置金属引下线，在叶片间隔设置金属接闪器，通过叶片接闪器来接闪雷电，通过内部引下线来传输雷电。然而其存在一些问题，叶片从尖部到根部整长范围内均设置金属引下线，而叶片尖部翼型间隙较小，雷电击中的频率较高，且引下线为金属导体，更容易吸引雷电；叶片接闪器接闪雷电面积有限，接闪雷电面积不足；引下线和接闪器连接通过接线端子和螺栓压紧连接，连接点多，连接不牢固雷电传输过程中容易出现发黑熔化现象。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种风力发电机组叶片雷击防护系统，避免了风电叶片叶尖内部引下线被频繁击穿、接闪雷电面积小、同时引下线与接闪器连接不牢固的问题,且此雷击防护系统雷击接闪效率高，有效降低内部击穿，一体连接牢固，安装快速。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种风力发电机组叶片雷击防护系统，包括通过金属网连接装置相连接的金属网与引下线，所述金属网铺设在叶片壳体尖部区域外表面，且所述金属网与位于叶片尖部设置的尖部接闪器相连；所述引下线设置在金属网以外的叶片内部其他区域，即引下线设置在叶片内部腹板的后缘侧；
所述金属网折叠后通过金属网连接装置和连接基座实现连接，所述连接基座设置在叶片壳体后缘侧，所述连接基座设置有接线端口，将引下线的金属导线插入接线端口，通过压紧实现连接基座和引下线的连接。
进一步的，所述金属网连接装置包括内连接盘、套设在内连接盘内腔的外连接盘、连接螺栓，所述外连接盘外部和内连接盘内部分别设置有相互匹配的外螺纹和内螺纹，将金属网夹在外连接盘和内连接盘之间，通过连接螺栓实现金属网和连接基座相连接。
进一步的，所述金属网在偏向根部结束位置沿金属网折叠线进行折叠，金属网折叠后被汇集在叶片壳体后缘侧。
进一步的，所述连接基座的形状根据叶片壳体后缘翼型间隙设计，所述连接基座的材质为金属铜、铝合金和不锈钢中的一种。
进一步的，所述连接基座外表面贴有绝缘胶皮，所述绝缘胶皮材料为交联聚乙烯或聚氯乙烯或同等绝缘能力的材料。
进一步的，所述连接基座贴好绝缘胶皮后通过粘接胶粘接在叶片壳体后缘侧。
进一步的，所述金属网与叶片壳体铺层一体铺设灌注成型。
进一步的，所述引下线包括内部的金属导线和外部的绝缘皮。
进一步的，所述尖部接闪器分为PS面和SS面两半，尖部接闪器和金属网通过焊接实现一体连接。
进一步的，所述尖部接闪器与叶片壳体铺层一体铺设灌注成型，叶片脱模成型后通过紧固螺栓进行紧固。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明在叶片壳体尖部区域不设置金属引下线，不存在引下线雷电击穿问题；
（2）本发明在叶片壳体尖部区域铺设金属网，将雷电拦截在叶片表面，大大增加雷击接闪面积，有效降低叶片尖部壳体结构损伤；
（3）本发明在连接基座上设置接线端口，实现引下线和连接基座直接连接，不需通过接线端子和螺栓转接，尖部接闪器和金属网通过焊接实现一体连接，避免通过其他金属件转接，减少接触电阻。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1中A-A截面图；
图3为本发明金属网连接装置和连接基座局部放大示意图；
图4为图1中B-B截面图
附图标记：1、叶片壳体；2、金属网；201、金属网折叠线；3、引下线；301、金属导线；302、绝缘皮；4、金属网连接装置；401、外连接盘；402、内连接盘；403、连接螺栓；5、连接基座；6、绝缘胶皮；7、粘接胶；8、尖部接闪器；9、紧固螺栓。
具体实施方式
下面根据附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
如图所示，一种风力发电机组叶片雷击防护系统，包括通过金属网连接装置4相连接的金属网2与引下线3，所述金属网2铺设在叶片壳体1尖部区域外表面，所述金属网2与叶片壳体1铺层一体铺设灌注成型。且所述金属网2与位于叶片尖部设置的尖部接闪器8相连；所述引下线3设置在金属网以外的叶片内部其他区域，即叶尖区域无引下线，引下线3设置在叶片内部腹板的后缘侧，所述引下线3包括内部的金属导线301和外部的绝缘皮302；
所述金属网2在偏向根部结束位置沿金属网折叠线201进行折叠，金属网2折叠后被汇集在叶片壳体后缘侧，所述金属网2折叠后通过金属网连接装置4和连接基座5实现连接，所述连接基座5设置在叶片壳体后缘侧。
所述金属网连接装置4包括内连接盘402、套设在内连接盘402内腔的外连接盘401、连接螺栓403，所述外连接盘401外部和内连接盘402内部分别设置有相互匹配的外螺纹和内螺纹，将金属网2夹在外连接盘401和内连接盘402之间，通过连接螺栓403实现金属网2和连接基座5相连接。
所述连接基座5设置有接线端口，将引下线3的金属导线插入接线端口，通过压紧实现连接基座5和引下线3的连接。所述连接基座5的形状根据叶片壳体后缘翼型间隙设计，所述连接基座5的材质为金属铜、铝合金和不锈钢中的一种。所述连接基座5外表面贴有绝缘胶皮6，所述绝缘胶皮6材料为交联聚乙烯或聚氯乙烯或同等绝缘能力的材料。所述连接基座5贴好绝缘胶皮后通过粘接胶7粘接在叶片壳体后缘侧。
所述尖部接闪器8分为PS面和SS面两半，尖部接闪器8和金属网2通过焊接实现一体连接。所述尖部接闪器8与叶片壳体1铺层一体铺设灌注成型，叶片脱模成型后通过紧固螺栓9进行紧固，操作简单，安装快速。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种风力发电机组叶片雷击防护系统，其特征在于：包括通过金属网连接装置(4)相连接的金属网(2)与引下线(3)，所述金属网(2)铺设在叶片壳体(1)尖部区域外表面，且所述金属网(2)与位于叶片尖部设置的尖部接闪器(8)相连；所述引下线(3)设置在金属网以外的叶片内部其他区域，引下线(3)设置在叶片内部腹板的后缘侧；
所述金属网(2)折叠后通过金属网连接装置(4)和连接基座(5)实现连接，所述连接基座(5)设置在叶片壳体后缘侧，所述连接基座(5)设置有接线端口，将引下线(3)的金属导线插入接线端口，通过压紧实现连接基座(5)和引下线(3)的连接；
所述金属网连接装置(4)包括内连接盘(402)、套设在内连接盘(402)内腔的外连接盘(401)、连接螺栓(403)，所述外连接盘(401)外部和内连接盘(402)内部分别设置有相互匹配的外螺纹和内螺纹，将金属网(2)夹在外连接盘(401)和内连接盘(402)之间，通过连接螺栓(403)实现金属网(2)和连接基座(5)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片雷击防护系统，其特征在于：所述金属网(2)在偏向根部结束位置沿金属网折叠线(201)进行折叠，金属网(2)折叠后被汇集在叶片壳体后缘侧。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片雷击防护系统，其特征在于：所述连接基座(5)的形状根据叶片壳体后缘翼型间隙设计，所述连接基座(5)的材质为金属铜、铝合金和不锈钢中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片雷击防护系统，其特征在于：所述连接基座(5)外表面贴有绝缘胶皮(6)，所述绝缘胶皮(6)材料为交联聚乙烯或聚氯乙烯或同等绝缘能力的材料。
5.根据权利要求4所述的一种风力发电机组叶片雷击防护系统，其特征在于：所述连接基座(5)贴好绝缘胶皮后通过粘接胶(7)粘接在叶片壳体后缘侧。
6.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片雷击防护系统，其特征在于：所述金属网(2)与叶片壳体(1)铺层一体铺设灌注成型。
7.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片雷击防护系统，其特征在于：所述引下线(3)包括内部的金属导线(301)和外部的绝缘皮(302)。
8.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片雷击防护系统，其特征在于：所述尖部接闪器(8)分为PS面和SS面两半，尖部接闪器(8)和金属网(2)通过焊接实现一体连接。
9.根据权利要求1或8所述的一种风力发电机组叶片雷击防护系统，其特征在于：所述尖部接闪器(8)与叶片壳体(1)铺层一体铺设灌注成型，叶片脱模成型后通过紧固螺栓(9)进行紧固。
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