CN116670391A - 一种包括电位控制布置的风力涡轮机叶片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风力涡轮机叶片(100)，其包括：叶片主体(102)；包含传导材料的至少三个电传导元件(112、114、116、118、122、200)，所述传导元件可选地包括至少一个避雷针(112)、至少一个主梁帽(114、116)和至少一个加热布置(200)；以及电位控制布置，其中所述至少三个传导元件具有与所述叶片主体的纵向轴线(Z)基本上同向的纵向轴线。所述电位控制布置包括多个耦接装置(126、128)，所述多个耦接装置中的每一个耦接所述传导元件中的至少两个，每个耦接装置定位在相对于叶片轴线的预定位置(130)处，所述叶片轴线为所述叶片主体的纵向轴线。所述预定位置的至少第一部分为至少基于关于所述传导元件中的至少两个的结构中断的位置的末端位置，所述第一部分包括与第一传导元件相关的至少一个末端位置和与第二传导元件相关的至少一个末端位置。所述预定位置的至少第二部分在距末端位置的所选择的最大距离内或者在距相邻预定位置的所选择的最大距离内。

Description

一种包括电位控制布置的风力涡轮机叶片

技术领域

本发明总体上涉及风力涡轮机。更具体地，本发明涉及一种用于风力涡轮机叶片的电位控制布置。

背景技术

风力涡轮机通常包括用于针对闪电击中的防护(这通常通过沿着风力涡轮机叶片提供一个或多个避雷针来实现)的系统。避雷针电耦接到地。

一些风力涡轮机叶片包含传导材料，例如在叶片主体的部分中。例如，碳纤维增强塑料可以用于叶片的结构元件中，诸如主梁帽中。由于传导材料与被闪电击中的避雷针之间的电位差，传导材料可能在闪电击中涡轮叶片时引起放电或电弧。

众所周知，等电位联结可以帮助降低不同电位下的传导系统之间起拱的风险。例如，通用防雷标准(诸如IEC 62305)指导沿传导元件以5m的间隔提供等电位联结。还已知风力涡轮机叶片包括传导主梁帽与避雷针之间的等电位联结。在许多情况下，成功防止起拱可能具有挑战性，从而使叶片容易因这种起拱而损坏。

然而，在风力涡轮机叶片包括多种不同类型的传导结构或元件的情况下，在试图保持叶片结构和相关联的传导元件的功能性的同时，在闪电击中的情况下保护叶片甚至更加困难和关键。现有技术未涉及用于证明用于此类风力涡轮机叶片的电位控制布置的细节。

发明内容

本发明的一个目的为减轻现有技术中的至少一些问题。根据本发明的一个方面，提供了一种风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片包括：叶片主体；包含传导材料的至少三个电传导元件，所述传导元件可选地包括至少一个避雷针、至少一个主梁帽和至少一个加热布置；以及电位控制布置，其中至少三个传导元件具有基本上与叶片主体的纵向轴线同向的纵向轴线，并且

所述电位控制布置包括多个耦接装置，该多个耦接装置中的每一个耦接所述传导元件中的至少两个，每个耦接装置定位在相对于叶片轴线的预定位置处，该叶片轴线为叶片主体的纵向轴线，其中

所述预定位置的至少第一部分为至少基于关于传导元件中的至少两个的结构中断的位置的末端位置，第一部分包括与第一传导元件相关的至少一个末端位置和与第二传导元件相关的至少一个末端位置，并且

所述预定位置的至少第二部分在距末端位置的所选择的最大距离内或者在距相邻预定位置的所选择的最大距离内。

独立权利要求14中还提供了一种用于制造风力涡轮机叶片的方法。

通过本发明，可以提供一种风力涡轮机叶片，其中可以调节风力涡轮机叶片的传导元件之间的电位/电压差，其中风力涡轮机叶片包括至少三个传导元件。有利地，可以将电位差控制或保持在所选择的级别或低于所选择的级别，使得可以比现有技术中更有效地防止或至少减少在闪电击中叶片的情况下传导元件之间的电弧，并且/或者可以优化或选择耦接装置的数量以提供电位控制布置，其中与现有技术相比，可以最小化或减少耦接装置的数量。

发明人意识到，通过有目的地选择耦接装置的位置，可以以高效的与防止或减少闪电击中的情况下传导元件之间的放电相关的方式来控制传导元件之间的电位，但可以优化或选择单独的耦接装置的总的数量或数目，使得可以降低整个风力涡轮机叶片的复杂性、重量和/或成本。

可以更高效地控制传导元件之间的电压差，条件是基于以下来选择针对耦接装置的位置：首先传导元件中出现结构中断的末端位置(在距此类结构中断的位置的预定距离处或内，结构中断优选地为传导元件的端点)以获得预定位置的第一部分，以及其次选择另外的预定位置以获得预定位置的在距末端位置的或在相邻预定位置的所选择的最大距离内的至少第二部分。

末端位置可以指传导元件中的至少一个包括结构中断(诸如端点)的位置。在相同位置处或附近，传导元件中的多于一个没有必要具有结构中断的位置。然而，例如传导元件中的两个(或全部)可能可以具有例如相同位置处或附近的端点。

发明人还认为，在风力涡轮机叶片包括至少三个传导元件(特别是传导元件包括至少三个结构不同的传导元件)的情况下，有目的地选择针对耦接装置的位置可以是尤其有益的，该至少三个传导元件中的至少两个包括沿着其纵向轴线的一个或多个结构中断的位置，该一个或多个结构中断的位置可以沿着叶片轴线对齐，使得不同元件的结构中断的位置沿着叶片轴线在距彼此的或者在距预定位置的阈值距离内。

电位控制布置可以被适配成保持至少两个耦接的传导元件之间的电压差，使得所述电压差保持低于阈值电压值，优选地低于估计的击穿电压，并且优选地基本上沿着传导元件的整个纵向轴线。

在预定位置中的至少一个处或在距至少一个预定位置的所选择的阈值距离内，至少第一耦接装置可以被布置成将第一传导元件耦接到第二传导元件，并且第二耦接装置可以被布置成将第一传导元件耦接到第三传导元件。

通过在第一与第二传导元件之间布置第一耦接装置以及在第一与第三传导元件之间布置第二耦接装置使得第一和第二耦接装置被放置在一个预定位置处或附近，获得第二传导元件与第三传导元件之间的期望电压差可以不需要第二传导元件与第三传导元件的直接耦接。如果实现耦接，例如仅在预定位置处的第一传导元件与第二传导元件之间，则沿着叶片轴线在此位置处，可能需要第二传导元件与第三传导元件之间的耦接以防止起拱。发明人发现，通过如本文所述布置预定位置和耦接装置，可以避免例如第二传导元件和第三传导元件的直接耦接，从而降低风力涡轮机叶片的成本和重量，尤其是在以下情况下：第二或第三传导元件为加热元件，这将需要浪涌保护装置作为耦接装置。有利地，沿着叶片轴线在传导元件各自跨越叶片轴线的位置处，耦接装置可以将剩余的传导元件中的每一个耦接到所选择的第一传导元件，例如，在预定位置处或附近(在距预定位置的所选择的阈值距离内)的避雷针。

所选择的阈值距离可以例如为10m或5m。所选择的阈值距离可以至少基于在所考虑的预定位置处的第一传导元件与第二传导元件之间的距离。

末端位置可以基于所考虑的传导元件的端点，并且预定位置的至少一个第二部分可以沿着叶片轴线处于预定间隔，相邻预定位置在距彼此的所选择的最大距离内。预定间隔可以为基本上均匀的间隔，或者间隔可以彼此相差小于所选择的阈值间隔，诸如小于15m，优选地小于10m，最优选地小于5m。可以通过所选择的最大距离来确定针对任何间隔的最大值，而间隔的至少一部分可以短于所选择的最大距离。

发明人发现，通过将耦接装置(等电位联结装置)放置在预定位置使得预定位置被设置成在距相邻预定位置的所选择的距离内，可以有效地将两个传导元件之间的电压差保持低于阈值(优选地沿着传导元件中的一个的整个纵向轴线)。

所选择的最大距离可以小于50m，优选地小于45m，最优选地小于40m。相邻预定位置可以分开10至50m，优选地15至40m，最优选地20至35m，诸如约30m的距离。所发现的针对所选择的最大距离的值被发现是针对耦接装置的适合的最大距离间隔，使得可以将传导元件之间的电压差控制到期望级别(例如，低于阈值)，同时最小化所需的耦接装置的数量。通过利用所选择的最大距离，不必将耦接装置放置在任何更多位置即可实现期望的电位控制。

传导元件可以包括可以电连接到接地电位的至少一个避雷针。避雷针或引下线可以从叶片的尖端延伸到叶片的根端，并通过风力涡轮机的塔架连接到接地。

多个耦接装置可以包括将避雷针耦接到第二传导元件的至少一个耦接装置以及将避雷针连接到第三传导元件的至少一个耦接装置。包括在风力涡轮机叶片中的其他传导元件的至少一部分(即，至少第二和第三传导元件)因此可以经由耦接装置耦接到避雷针。因此，电位控制布置可以至少控制避雷针与第二传导元件之间的第一电位差以及第三传导元件与避雷针之间的第二电位差，或者可以控制所有传导元件之间的电压差。优选地，所有考虑的传导元件至少耦接到避雷针。

通过电位控制布置，在闪电击中叶片的尖端处的避雷针时，流过避雷针的电流可以通过防止或减少避雷针与叶片的其他传导元件之间的电弧而安全地传导至叶片的根端。

传导元件可以包括至少一个非电功能元件。将非电功能元件耦接到一个其他传导元件的耦接装置有利地是连接器。非电功能元件在本文中可以指不利用电来操作的传导元件。连接器可以为直接将传导元件电耦接的连接器，并且可以例如为金属线、接头或电传导材料片。

传导元件可以包括至少一个结构支撑元件，可选地为主梁帽。优选地，传导元件包括至少两个主梁帽，其中所述主梁帽可以包含碳纤维。

传导元件可以包括至少一个电气装置，进一步其中将电气装置耦接到至少一个其他传导元件的耦接装置为浪涌保护装置。可以控制电气装置与一个其他传导元件之间的电压差，使得仅当元件之间的电压差超过最大电压值时，才将元件直接电耦接。这可以确保在正常情况下可以将电流(和供应电压)递送到电气装置，从而确保电气装置的操作，而在闪电击中的情况下，可以均衡例如电气装置与避雷针之间的电压或将其保持低于阈值。

在一个实施例中，电气装置可以包括至少一个加热元件，可选地至少一个加热垫。

电气装置可以包括至少一个电动装置(可选地加热垫)以及用于向所述电动装置供给电力的至少一根电力缆线。耦接装置可以将至少一个电动装置和至少一根电力缆线中的每一者耦接到至少一个其他传导元件。在作为电动装置的传导元件的情况下，电气装置通常可以包括至少一根电力缆线，该至少一根电力缆线也沿着电气装置的纵向轴线并且因此也沿着叶片轴线对齐。然后以下可以是有利的：将耦接装置也放置在相对于电力缆线的纵向轴线的预定位置处，例如，至少在电力缆线的一个末端位置或端点处以及在沿着电力缆线的被分开小于所选择的最大距离的预定位置处。

电气装置或电动装置可以指可以被供给电力的装置或部件，并且该装置使用电力进行操作，诸如将所述电力转换成热量。电动装置可以例如另外地或替代性地为光学有源装置，诸如照明装置，或者电动装置可以为更复杂的装置。

在所附权利要求书中具体阐述了被视为本发明的特性的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，将根据对具体示例实施例的以下描述最佳地理解本发明本身的构造和操作方法以及其另外的目的和优点。

附图说明

接下来，将参考根据附图的示例性实施例更详细地描述本发明，在附图中：

图1示意性地示出了可以根据本发明的一个例示性实施例而提供的风力涡轮机叶片的至少部分，

图2示意性地示出了根据本发明的一个例示性实施例的风力涡轮机叶片的横截面视图的至少一部分，

图3示出了用于主梁帽的一个例示性结构，

图4示出了用于加热布置的一个例示性结构，并且

图5示意性地示出了根据本发明的一个例示性实施例的具有传导元件和电位控制布置的风力涡轮机叶片。

具体实施方式

图1示出了具有叶片主体102的风力涡轮机叶片100。叶片主体可以为由包括例如蒙皮在内的多个元件形成的复合主体，该蒙皮优选地包括或附接到增强件，该增强件可以包含材料诸如玻璃和/或碳纤维增强材料(例如塑料)。叶片主体102可以具有沿叶片轴线Z的例如50至200m或80至150m，诸如例如约100m的总长度。

叶片100包括根端104(可连接到转子毂和短舱)、尖端106、前缘108和后缘110。风力涡轮机叶片100的厚度T可以沿叶片轴线Z的长度变化，其中T在尖端106附近比在叶片的其他部分处更小。最厚的部分(最大T)可以定位在根端104处或附近。

叶片100还可以包括可以从叶片的尖端106延伸到根端104的避雷针112。避雷针104可以为引下线并且通常沿循叶片轴线Z或与所述轴线Z基本上同向。

替代性地，避雷针112可以包括例如多个优选地互连的元件，其从叶片的尖端106延伸到根端104并且至少部分地沿着叶片主体102的外表面延伸，例如，穿过与引下线连接的元件。

避雷针112优选地通过短舱和风力涡轮机塔架电连接到接地电位。当闪电击中叶片和叶片的尖端106处的避雷针112时，感应电流可以通过避雷针112被引导到接地。

图2示意性地示出了图1的风力涡轮机叶片100沿着线A的横截面图。描绘了引下线112，而主梁帽114、116作为叶片主体102的一部分提供或附接到叶片主体102。可以提供吸力侧主梁帽114和/或压力侧主梁帽116作为用于叶片主体102的增强结构。

主梁帽114、116优选地为具有与叶片轴线Z基本上同向的纵向轴线的细长元件。主梁帽可以具有至少沿其纵向轴线在中间部分增厚的形状，如下文将进一步展示的。主梁帽可以形成为单块主体，但在许多情况下优选地由材料层构成。

主梁帽114、116可以包含传导材料，诸如碳纤维，并且可以由碳纤维增强材料诸如碳纤维增强塑料形成。

风力涡轮机叶片可以另外地包括呈加热布置的形式的包括加热元件118的电气装置，该加热元件在图2中示出为可以沿前缘108设置的加热垫。如图2所示，加热元件118可以被设置成跨越前缘108的大部分，或者加热元件118可以在宽度上更短，并例如仅跨越前缘108的上部分。

在图2的示例中，加热元件118不与主梁帽114、116重叠。在其他实施例中，加热元件118可以至少部分地跨越一个或两个主梁帽114、116。

加热元件118可以包含传导材料并且可以被配置成当电流被提供给加热元件118时通过传导材料的电阻性质来产生热量。

加热元件118可以为细长元件，其具有与叶片轴线Z基本上同向的纵向轴线。

加热元件118可以被认为是电操作装置并且可以包括或可以耦接到一根或多根导体/电力缆线以及配电板，它们一起可以被认为形成加热布置(或电气装置)。

加热元件118可以与叶片主体102一体形成，或者加热元件可以作为耦接到叶片主体102例如到蒙皮的单独元件提供。

加热元件118可以作为连续元件提供，或者加热元件可以包括多个元件。加热元件可以例如包括根端元件和尖端元件，如下文将展示的。

避雷针112、一个或多个主梁帽114、116以及加热元件118可以为包括在风力涡轮机叶片100中的传导元件，该传导元件之间的电位可以有利于进行控制以防止在闪电击中叶片100的情况下风力涡轮机叶片100的损坏。

控制/保持传导元件中的两个之间或多对传导元件之间(诸如第一与第二传导元件之间、第一与第三传导元件之间和/或第二与第三传导元件之间)的电位差可以是有利的。

图3示出了可以用于风力涡轮机叶片100中的主梁帽114、116的例示性结构。主梁帽可以包括包含碳纤维的拉挤层120。层120可以一层叠一层地布置，而底层具有沿着叶片轴线Z的最大长度并且后续层较短，优选地其中最顶层具有最短长度。

层120可以布置成使得主梁帽的厚度朝向主梁帽114、116的一端或两端逐渐变小。主梁帽的两端可以成锥形，其中锥形在主梁帽的一端较陡。主梁帽114、116通常可以具有朝向叶片主体102的尖端106的锥形端，其中会聚角小于根端侧处的会聚角。不同的层120可以基本上等厚。

可以相对于叶片主体102在叶片轴线方向Z上的长度来选择主梁帽的长度l(此处由最长和最低层120的长度限定)。主梁帽114、116的长度l可以基本上等于叶片主体102的长度，或者主梁帽可以比叶片主体102的长度短，同时优选地跨越超过叶片的50％的长度。在一个实施例中，主梁帽长度可以具有例如叶片主体长度的60％至90％，优选地叶片主体长度的75％至90％的长度。考虑到约100m的叶片主体长度，主梁帽可以具有80至90m，诸如86m的长度l。在一个示例中，叶片可以具有约100m的总长度，并且吸力侧主梁帽114和/或压力侧主梁帽116被布置成从Z6.0延伸到Z92.0(即，从距叶片根端6m的位置沿着叶片轴线开始并延伸至92m)。

主梁帽114、116的厚度t可以在沿着叶片轴线Z的每个点处由层120的厚度和特定点处的层的数量限定。层的厚度(每个层优选地具有相同或相似的厚度，但它们也可以不同)可以为例如1至10mm，例如在一个实施例中，每个层120的厚度可为约5mm。

所使用的全部的层120的数量可以取决于实施例并且可以为例如5至10个层120。在一个实施例中，可以应用8个层120。

主梁帽114、116的宽度可以为例如200至800mm，诸如约400mm，其中每个层120包括按弦向并排放置在叶片蒙皮的顶部上的两个200mm宽的拉挤件。

图4示出了加热布置200的一个例示性结构。图4的加热布置200包括两个加热垫118。加热布置可以包括仅一个加热垫118或任何其他数量的加热垫118。根端加热垫118a可以被配置成比尖端加热垫118b更靠近叶片根端104布置，尖端加热垫更靠近叶片尖端106布置。

在一个例示性实施例中，叶片长度可以为100m并且根端加热垫118a可以从Z32.0延伸到Z62.0，而尖端加热垫118b可以从Z62.1延伸到Z97。然后可以基本上认为加热垫118的总长度为约65m。

加热元件或加热垫118可以包括任何数量的元件并且可以布置成沿着叶片主体102在不同位置处延伸。加热元件可以例如沿着叶片轴线Z跨越叶片主体102的30％至90％、40％至80％、或50％至70％的长度。

图4的加热布置200包括根端电力缆线122a、中间电力缆线122b和尖端电力缆线122c。根端电力缆线122a可以将电力供应器124(包括在例如毂中)与根端加热垫118a的根端连接。中间电力缆线122b可以将配电板连接到根端加热垫118a的尖端以及到尖端加热垫118b的根端。尖端电力缆线122c可以将电力供应器124与加热垫的尖端连接。

在具有不同数量的例如加热元件的实施例中，可以使用不同数量的电力缆线。例如，电力缆线可以布置成与加热元件的每个根部和尖部侧端耦接。

在本发明的不同实施例中，传导元件可以为一些其他电气装置并且可以包括至少一个电动装置，该至少一个电动装置可以例如使用仅一根电力缆线(或多根电力缆线)来供电。

在一个示例中，加热垫的弦向宽度可以为例如约1.75m(对于根端加热垫118a的根端处的第一宽度w1)、约1.3m(对于根端加热垫118a的尖端和尖端加热垫118b的根端处的第二宽度w2)以及约0.8m(对于尖端加热垫118b的尖端处的第三宽度w3)。当然，也可以使用不同几何形状的加热垫或元件。

在一个例示性实施例中，尖端加热垫118b可以定位在叶片的前缘上，介于约Z62.1与Z97.0之间。尖端加热垫118b可以在大约Z97.0耦接到尖端电力缆线122c并在约Z62.1处耦接到中间电力缆线122b。

在一个例示性实施例中，根端加热垫118a可以定位在叶片的前缘上，介于约Z32.0与Z62.0之间。根端加热垫118a可以在大约Z62.0耦接到中间电力缆线122b并在约Z32.0处耦接到根端电力缆线122a。

与图4的示例的加热垫一起使用的电力缆线可以根据布置的电气要求来选择，但要考虑到电力缆线可能承受在闪电击中的情况下产生的电流的一部分。尖端电力缆线122c可以在约Z0与Z97之间延伸，中间电力缆线122b可以在约Z0与Z62之间延伸，并且根端电力缆线可以在约Z0与Z32之间延伸。如果在另一抗剪腹板上示踪避雷针，则可以有利地沿着叶片主体的某侧上的一个抗剪腹板示踪电力缆线。

图5示意性地示出了根据本发明的一个例示性实施例的具有传导元件112、116、118和电位控制布置的风力涡轮机叶片100。图5的部件未按比例绘制并且部件相对于彼此的布置可能与所示的不同，因为该图是出于说明目的而提供的。电位控制布置包括将传导元件112、114、116、118中的至少两个耦接的多个耦接装置126、128。此处，耦接装置126、128将主梁帽114、116中的至少一个与避雷针112耦接和/或将加热垫118中的至少一个与避雷针112耦接。优选地，所有其他传导元件114、116、118与避雷针112耦接。

在其中传导元件中的一个包括电气装置的实施例中，所述电气装置本身可以形成要耦接到例如避雷针112的一个传导元件。然而，如果电气装置包括电动装置和一根或多根电力缆线122，则电气装置和电力缆线可以耦接到避雷针112。电动装置可以被视为传导元件，并且在一些实施例中，电力缆线122可以另外地被视为传导元件。

将非电功能元件诸如主梁帽114、116耦接到例如避雷针112的耦接装置可以为连接器126。可以使用实现直接电连接的任何类型的连接器/等电位联结元件，诸如金属线或缆线。有利地，选择连接器126以承受在闪电击中的情况下被诱导穿过连接器126的电流。

将电气装置、电动装置和/或电力缆线耦接到例如避雷针112的耦接装置可以优选地为浪涌保护装置128。

耦接装置126、128定位在相对于叶片轴线Z的预定位置130处。预定位置的第一部分可以为至少基于关于传导元件中的至少两个的结构中断的位置的末端位置，第一部分包括与第一传导元件相关的至少一个末端位置和与第二传导元件相关的至少一个末端位置。

优选地，预定位置的第一部分为基于关于以下的一个或多个结构中断的位置的末端位置：包括在风力涡轮机叶片中的任何非电功能传导元件以及包括在风力涡轮机叶片中的要与避雷针112耦接的任何电气装置。

结构中断的位置可以至少包括相应传导元件的端点的位置。结构中断的位置还可以包括沿着传导元件的纵向轴线的一些其他位置，其中元件的一些方面发生相当大或在某种程度上的变化，例如其中传导元件的形式、材料或形状表现出变化，例如在元件的电气性质在所述位置处变化超过阈值的程度上。

预定位置的第一部分可以至少包括主梁帽116的端点的位置，该位置可以被示出为沿着叶片轴线Z的位置130a和130b，其中130a对应于主梁帽116的根端点并且130b对应于主梁帽116的尖端点。在这些位置处，主梁帽116以连接器126a、126b耦接到避雷针112。图5仅示出了压力侧主梁帽116，但优选地还提供吸力侧主梁帽114作为传导元件。吸力侧主梁帽114可以在结构上与压力侧主梁帽116相同并且可以在与压力侧主梁帽116基本上对应的位置处耦接到避雷针。

优选地，在距预定位置130的阈值距离处或内，至少部分或所有剩余的传导元件耦接到避雷针112。在图5的示例中，加热元件118a、118b和电力缆线122a、122b、122c还距关于主梁帽116确定的末端位置130a和130b在阈值距离处或内耦接到避雷针112，其中这些元件在这些位置处延伸叶片轴线Z。在距预定位置的所选择的阈值距离处或内可以指基本上距预定位置在例如10m内或5m内的位置处。

所选择的阈值距离可以基于一个传导元件与在所考虑的预定位置处的第二传导元件之间的距离(诸如主梁帽中的至少一个与加热元件之间的距离或者加热元件与例如避雷针之间的距离)，这可以例如取决于所考虑的预定位置相对于叶片轴线Z的位置或者取决于风力涡轮机叶片在所考虑的预定位置处的厚度T。

在尖端106附近，诸如在约Z97处，相比叶片的靠近叶片根端的其他部分处，厚度T可以更小。传导元件之间的相互距离可以取决于叶片的厚度，使得随着叶片的厚度增加，传导元件之间的距离也增加。

例如，在约Z97处，为防止起拱，相比沿着叶片的厚度T更大的位置处，所选择的阈值距离(例如其内应提供第一预定位置和第二预定位置，其中在第一预定位置处主梁帽耦接到避雷针并且在第二预定位置处加热元件耦接到避雷针)可以为更小的所选择的阈值距离。例如，在Z97处，所选择的阈值距离可以为5m或2m。这里的距离(沿着线A，即在叶片的厚度方向上)(例如主梁帽与避雷针之间)可以约小于50cm或甚至小于25cm，而距离(例如避雷针与加热元件之间)也可以在类似的范围内。

叶片的最厚部分可以定位在根端104处或附近。在这里，或者例如在Z6处或附近，所选择的阈值距离可以为10m，而要耦接的传导元件之间的距离可以为约1至2m。所选择的阈值距离可以基于传导元件之间的距离或所考虑的预定位置相对于叶片轴线Z(或叶片厚度)的位置，使得所选择的阈值距离为传导元件之间的距离或叶片轴线Z或厚度的线性函数，并且可以例如从约10m线性或递增地减小到约5m。

因此，可以提供浪涌保护装置128a、128a'和128a"以基本上分别在末端位置130a处将根端电力缆线122a耦接到避雷针112、将中间电力缆线122b耦接到避雷针112以及将尖端电力缆线122c耦接到避雷针112。浪涌保护装置128b可以设置为基本上在末端位置130b处将根端电力缆线122a耦接到避雷针112。

预定位置的第一部分还可以至少包括根端加热垫118a和尖端加热垫118b的端点的位置。根端加热垫118a的端点和尖端加热垫118b的起点被配置为彼此靠近(在这种情况下，靠近意味着例如在距彼此的1m或0.5内，其中在此特定示例中，这些点之间的距离为0.1m)，在这种情况下，在这些点之间的一个位置处提供仅一个浪涌保护装置可能就足够了。因此，第一端部分可以包括对应于根端加热垫118a的根端点的预定位置130c、共同对应于根端加热垫118a的尖端点和尖端加热垫118b的根端点的位置130d以及对应于尖端加热垫118b的尖端点的位置130e。对应于位置130c、130d和130e，可以分别提供浪涌保护装置128c、128d和128e，以耦接避雷针112和加热垫118。

在位置130c处(或距该位置在阈值距离内)，主梁帽116优选地经由连接器126c耦接到照明导体112，而中间电力缆线122b经由浪涌保护装置128c'耦接到照明导体112，并且尖端电力缆线经由电涌保护装置128c"耦接到照明导体112。

在位置130d处(或距该位置在阈值距离内)，主梁帽116优选地经由连接器126d耦接到照明导体112，并且尖端电力缆线122c经由浪涌保护装置128d'耦接到照明导体112。

预定位置的至少第二部分至少包括在距末端位置的所选择的最大距离内或在距相邻预定位置的所选择的最大距离内的位置。所选择的最大距离可以小于50m，优选地小于45m，最优选地小于40m。相邻预定位置可以分开10至50m，优选地15至40m，最优选地20至35m的距离。在图5的示例中，相邻预定位置分开约30m的距离。

预定位置的第二部分然后则可以至少包括与位置130a分开约30m的距离的位置130f以及与位置130f和130b两者分开约30m的位置130g。

在图5的实施例中，位置130f距位置130c在阈值距离内，由此这些位置可以被认为形成相互位置。在该例示性风力涡轮机配置中，位置130g也距位置130d在阈值距离内，由此这些位置可以被认为形成相互位置。

在图5的示例中，可以在Z6.1(位置130a)、Z32(位置130c/130f)、Z62(位置130g/130d)和Z91.9(位置130b)处设置连接器，同时可以在Z6.1(位置130a)、Z32(位置130c/130f)、Z61(位置130g/130d)、Z92(位置130b)和Z97(位置130e)处设置浪涌保护装置。

除了上文公开的位置之外，浪涌保护装置128f、128f'和128f"可以设置在Z0.1(基本上对应于或被认为是电力缆线的根端点的位置)处(在连接到电力供应器124之前)以将电力缆线122a、122b和122c耦接到避雷针112，以防止过大的电压能够到达电力供应器。

在不同的实施例中，传导元件，例如主梁帽或其他结构支撑元件以及加热垫和/或其他电气装置具有不同的几何形状和沿叶片轴线的相互放置，预定位置(它们的第一和第二部分中的任一个)的数量和放置可以不同于图5的预定位置的数量和放置。

上文已经参考前述实施例解释了本发明，并且已经证明了本发明的若干优点。显而易见的是，本发明不仅限于这些实施例，而是包括在本发明思想和以下专利权利要求的精神和范围内的所有可能的实施例。

除非另外明确陈述，否则从属权利要求中所述的特征可相互自由组合。

Claims (14)

1.一种风力涡轮机叶片(100)，其包括：叶片主体(102)；包含传导材料的至少三个电传导元件(112、114、116、118、122、200)，所述传导元件可选地包括至少一个避雷针(112)、至少一个主梁帽(114、116)和至少一个加热布置(200)；以及电位控制布置，其中所述至少三个传导元件具有与所述叶片主体的纵向轴线(Z)基本上同向的纵向轴线，并且

所述电位控制布置包括多个耦接装置(126、128)，所述多个耦接装置中的每一个耦接所述传导元件中的至少两个，每个耦接装置定位在相对于叶片轴线的预定位置(130)处，所述叶片轴线为所述叶片主体的纵向轴线，其中

所述预定位置的至少第一部分为至少基于关于所述传导元件中的至少两个的结构中断的位置的末端位置，所述第一部分包括与第一传导元件相关的至少一个末端位置和与第二传导元件相关的至少一个末端位置，并且

所述预定位置的至少第二部分在距末端位置的所选择的最大距离内或者在距相邻预定位置的所选择的最大距离内。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中所述电位控制布置被适配为将至少两个耦接的传导元件之间的电压差保持低于阈值，优选地低于估计的击穿电压。

3.根据任一前述权利要求所述的风力涡轮机叶片，其中在所述预定位置中的至少一个处或在距所述至少一个预定位置的所选择的阈值距离内，至少第一耦接装置被布置成将第一传导元件耦接到第二传导元件，并且第二耦接装置被布置成将所述第一传导元件耦接到第三传导元件。

4.根据权利要求3所述的风力涡轮机叶片，其中所选择的阈值距离为10m或5m，可选地其中所选择的阈值距离至少基于在所考虑的预定位置处的所述第一传导元件与所述第二传导元件之间的距离。

5.根据任一前述权利要求所述的风力涡轮机叶片，其中所述末端位置基于所考虑的传导元件的端点，并且所述预定位置的至少一个第二部分沿着所述叶片轴线处于预定间隔，相邻预定位置在距彼此的所选择的最大距离内，所述预定间隔优选地为基本上均匀的间隔或者所述间隔彼此相差小于所选择的阈值间隔，诸如小于15m，优选地小于10m，最优选地小于5m。

6.根据任一前述权利要求所述的风力涡轮机叶片，其中所选择的最大距离小于50m，优选地小于45m，最优选地小于40m，进一步其中所述相邻预定位置分开10至50m，优选地15至40m，最优选地20至35m，诸如约30m的距离。

7.根据任一前述权利要求所述的风力涡轮机叶片，其中所述传导元件包括至少一个避雷针(112)，所述避雷针优选地电连接到接地电位。

8.根据权利要求7所述的风力涡轮机叶片，其中所述多个耦接装置包括将所述避雷针耦接到第二传导元件的至少一个耦接装置以及将所述避雷针连接到第三传导元件的至少一个耦接装置。

9.根据任一前述权利要求所述的风力涡轮机叶片，其中所述传导元件包括至少一个非电功能元件，进一步其中将所述非电功能元件耦接到至少一个其他传导元件的耦接装置为连接器(126)。

10.根据权利要求9所述的风力涡轮机叶片，其中所述传导元件包括至少一个结构支撑元件，可选地主梁帽(114)，进一步其中所述传导元件另外可选地包括至少一个另外的主梁帽(116)，其中所述主梁帽优选地包含碳纤维。

11.根据任一前述权利要求所述的风力涡轮机叶片，其中所述传导元件包括至少一个电气装置，进一步其中将所述电气装置耦接到至少一个其他传导元件的耦接装置为浪涌保护装置(128)。

12.根据权利要求11所述的风力涡轮机叶片，其中所述电气装置包括至少一个加热元件，可选地至少一个加热垫(118)。

13.根据权利要求11或12所述的风力涡轮机叶片，其中所述电气装置包括至少一个电动装置，可选地加热垫，以及用于向所述电动装置供给电力的至少一根电力缆线(122)，进一步其中所述耦接装置优选地将所述至少一个电动装置和所述至少一根电力缆线中的每一者耦接到至少一个其他传导元件。

14.一种制造风力涡轮机叶片(100)的方法，所述方法包括：

-提供叶片主体(102)，

-提供包含传导材料的至少三个电传导元件(112、114、116、118、122、200)，所述传导元件可选地包括至少一个避雷针(112)、至少一个主梁帽(114、116)和至少一个加热布置(200)，其中所述至少三个传导元件具有与所述叶片主体的纵向轴线(Z)基本上同向的纵向轴线，以及

-通过以下来提供电位控制布置：

o提供被配置为耦接所述传导元件中的至少两个的多个耦接装置(126、128)；以及

o将所述耦接装置中的每一个定位在相对于叶片轴线的预定位置(130)处，所述叶片轴线为所述叶片主体的纵向轴线，其中所述预定位置的至少第一部分为至少基于关于所述传导元件中的至少两个的结构中断的位置的末端位置，所述第一部分包括与第一传导元件相关的至少一个末端位置和与第二传导元件相关的至少一个末端位置，并且

所述预定位置的至少第二部分在距末端位置的所选择的最大距离内或者在距相邻预定位置的所选择的最大距离内。