CN116877360A - 雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及方法,雷电防护装置包括过渡导电体,过渡导电体具有预定的长度、宽度以及厚度,过渡导电体在自身的长度方向上具有相对的第一连接端和第二连接端,第一连接端用于接收雷电流,第二连接端用于与引下线系统连接;其中,过渡导电体包括减薄区和边缘区,边缘区包围至少部分减薄区设置,边缘区以及减薄区在长度方向上的一侧相连接并共同形成第一连接端,减薄区的厚度小于边缘区的厚度。本申请的雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及方法,能够适应电流的集肤效应,提高整体的安全性能。
Description
技术领域
本申请涉及风电技术领域,特别是涉及一种雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及方法。
背景技术
风力发电机组中的叶片通过金属网拦截雷电后,需要将雷电流传导至引下线系统,并最终通过引下线系统将电流传导至大地。
金属网是一种比较薄的层状平面结构,电流在平面传导时会产生集肤效应,也就是电流习惯于沿平面的边缘传导,中间平面处的电流强度相对较小。
考虑到电流的集肤效应,电流在实际传导时会更容易在宽度方向的两侧集中,形成的局部电流过大,从而易造成边缘处的金属网破坏。
发明内容
本申请实施例提供一种雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及方法,通过在雷电防护装置的宽度方向上进行厚度调整,能够提高边缘处的电流承载能力,避免了电流在边缘处的集中过大对雷电防护装置造成破坏。
一方面,根据本申请实施例提出了一种雷电防护装置,包括过渡导电体,过渡导电体具有预定的长度、宽度以及厚度,过渡导电体在自身的长度方向上具有相对的第一连接端和第二连接端,第一连接端用于接收雷电流,第二连接端用于与引下线系统连接;其中,过渡导电体包括减薄区和边缘区,边缘区包围至少部分减薄区设置,边缘区以及减薄区在长度方向上的一侧相连接并共同形成第一连接端,减薄区的厚度小于边缘区的厚度。
根据本申请实施例的一个方面,减薄区以及边缘区在长度方向上形成第一连接端的一侧沿宽度方向对齐设置。
根据本申请实施例的一个方面,过渡导电体在自身的宽度方向上具有相对的第一边缘和第二边缘,第一边缘以及第二边缘位于边缘区,第一边缘和第二边缘在长度方向的一端向远离彼此的方向分散设置并分别连接于第一连接端,第一边缘和第二边缘的另一端向靠近彼此的方向汇聚设置并分别连接于第二连接端。
根据本申请实施例的一个方面,沿长度方向并由第一连接端至第二连接端,边缘区的厚度呈增大趋势。
根据本申请实施例的一个方面,边缘区包括多段沿长度方向上相继设置的导电区段,沿第一连接端向第二连接端的延伸方向上,多个导电区段的厚度逐段增大。
根据本申请实施例的一个方面,边缘区包括成对设置的边缘部,成对设置的边缘部在过渡导电体的宽度方向上相对设置于减薄区的两侧,各边缘部的厚度均大于减薄区的厚度。
根据本申请实施例的一个方面,在减薄区的两侧的边缘部沿宽度方向对称设置。
根据本申请实施例的一个方面,沿过渡导电体的厚度方向,减薄区以及边缘部的正投影均呈三角形;
或者,沿过渡导电体的厚度方向,减薄区以及边缘部的正投影均呈矩形。
根据本申请实施例的一个方面,雷电防护装置还包括基础导电体,基础导电体连接于第一连接端。
根据本申请实施例的一个方面,基础导电体具有多个网孔,多个网孔的尺寸彼此相同。
根据本申请实施例的一个方面,雷电防护装置还包括设置于第二连接端处的转接体,转接体的整体呈实体板状结构,转接体上设置通孔且通过通孔与引下线系统连接。
根据本申请实施例的一个方面,雷电防护装置还包括集流体,集流体设置于通孔中,转接体通过集流体与引下线系统连接。
另一个方面,根据本申请实施例提供一种雷电防护系统,包括如上所述的任意一种雷电防护装置和引下线系统,引下线系统直接或者间接连接于过渡导电体。
另一个方面,根据本申请实施例提供一种风力发电机组,包括叶片,叶片具有壳体,风力发电机组还包括如上所述的雷电防护系统,其中,雷电防护装置包覆至少部分壳体设置并与壳体连接。
另一个方面,根据本申请实施例提供一种雷电防护装置的成型方法,包括:
提供导电体,导电体具有预定的长度、宽度以及厚度;
对导电体的边缘处进行加厚处理,使得导电体在自身宽度方向的部分区域厚度尺寸增加,以成型过渡导电体;
其中,过渡导电体包括减薄区和边缘区,边缘区包围至少部分减薄区设置,边缘区以及减薄区在过渡导电体的长度方向上的一侧相连接并共同形成第一连接端,过渡导电体在长度方向与第一连接端相对的一侧形成第二连接端,减薄区的厚度小于边缘区的厚度。
根据本申请实施例的一个方面,对导电体的边缘处进行加厚处理,以成型过渡导电体的步骤包括:
在导电体的厚度方向的一侧层叠设置连接层;
在连接层沿导电体的厚度方向背离导电体的一侧层叠设置增厚导电层,增厚导体层在导电体上的正投影覆盖导电体在宽度方向上的两侧边缘;
加热连接层至熔融状态后再冷却固化,以使得增厚导体层与导电体连接并成型过渡导电体,增厚导电层及其覆盖的导电体的区域形成边缘区,导电体未被增厚导电层覆盖的区域形成减薄区。
根据本申请实施例的一个方面,对导电体的边缘处进行加厚处理,以成型过渡导电体的步骤包括:
将导电体划分为基础区、第一折叠区以及第二折叠区,基础区在宽度方向具有分隔线,第一折叠区以及第二折叠区相对设置于分隔线的两侧;
将第一折叠区以及第二折叠区相对基础区折弯并在导电体的厚度方向层叠并覆盖部分基础区,以成型过渡导电体;其中,第一折叠区以及第二折叠区各自与基础区相层叠的部分形成边缘区,基础区未与第一折叠区以及第二折叠区层叠部分形成减薄区。
根据本申请实施例的一个方面,将第一折叠区以及第二折叠区相对基础区折弯并在厚度方向层叠并覆盖部分基础区,以成型过渡导电体的步骤包括:
将第一折叠区相对基础区折弯至少一次;
将第一折叠区相对基础区折弯结束后在宽度方向超出分隔线的部分裁切去除;
将第二折叠区相对基础区折弯至少一次;
将第二折叠区相对基础区折弯结束后在宽度方向超出分隔线的部分裁切去除。
根据本申请实施例的一个方面,还包括:
提供基础导电体,基础导电体具有多个网孔;
将基础导电体与过渡导电体的第一连接端连接;
和/或,
还包括:
提供转接体,转接体整体呈实体板状结构且具有通孔;
将转接体与过渡导电体的第二连接端连接。
根据本申请实施例提供的雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及方法,通过在雷电防护装置中设置过渡导电体,过渡导电体的第一连接端用于接收雷电流,第二连接端用于与引下线系统连接,由于将过渡导电体划分出减薄区和边缘区,边缘区以及减薄区在长度方向上的一侧相连接并共同形成第一连接端,当雷电流由第一连接端进入时,雷电流将通过减薄区与边缘区向第二连接端流动,通过使减薄区的厚度小于边缘区的厚度,以此提高了雷电防护装置边缘处的电流承载能力,适应了电流沿平面传递时的分布规律,避免了电流过度集中在边缘处并对雷电防护装置造成损坏,提高了整体的安全性能。
附图说明
下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本申请实施例的一种雷电防护装置的结构示意图;
图2是本申请实施例的另一种雷电防护装置的结构示意图;
图3是本申请实施例的另一种雷电防护装置的结构示意图;
图4是本申请实施例的另一种雷电防护装置的结构示意图;
图5是本申请实施例的另一种雷电防护装置的结构示意图;
图6是本申请实施例的另一种雷电防护装置的结构示意图;
图7是本申请实施例的集流体的结构示意图;
图8是本申请实施例的雷电防护系统与叶片配合时的截面图;
图9是本申请实施例的一种雷电防护装置的成型方法流程示意图;
图10是本申请实施例的另一种雷电防护装置的成型方法流程示意图;
图11是本申请实施例的另一种雷电防护装置的成型方法流程示意图;
图12是本申请实施例的另一种雷电防护装置的成型方法流程示意图;
图13是本申请实施例的一种雷电防护装置的成型方法流程及结构示意图;
图14是本申请实施例的另一种雷电防护装置的成型结构示意图;
图15是本申请实施例的另一种雷电防护装置的成型方法流程示意图;
图16是本申请实施例的另一种雷电防护装置的成型方法流程示意图。
附图标记:
100-雷电防护装置;X-长度方向;Y-宽度方向;200-引下线系统;300-雷电防护系统;
10-过渡导电体;11-减薄区;12-边缘区;13-边缘部;
20-基础导电体;30-转接体;31-通孔;40-叶片;
1-第一连接端;2-第二连接端;3-第一边缘;4-第二边缘;
5-导电区段;6-集流体;7-金属连接结构;8-附属连接件;9-引下线
1a-第一折叠区;1b-第二折叠区;1c-基础区;mm-分隔线。
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
下面将详细描述本申请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,以便提供对本申请的全面理解。但是,对于本领域技术人员来说很明显的是,本申请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申请的示例来提供对本申请的更好的理解。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,以便避免对本申请造成不必要的模糊;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,并不是对本申请的雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及方法进行限定。在本申请的描述中,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申请中的具体含义。
为了更好地理解本申请,下面结合图1至16对本申请实施例的雷电防护装置、雷电防护系统、风力发电机组及方法进行详细描述。
请参阅图1,本申请实施例提供的一种雷电防护装置100,包括过渡导电体10,过渡导电体10具有预定的长度、宽度以及厚度,过渡导电体10在自身的长度方向X上具有相对的第一连接端1和第二连接端2,第一连接端1用于接收雷电流,第二连接端2用于与引下线系统200连接;其中,过渡导电体10包括减薄区11和边缘区12,边缘区12包围至少部分减薄区11设置,边缘区12以及减薄区11在长度方向X上的一侧相连接并共同形成第一连接端1,减薄区11的厚度小于边缘区12的厚度。
由于电流传递过程中会出现集肤效应,电流会沿平面的两侧边缘传递,造成平面两侧的电流强度相对较大,电流相对集中,所以所设的过渡导电体10中具有边缘区12和减薄区11,使边缘区12的厚度大于减薄区11的厚度,以提高边缘区12的电流承载能力。
考虑到整体两侧边缘处需要加厚,因此厚度较大的边缘区12需包围至少部分的减薄区11设置,以使减薄区11尽可能的靠近中间设置。
对于边缘区12的加厚方式,可以通过层叠压焊的工艺,也可以通过折叠的方式,本申请对边缘区12的具体加厚方式不作特殊限定。
可选地,过渡导电体10的第一连接端1用于接收雷电并可附接金属网以提高对叶片40的覆盖面积,其第二连接端2用于和引下线系统200连接,可直接连接,也可通过金属体间接过渡连接。
可选地,过渡导电体10可以是网状结构,也可以是实心板状结构,并且通常为金属材质,其中网状结构中网孔的密集程度决定了其电流传导能力。
本申请实施例的一种雷电防护装置100,通过设置过渡导电体10,过渡导电体10的第一连接端1用于接收雷电流,第二连接端2用于与引下线系统200连接,使其靠近侧边的边缘区12的厚度相对较厚,其厚度大于靠近中间区域的减薄区11,边缘区12以及减薄区11在长度方向X上的一侧相连接并共同形成第一连接端1,当雷电流由第一连接端1进入时,雷电流将通过减薄区11与边缘区12向第二连接端2流动,通过使减薄区11的厚度小于边缘区12的厚度,提高了过渡导电体10边缘处的电流承载能力,适应了电流传递的集肤效应,整体结构布局利于电流的传递,避免了侧边局部电流强度过大造成损坏的风险,提高了雷电防护装置100整体的安全性能。
作为一些可选的实施例,请参阅图1和图2,减薄区11以及边缘区12在长度方向X上形成第一连接端1的一侧沿宽度方向Y对齐设置。
本申请实施例的一种雷电防护装置100,通过使减薄区11以及边缘区12的一侧保持平齐并形成第一连接端1,满足了接收并传递雷电时的均匀性,使得雷电在第一连接端1处规律性的向边缘区12集中传递,本实施例的结构布局能够很好的适应电流的分布规律。
作为一些可选的实施例,请参阅图2,过渡导电体10在自身的宽度方向Y上具有相对的第一边缘3和第二边缘4,第一边缘3以及第二边缘4位于边缘区12,第一边缘3和第二边缘4在长度方向X的一端向远离彼此的方向分散设置并分别连接于第一连接端1,第一边缘3和第二边缘4的另一端向靠近彼此的方向汇聚设置并分别连接于第二连接端2。
考虑到电流传递时,是由较宽的截面传递至较窄的截面,第一连接端1的长度大于第二连接端2的长度,因此所设的第一边缘3和第二边缘4由第一连接端1向第二连接端2延伸并相互靠拢,符合电流汇聚的传递方向。
可选地,第一连接端1和第二连接端2在厚度方向上的投影呈直线型,过渡导电体10整体由第一边缘3和第二边缘4以及第一连接端1和第二连接端2围合形成,整体形成梯形结构。
其中,第一边缘3和第二边缘4作为梯形的两腰,当第一边缘3和第二边缘4延伸长度相等时,整体形成等腰梯形结构。
本申请实施例的一种雷电防护装置100,通过使第一边缘3和第二边缘4向靠近彼此的方向延伸,顺应了电流传递的汇聚方向,提高了电流的汇聚能力,更加有利于电流的集中收集。
作为一些可选的实施例,请参阅图2,沿长度方向X并由第一连接端1至第二连接端2,边缘区12的厚度呈增大趋势。
由于电流传递时主要集中在边缘区12,且由第一连接端1至第二连接端2传递时载体是由较薄的端面至较厚的端面,为了形成过渡,可在边缘区12进行厚度渐变。
如此一来,边缘区12的厚度不仅大于减薄区11的厚度,且自身厚度也呈增大趋势,可选地,厚度递增可以是连续递增,也可以是逐段递增。
本申请实施例的一种雷电防护装置100,通过使边缘区12自身的厚度进行递增渐变,在适应了电流集肤效应的基础上,对于电流传递时载体厚度的突变也进行了适应性的厚度渐变,避免了电流突变集中对连接处的破坏,进一步提高了雷电防护装置100的安全性能。
作为一些可选的实施例,请参阅图3,边缘区12包括多段沿长度方向X上相继设置的导电区段5,沿第一连接端1向第二连接端2的延伸方向上,多个导电区段5的厚度逐段增大。
具体的,对于边缘区12的厚度递增,是通过设置逐段递增的导电区段5实现的,由第一连接端1至第二连接端2,各导电区段5的层数递增,可选地,可通过层叠压焊等工艺方式对厚度进行叠加。
本申请实施例的一种雷电防护装置100,提供了一种实现边缘区12厚度递增的方式,通过使边缘区12厚度递增,避免了电流传递时载体截面厚度的突变,对电流强度进行缓冲,避免电流集中,提高了安全性。
作为一些可选的实施例,请参阅图3和图4,边缘区12包括成对设置的边缘部13,成对设置的边缘部13在过渡导电体10的宽度方向Y上相对设置于减薄区11的两侧,各边缘部13的厚度均大于减薄区11的厚度。
当减薄区11在厚度方向上的正投影与第二连接端2相切于一点时,则减薄区11将边缘区12分隔成了两部分,为成对设置的边缘部13,并且位于减薄区11的两侧。
由设定减薄区11的外轮廓,决定了其两侧成对设置的边缘部13的轮廓,可选地,成对设置的边缘部13可以是尺寸相等并对称分布的,尺寸范围也可以不相等,边缘部13的轮廓可以是规则图形,也可以是不规则图形。
可选地,成对设置的边缘部13的厚度可以相等,也可以不相等,只要满足各边缘部13的厚度均大于减薄区11的厚度均可。
本申请实施例的一种雷电防护装置100,提供了一种减薄区11和边缘区12的分布布局,通过减薄区11将边缘区12分隔成相对设置的边缘部13,使得减薄区11在长度方向X上获得了最大的延伸长度,在长度方向X上最大范围的形成了减薄区11,增加了边缘部13在长度方向X上的延伸范围,提高了对边缘的保护能力。
作为一些可选的实施例,请参阅图4,在减薄区11的两侧的边缘部13沿宽度方向Y对称设置。
本申请实施例的一种雷电防护装置100,通过使减薄区11的两侧的边缘部13沿宽度方向Y对称设置,实现了成对的边缘部13尺寸对应相等,使电流在传递过程中分配更加均匀,避免了电流在单侧过渡集中,造成单侧损坏的风险,提高了安全性。
作为一些可选的实施例,请继续参阅图4,沿过渡导电体10的厚度方向,减薄区11以及边缘部13的正投影均呈三角形;或者,沿过渡导电体10的厚度方向,减薄区11以及边缘部13的正投影均呈矩形。
本实施例以减薄区11和边缘部13的正投影呈三角形为例进行说明,当减薄区11设置成三角形区域时,其顶角与第二连接端2相切于一点,由于过渡导电体10整体轮廓为梯形,所以三角形减薄区11将边缘区12划分成另外两个三角形的边缘部13。
当三角形减薄区11为等腰三角形时,则另外两个三角形的边缘部13以减薄区11为中心形成对称分布,当然,减薄区11的三角形可以是任意边长的三角形,只要其顶角与第二连接端2相切即可使成对的边缘部13均形成三角形。
在满足边缘区12包围至少部分减薄区11的前提下,可对减薄区11和边缘区12进行多样形式的划分,可选地,减薄区11的轮廓形状可以是三角形、矩形、半圆形等形状,与之对应的边缘区12也会形成对应的形状,本申请对减薄区11和边缘区12的轮廓形状不作特殊限定。
本申请实施例的一种雷电防护装置100,提供了减薄区11和边缘区12可能形成的多种形状轮廓,可根据实际需求及加工工艺进行多样性的选择,提高了雷电防护装置100的多样性以及选择的灵活性,更能适应多种工况下的应用。
作为一些可选的实施例,请参阅图5,雷电防护装置100还包括基础导电体20,基础导电体20连接于第一连接端1。
可选地,基础导电体20具有多个网孔,多个网孔的尺寸彼此相同,以具有均匀的导电能力,多个网孔的尺寸也可以不同,例如也可以采用一种渐变网孔的金属网结构。
本申请对基础导电体20的延伸长度及覆盖面积不作特殊限定,可根据实际叶片40尺寸进行选择。
可选地,基础导电体20的厚度与第一连接端1的相等,以使基础导电体20能够与第一连接端1连接。
本申请实施例的一种雷电防护装置100,通过设置基础导电体20,能够提高雷电防护装置100对雷电的接收能力,可以最大面积的覆盖并保护叶片40,防止叶片40整体遭到雷电的损坏,提高了整体的安全性能。
作为一些可选的实施例,请参阅图6,雷电防护装置100还包括设置于第二连接端2处的转接体30,转接体30的整体呈实体板状结构,转接体30上设置通孔31且通过通孔31与引下线系统200连接。
对于转接体30来说,可选地,其厚度尺寸可以不变,整体的电流传导能力相同且大于第二连接端2的电流传导能力,也可以使转接体30的厚度尺寸呈增大趋势,形成厚度渐变的同时逐渐增大电流传导能力。
可选地,沿过渡导电体的长度方向X并由第一连接端1指向第二连接端2的方向,转接体30的宽度方向呈减小趋势,以对雷电传递过程进行缓冲。
可选地,使转接体30的厚度与第二连接端2的厚度相等,以将转接体30连接至第二连接端2处,转接体30的整体呈实体板状结构,可以是金属板结构,当然转接体30也可以是带网孔的金属网结构。
可选地,在转接体30上设置贯穿的通孔31,将引下线系统200中的导线直接连接至通孔31中,以将过渡导电体10中的电流传递至引下线系统200中,其中的导线截面尺寸与通孔31的孔径尺寸匹配相等。
本申请实施例的一种雷电防护装置100,通过在第二连接端2处连接转接体30并设置通孔31,实现了雷电防护装置100与引下线系统200的连接,从而便于将电流引导至引下线系统200中并将其导出。
作为一些可选的实施例,请参阅图7,雷电防护装置100还包括集流体6,集流体6设置于通孔31中,转接体30通过集流体6与引下线系统200连接。
为了实现对电流的进一步汇聚,可在转接体30的通孔31处设置集流体6,可选地,集流体6可插接于通孔31中,也可与转接体30一体成型,或者可以通过螺栓与螺母配合的方式接合至通孔31和转接体30。
集流体6通常设置成圆柱状结构,且通常采用金属材质,集流体6具有一定的厚度且厚度大于转接体30的厚度,因此集流体6凸出于转接体30设置,可选地,集流体6为一种金属座。
集流体6设置于转接体30上,通过将导线连接至集流体6上,使得引下线系统200与转接体30之间形成连接,汇聚至集流体6上的电流由导线传递至引下线系统200中。
本申请实施例的一种雷电防护装置100,通过在转接体30与引下线系统200之间设置集流体6,使得引下线系统200与雷电防护装置100间接连接,集流体6的设置进一步提高了电流的汇聚能力,使电流更高效的汇聚至末端,同时集流体6也提供了过渡保护,使雷电防护装置100的防护功能得到进一步的改善。
本申请实施例提供的雷电防护系统300,因包括上述各实施例的雷电防护装置100和引下线系统200,因此具有更好的雷电保护性能以及使用寿命。
进一步的,本申请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300,能够有效的避免其叶片40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6并结合图8,作为一种可选的实施方式,本申请实施例提供的雷电防护系统300,在应用至风力发电机组并与叶片40配合时,雷电防护装置100可以粘贴于叶片40的壳体的外表面,金属连接结构7压接到转接体30,二者之间呈面接触状态,可选地,包括螺纹结构的连接,金属连接结构7包括附属连接件8,附属连接件8穿透叶片40的壳体,通过引下线9连接到引下线系统200。每个叶片40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40的尺寸等参数设定,在此不做具体数量限制。
本申请实施例提供的雷电防护装置100也可以设置于叶片40的叶尖处,由于雷电防护装置100中设置了转接体30,能够更好的与引下线系统200做可靠的连接,进而提高防雷接地的可靠性,该雷电防护装置100能够可靠传导200KA的雷电流,只需要在叶片40的叶尖处布置一条15cm宽的金属带就可以满足防雷效果。
请参照图9,本申请实施例提供的一种雷电防护装置100的成型方法,包括:
S901,提供导电体,导电体具有预定的长度、宽度以及厚度。
可选地,所提供的导电体通常为导电板结构,其材质为金属板,例如可以是铜板,根据需要选择导电体的长度、宽度以及厚度。一些其他的示例中,所提供的导电体还可以为金属网结构。
S902,对导电体的边缘处进行加厚处理,使得导电体在自身宽度方向Y的部分区域厚度尺寸增加,以成型过渡导电体10。
可选地,对导电体的边缘进行加厚,使得其边缘的厚度大于中间区域的厚度,实现在自身宽度方向Y上的厚度的渐变,两侧边缘处相对较厚以形成过渡导电体10。
其中,过渡导电体10包括减薄区11和边缘区12,边缘区12包围至少部分减薄区11设置,边缘区12以及减薄区11在过渡导电体10的长度方向X上的一侧相连接并共同形成第一连接端1,过渡导电体10在长度方向X与第一连接端1相对的一侧形成第二连接端2,减薄区11的厚度小于边缘区12的厚度。
本申请实施例的一种雷电防护装置100的成型方法,通过对导电体边缘处的加厚,形成了过渡导电体10的减薄区11和边缘区12,适应了电流强度的分布,满足了各部分的电流承载能力。
作为一些可选的实施例,请参阅图10,对导电体的边缘处进行加厚处理,以成型过渡导电体10的步骤包括:
S1001,在导电体的厚度方向的一侧层叠设置连接层。
可选地,可以在导电体的上方铺设一层连接层,可选地,连接层可以是锡箔。
S1002,在连接层沿导电体的厚度方向背离导电体的一侧层叠设置增厚导电层,增厚导体层在导电体上的正投影覆盖导电体在宽度方向Y上的两侧边缘。
可选地,在连接层上铺设一层增厚导体层,将连接层设置于两个导体层之间,增厚导体层需覆盖住下方导体层的两侧边缘,增厚导体层与导体层采用相同的材质。
S1003,加热连接层至熔融状态后再冷却固化,以使得增厚导体层与导电体连接并成型过渡导电体10,增厚导电层及其覆盖的导电体的区域形成边缘区12,导电体未被增厚导电层覆盖的区域形成减薄区11。
可选地,通过高温使中间的连接层熔化,以此填充了两个导电体之间的空隙,连接层冷却固化后使得两个导电体连接在一起,边缘处加厚的部分形成边缘区12,未加厚部分形成减薄区11。
本申请实施例的一种雷电防护装置100的成型方法,通过采用压焊的方式实现了导电体之间的紧密连接,提高了连接的稳定性,达到了更加可靠的连接效果。
作为一些可选的实施例,请参阅图11并结合图13,对导电体的边缘处进行加厚处理,以成型过渡导电体10的步骤包括:
S1101,将导电体划分为基础区1c、第一折叠区1a以及第二折叠区1b,基础区1c在宽度方向Y具有分隔线mm,第一折叠区1a以及第二折叠区1b相对设置于分隔线mm的两侧。
可选地,需要预先将导电体划分成基础区1c、第一折叠区1a以及第二折叠区1b,基础区1c本身具有分隔线mm,可选地,分隔线mm可以是中心线,第一折叠区1a以及第二折叠区1b相对分隔线mm对称设置。
S1102,将第一折叠区1a以及第二折叠区1b相对基础区1c折弯并在导电体的厚度方向层叠并覆盖部分基础区1c,以成型过渡导电体10;其中,第一折叠区1a以及第二折叠区1b各自与基础区1c相层叠的部分形成边缘区12,基础区1c未与第一折叠区1a以及第二折叠区1b层叠部分形成减薄区11。
可选地,将第一折叠区1a以及第二折叠区1b进行180°翻折并层叠于基础区1c之上,层叠部分形成边缘区12,未层叠部分形成减薄区11,整体形成过渡导电体10。
需要说明的是,图中示出的折叠方式仅为一种可选的实施例,实际并不局限于此,还可以沿不同的折叠方向进行层叠设置,实现对边缘的加厚处理,本申请对具体的折叠方式不作特殊限定,通过折叠实现加厚的各种方式与上述方式属于相同的发明构思,均在本申请的保护范围之内。
本申请实施例的一种雷电防护装置100的成型方法,通过采用折叠的方式完成了对两侧边缘的加厚处理,使得两侧边缘的层数大于中间区域的层数,操作便捷易行,能够更加灵活的设计出多样的结构。
作为一些可选的实施例,请参阅图12并结合图13,将第一折叠区1a以及第二折叠区1b相对基础区1c折弯并在厚度方向层叠并覆盖部分基础区1c,以成型过渡导电体10的步骤包括:
S1201,将第一折叠区1a相对基础区1c折弯至少一次。
可选地,可根据实际的厚度需求,调整折叠的次数,通过提高折叠的次数来增加边缘区12的层数,例如先将第一折叠区1a折叠至层叠基础区1c后,形成两层,再将第一折叠区1a对半反向回折,形成三层,以增加层数。
S1202,将第一折叠区1a相对基础区1c折弯结束后在宽度方向Y超出分隔线mm的部分裁切去除。
可选地,将超出分隔线mm的部分利用裁剪工具剪裁掉,避免了两个折叠区在分隔线mm处重叠,能够实现厚度的衔接。
S1203,将第二折叠区1b相对基础区1c折弯至少一次;
可选地,将第二折叠区1b朝向第一折叠区1a折叠至层叠基础区1c后,形成两层,再将第二折叠区1b对半反向回折,形成三层,以增加层数。
S1204,将第二折叠区1b相对基础区1c折弯结束后在宽度方向Y超出分隔线mm的部分裁切去除。
可选地,将超出分隔线mm的部分利用裁剪工具剪裁掉,避免了两个折叠区在分隔线mm处重叠,能够实现厚度的衔接。
当然,在第一折叠区1a和第二折叠区1b折叠后,也可以不将超出分隔线mm的部分裁切去除,从而在分隔线mm处进行进一步的重叠,例如当第一折叠区1a和第二折叠区1b各自折叠一次后,未超出分隔线mm的部分形成两层,在分隔线mm处则会叠加成三层。
本申请实施例的一种雷电防护装置100的成型方法,通过调节折叠次数来增加边缘区12的层数,能够灵活调节边缘区12的厚度,可根据实际需求完成对厚度的叠加,工艺流程更加便捷,更加节省了用料成本。
作为一些可选的实施例,请参阅图15,本申请实施例提供的成型方法还包括:
S1401,提供基础导电体20,基础导电体20具有多个网孔。
可选地,选择所需的基础导电体20,可选地,基础导电体20具有网孔,可选为金属网结构。
S1402,将基础导电体20与过渡导电体10的第一连接端1连接。
可选地,基础导电体20与过渡导电体10的第一连接端1可通过焊接的方式进行连接。
作为一些可选的实施例,请参阅图14并结合图16,本申请实施例提供的成型方法还包括:
S1501,提供转接体30,转接体30整体呈实体板状结构且具有通孔31。
可选地,转接体30为金属板状结构,并在其末端开设通孔31,引下线系统200中的引下线可直接连接于所开设的通孔31中。
S1502,将转接体30与过渡导电体10的第二连接端2连接。
可选地,转接体30与过渡导电体10的第二连接端2可通过焊接的方式进行连接。
本申请实施例的一种雷电防护装置100的成型方法,通过使过渡导电体10上分别连接转接体30和基础导电体20,完善了雷电防护装置100的整体结构,更有利于接收雷电并汇聚电流,提高了整体的电流导出能力。
综上,本申请提供的雷电防护装置100、雷电防护系统300、风力发电机组及方法,通过在雷电防护装置100中设置过渡导电体10,将过渡导电体10划分出减薄区11和边缘区12,使减薄区11的厚度小于边缘区12的厚度,以此提高了雷电防护装置100边缘处的电流承载能力,适应了电流沿平面传递时的分布规律,避免了电流过度集中在边缘处并对雷电防护装置100造成损坏,提高了整体的安全性能。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述,但在不脱离本申请的范围的情况下,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。本申请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 (19)
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、宽度以及厚度,所述过渡导电体(10)在自身的长度方向(X)上具有相对的第一连接端(1)和第二连接端(2),所述第一连接端(1)用于接收雷电流,所述第二连接端(2)用于与引下线系统(200)连接;
其中,所述过渡导电体(10)包括减薄区(11)和边缘区(12),所述边缘区(12)包围至少部分所述减薄区(11)设置,所述边缘区(12)以及所述减薄区(11)在所述长度方向(X)上的一侧相连接并共同形成所述第一连接端(1),所述减薄区(11)的厚度小于所述边缘区(12)的厚度。
2.根据权利要求1所述的雷电防护装置(100),其特征在于,所述减薄区(11)以及所述边缘区(12)在所述长度方向(X)上形成所述第一连接端(1)的一侧沿所述宽度方向(Y)对齐设置。
3.根据权利要求2所述的雷电防护装置(100),其特征在于,所述过渡导电体(10)在自身的宽度方向(Y)上具有相对的第一边缘(3)和第二边缘(4),所述第一边缘(3)以及所述第二边缘(4)位于所述边缘区(12),所述第一边缘(3)和所述第二边缘(4)在所述长度方向(X)的一端向远离彼此的方向分散设置并分别连接于所述第一连接端(1),所述第一边缘(3)和所述第二边缘(4)的另一端向靠近彼此的方向汇聚设置并分别连接于所述第二连接端(2)。
4.根据权利要求1所述的雷电防护装置(100),其特征在于,沿所述长度方向(X)并由所述第一连接端(1)至所述第二连接端(2),所述边缘区(12)的厚度呈增大趋势。
5.根据权利要求4所述的雷电防护装置(100),其特征在于,所述边缘区(12)包括多段沿所述长度方向(X)上相继设置的导电区段(5),沿所述第一连接端(1)向所述第二连接端(2)的延伸方向上,多个所述导电区段(5)的厚度逐段增大。
6.根据权利要求1所述的雷电防护装置(100),其特征在于,所述边缘区(12)包括成对设置的边缘部(13),成对设置的所述边缘部(13)在所述过渡导电体(10)的宽度方向(Y)上相对设置于所述减薄区(11)的两侧,各所述边缘部(13)的厚度均大于所述减薄区(11)的厚度。
7.根据权利要求6所述的雷电防护装置(100),其特征在于,在所述减薄区(11)的两侧的所述边缘部(13)沿所述宽度方向(Y)对称设置。
8.根据权利要求6所述的雷电防护装置(100),其特征在于,沿所述过渡导电体(10)的厚度方向,所述减薄区(11)以及所述边缘部(13)的正投影均呈三角形;
或者,沿所述过渡导电体(10)的厚度方向,所述减薄区(11)以及所述边缘部(13)的正投影均呈矩形。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的雷电防护装置(100),其特征在于,所述雷电防护装置(100)还包括基础导电体(20),所述基础导电体(20)连接于所述第一连接端(1)。
10.根据权利要求9所述的雷电防护装置(100),其特征在于,所述基础导电体(20)具有多个网孔,多个所述网孔的尺寸彼此相同。
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)还包括设置于所述第二连接端(2)处的转接体(30),所述转接体(30)的整体呈实体板状结构,所述转接体(30)上设置通孔(31)且通过所述通孔(31)与所述引下线系统(200)连接。
12.根据权利要求11所述的雷电防护装置(100),其特征在于,所述雷电防护装置(100)还包括集流体(6),所述集流体(6)设置于所述通孔(31)中,所述转接体(30)通过所述集流体(6)与所述引下线系统(200)连接。
13.一种雷电防护系统(300),其特征在于,包括:
如权利要求1至12任意一项所述的雷电防护装置(100);
引下线系统(200),直接或者间接连接于所述过渡导电体(10)。
14.一种风力发电机组,包括叶片(40),所述叶片(40)具有壳体,其特征在于,所述风力发电机组还包括:
如权利要求13所述的雷电防护系统(300);
其中,所述雷电防护装置(100)包覆至少部分所述壳体设置并与所述壳体连接。
15.一种雷电防护装置(100)的成型方法,其特征在于,包括:
提供导电体,所述导电体具有预定的长度、宽度以及厚度;
对所述导电体的边缘处进行加厚处理,使得所述导电体在自身宽度方向(Y)的部分区域厚度尺寸增加,以成型过渡导电体(10);
其中,所述过渡导电体(10)包括减薄区(11)和边缘区(12),所述边缘区(12)包围至少部分所述减薄区(11)设置,所述边缘区(12)以及所述减薄区(11)在所述过渡导电体(10)的长度方向(X)上的一侧相连接并共同形成第一连接端(1),所述过渡导电体(10)在所述长度方向(X)与所述第一连接端(1)相对的一侧形成第二连接端(2),所述减薄区(11)的厚度小于所述边缘区(12)的厚度。
16.根据权利要求15所述的雷电防护装置(100)的成型方法,其特征在于,所述对所述导电体的边缘处进行加厚处理,以成型过渡导电体(10)的步骤包括:
在所述导电体的厚度方向的一侧层叠设置连接层;
在所述连接层沿所述导电体的厚度方向背离所述导电体的一侧层叠设置增厚导电层,所述增厚导体层在所述导电体上的正投影覆盖所述导电体在所述宽度方向(Y)上的两侧边缘;
加热所述连接层至熔融状态后再冷却固化,以使得所述增厚导体层与所述导电体连接并成型所述过渡导电体(10),所述增厚导电层及其覆盖的所述导电体的区域形成所述边缘区(12),所述导电体未被所述增厚导电层覆盖的区域形成所述减薄区(11)。
17.根据权利要求15所述的雷电防护装置(100)的成型方法,其特征在于,所述对所述导电体的边缘处进行加厚处理,以成型过渡导电体(10)的步骤包括:
将所述导电体划分为基础区(1c)、第一折叠区(1a)以及第二折叠区(1b),所述基础区(1c)在所述宽度方向(Y)具有分隔线,所述第一折叠区(1a)以及所述第二折叠区(1b)相对设置于所述分隔线的两侧;
将所述第一折叠区(1a)以及所述第二折叠区(1b)相对所述基础区(1c)折弯并在所述导电体的厚度方向层叠并覆盖部分所述基础区(1c),以成型所述过渡导电体(10);其中,所述第一折叠区(1a)以及所述第二折叠区(1b)各自与所述基础区(1c)相层叠的部分形成所述边缘区(12),所述基础区(1c)未与所述第一折叠区(1a)以及所述第二折叠区(1b)层叠部分形成所述减薄区(11)。
18.根据权利要求17所述的雷电防护装置(100)的成型方法,其特征在于,所述将所述第一折叠区(1a)以及所述第二折叠区(1b)相对所述基础区(1c)折弯并在所述厚度方向层叠并覆盖部分所述基础区(1c),以成型所述过渡导电体(10)的步骤包括:
将所述第一折叠区(1a)相对所述基础区(1c)折弯至少一次;
将所述第一折叠区(1a)相对所述基础区(1c)折弯结束后在所述宽度方向(Y)超出所述分隔线的部分裁切去除;
将所述第二折叠区(1b)相对所述基础区(1c)折弯至少一次;
将所述第二折叠区(1b)相对所述基础区(1c)折弯结束后在所述宽度方向(Y)超出所述分隔线的部分裁切去除。
19.根据权利要求15所述的雷电防护装置(100)的成型方法,其特征在于,还包括:
提供基础导电体(20),所述基础导电体(20)具有多个网孔;
将所述基础导电体(20)与所述过渡导电体(10)的第一连接端(1)连接;
和/或,
还包括:
提供转接体(30),所述转接体(30)整体呈实体板状结构且具有通孔(31);
将所述转接体(30)与所述过渡导电体(10)的所述第二连接端(2)连接。
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