CN117072388A - 一种防雷装置、风电叶片及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防雷装置、风电叶片及安装方法，包括接闪组件、引下线，所述接闪组件和引下线通过内部连接件连接，所述内部连接件设置在叶片壳体内部，所述接闪组件穿过叶片壳体内部；所述接闪组件至少包括接闪器、顶盖、套筒和螺杆，所述套筒套设在接闪器上，所述螺杆的一端设置在接闪器的内部，所述螺杆的另一端向叶片壳体内部延伸并穿过第二连接部，所述接闪器和所述顶盖连接。本发明的接闪组件中通过接闪器连接套筒、螺杆，可实现接闪组件的高度调节以适应不同叶片壳体和胶黏剂的厚度，在使用该接闪器时，不限制叶型，匹配性高；同时套筒、螺杆的设置增大流通面积，提高接闪组件对叶片壳体的防护效果。

Description

一种防雷装置、风电叶片及安装方法

技术领域

本发明涉及风电叶片技术领域，具体而言，涉及一种防雷装置、风电叶片及安装方法。

背景技术

随着风电技术的发展，风电叶片朝着大型化和超长化发展，风电叶片的长度越来越长，加之风场选址一般都在地势较高的高山上，风电叶片顶端的高度越来越高，很容易遭受雷击，如防雷装置设计不合理，不能对叶片进行很好的防护，雷击后对叶片造成巨大的损坏，维修难度大，维修费用极高。

目前常见的风电叶片防雷设计是在叶片表面设置接闪器和内部引下线来进行雷电防护，然而现有的风电叶片接闪装置存在以下问题：(1)接闪器高度不可调节，存在叶片胶黏剂厚度较厚导致的接闪器螺纹部分高度不足的情况，需定制不同高度的接闪器；(2)接闪器与基座之间仅通过螺纹接触导电，接触面积不足可能会导致螺纹烧蚀；(3)接闪器后期维修更换时难度大，需拆除整个接闪器，维修成本高；(4)引下线与基座连接采用接线端子转接，接线端子与基座通过螺栓连接，增加额外连接点存在间隙放电风险。(5)安装接闪器时，需额外打孔攻丝，攻丝精度难以保证，且打孔时难以精确定位内部基座位置，偏差较大。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种防雷装置、风电叶片及安装方法，旨在解决现有技术中接闪器使用局限性、更换成本高，连接不牢靠、安装难度大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种风电叶片的防雷装置，包括接闪组件、引下线，所述接闪组件和引下线通过内部连接件连接，所述内部连接件设置在叶片壳体内部，所述接闪组件穿过叶片壳体内部；

所述接闪组件至少包括接闪器、顶盖、套筒和螺杆，所述套筒套设在接闪器上，所述螺杆的一端设置在接闪器的内部，所述螺杆的另一端向叶片壳体内部延伸并穿过内部连接件，所述接闪器和所述顶盖连接。

该设置的接闪组件中通过接闪器连接套筒、螺杆，可实现接闪组件的高度调节以适应不同叶片壳体和胶黏剂的厚度，在使用该接闪器时，不限制叶型，匹配性高；同时套筒、螺杆的设置增大了增大电流流通面积，提高接闪组件对叶片壳体的防护效果。

进一步地，所述接闪器和套筒设置有相互匹配的外螺纹和内螺纹，所述接闪器和螺杆设置有相互匹配的内螺纹和外螺纹，所述接闪器和所述顶盖有相互匹配的内螺纹和外螺纹，通过调节套筒和螺杆可实现接闪组件的高度调节以适应不同叶片壳体的厚度。

进一步地，所述螺杆穿过内部连接件并伸出5-10mm。

该设置中可以增大螺杆与内部连接件的接触面积，增大电流流通面积，提高接闪组件对叶片壳体的防护效果。

进一步地，所述内部连接件包括基座和连接管，所述基座与连接管连接，所述基座与套筒接触，所述连接管内连接引下线。

该设置可以减少额外连接点存在间隙放电风险，同时基座与套筒接触可以增大电流流通面积，提高接闪组件对叶片壳体的防护效果。

进一步地，所述基座设置螺纹孔，所述螺杆穿过螺纹孔，在接闪组件安装时，所述螺纹孔内设置预埋螺栓，防止胶黏剂进入螺纹孔，预埋螺栓靠近叶片壳体的一端设置预埋磁铁。

该设置可以降低基座与接闪组件的安装难度，且能够精准行为基座的位置，使得基座安装时的偏差小。

进一步地，所述接闪器包括接闪面和连接端，所述接闪面和连接端均设置有内螺纹，所述螺杆、顶盖均设置有外螺纹，所述螺杆与连接端通过螺纹连接，所述顶盖与接闪面通过螺纹连接，所述连接端设置有外螺纹，所述套筒设置有内螺纹，所述套筒和连接端通过螺纹连接。

进一步地，所述内部连接件通过胶黏剂粘接在叶片壳体的内部，且所述套筒始终保持与内部连接件接触。

该设置中通过套筒与内部连接件接触，增大电流流通面积，提高接闪组件对叶片壳体的防护效果。

进一步地，所述接闪器通过所述顶盖固定在叶片壳体上。

该设置中顶盖不仅对螺杆的防护，同时使接闪器连接的更牢固。

一种风电叶片，包括上述所述的防雷装置。

一种如上述所述的风电叶片的防雷装置的安装方法，包括如下步骤：

步骤一：叶片壳体合模时，将含有预埋螺栓的基座粘接在叶片壳体内部，将引下线与连接管进行压接；

步骤二：叶片壳体脱模后，用强力磁铁定位，根据磁力大小确定开孔位置，用开孔器将叶片壳体开孔，取出预埋螺栓，露出螺纹孔；

步骤三：安装接闪组件，测量叶片壳体和胶黏剂的厚度，根据两者的厚度调节套筒高度，确保套筒与基座接触，同时调节螺杆高度使其确保拧入基座螺纹孔并伸出5-10mm；

步骤四：安装后，在接闪器的接闪面的小孔内安装紧固钉，确保接闪器安装牢固不脱落。

该设置中的安装方法能够使得接闪组件能够牢固的与叶片壳体连接，同时，提高接闪组件对叶片壳体的防护效果。

相对于现有技术，本发明所述的一种防雷装置、风电叶片及安装方法，具有以下优势：

(1)本发明的接闪组件中通过接闪器连接套筒、螺杆，可实现接闪组件的高度调节以适应不同叶片壳体和胶黏剂的厚度，在使用该接闪器时，不限制叶型，匹配性高；同时套筒、螺杆的设置增大电流流通面积，提高接闪组件对叶片壳体的防护效果；

(2)本发明在实现接闪组件可调节高度的基础上，再通过螺杆与接闪器的螺纹连接，使得接闪器后期维修更换时只需将内部螺杆取出即可，不需拆除整个接闪器，维修难度小，成本低；

(3)本发明的引下线与基座连接方式为直接压接，避免现有技术中采用接线端子出现的变形和压接不紧导致的连接失效问题避免间隙放电风险；

(4)本发明的基座内部设置螺纹孔，提前预埋螺栓避免进胶风险，无需脱模后再打孔攻丝；

(5)本发明的预埋螺栓设置强力磁铁，便于定位基座位置，保证后期叶片壳体开孔的准确性。

附图说明

图1为本发明的接闪组件的爆炸图；

图2为本发明的内部连接件的结构示意图；

图3为本发明的安装本防雷装置的风电叶片的结构示意图；

图4为图3中叶片壳体在开孔前的A-A方向的剖视图；

图5为图3中叶片壳体在开孔后的A-A方向的剖视图；

图6为图3中防雷装置安装在风电叶片的A-A方向的剖视图；

图7为图3中基座在将要安装到接闪组件上时的A-A方向的剖视图。

附图标记说明：

1-接闪组件，11-接闪器，111-接闪面，112-连接端，12-顶盖，13-套筒，14-螺杆，2-内部连接件，21-基座，211-螺纹孔，22-连接管，3-紧固钉，4-引下线，5-预埋螺栓，6-预埋磁铁，7-强力磁铁，8-叶片壳体，9-胶黏剂，10-叶片通孔。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。另外，对下述具体实施方式中涉及到方位作简要说明：在实施例中所提到的“内”、“外”等指示的方向或位置关系，是指附图中所示的方位或位置关系。

如图1-7所示，本发明提供一种风电叶片的防雷装置，包括接闪组件1、引下线4，所述接闪组件1和引下线4通过内部连接件2连接，所述内部连接件2设置在叶片壳体8内部，所述接闪组件1穿过叶片壳体8内部并延伸至一定高度。

所述接闪组件1至少包括接闪器11、顶盖12、套筒13和螺杆14，所述套筒13套设在接闪器11上，所述螺杆14的一端设置在接闪器11的内部，所述螺杆14的另一端向叶片壳体8内部延伸并穿过第二连接部2，并伸出5-10mm，所述顶盖12与接闪器11配合连接。

该设置中接闪组件的接闪器连接套筒、螺杆，可实现接闪组件的高度调节以适应不同叶片壳体和胶黏剂的厚度，在使用该接闪器时，不限制叶型，匹配性高；同时套筒、螺杆的设置增大了接闪面积，增大电流流通面积，提高防雷效果；顶盖的设置目的为对螺杆进行保护。

优选地，所述内部连接件2通过胶黏剂9粘结在叶片壳体8内部，所述叶片壳体8上设置有叶片通孔10，所述接闪组件1从叶片壳体8内部穿过叶片通孔10并向远离叶片壳体的一端延伸，所述接闪组件1可根据叶片壳体8和胶黏剂9的厚度进行高度调节。

更具体地，所述接闪器11和套筒13设置有相互匹配的外螺纹和内螺纹，所述接闪器11和螺杆14设置有相互匹配的内螺纹和外螺纹，所述接闪器和所述顶盖12有相互匹配的内螺纹和外螺纹，通过调节套筒和螺杆可实现接闪组件的高度调节以适应不同叶片壳体和胶黏剂的厚度。

更具体地，所述螺杆14的一端设置在接闪器11的螺纹孔内，另一端延伸至内部连接件2伸出5-10mm。

具体地，所述接闪器11通过所述顶盖12固定在叶片壳体8上。

优选地，所述顶盖12通过紧固件固定在叶片壳体8上。

更优选地，所述顶盖12上设置有小孔，可用紧固钉3将接闪器11固定在叶片壳体8上。

具体地，所述螺杆14靠近顶盖12的一端设置有六角沉孔，该设置方便螺杆14拧入接闪器内，便于调节接闪器的高度。

更具体地，所述接闪器11包括接闪面111和连接端112，所述接闪面111和连接端112均设置有内螺纹，所述螺杆14、顶盖12均设置有外螺纹，所述螺杆14与连接端112通过螺纹连接，所述顶盖12与接闪面11通过螺纹连接，所述连接端112设置有外螺纹，所述套筒13设置有内螺纹，所述套筒13和连接端112通过螺纹连接。

具体地，所述内部连接件2包括基座21和连接管22，所述基座21与连接管22连接，所述连接管22内连接引下线4，所述基座21通过胶黏剂9连接在叶片壳体8上，所述连接管22为平滑的弧形结构。

优选地，所述引下线4与基座21连接方式为直接压接，避免接线端子出现的变形和压接不紧导致的连接失效问题，避免间隙放电风险。

优选地，所述基座21和连接管22为一体成型。

具体地，所述基座21上设置有螺纹孔211，所述螺杆14穿过螺纹孔211，并延伸5-10mm，在接闪组件安装时，在螺纹孔211内设置预埋螺栓5，防止胶黏剂9进入螺纹孔，预埋螺栓5靠近叶片壳体8的一端设置预埋磁铁6。

具体地，所述基座21通过胶黏剂9粘接在叶片壳体8的内侧。

本发明提供一种风电叶片，包括上述所述的防雷装置。

如图3-7所示，本发明另一方面提供如前所述的风电叶片的防雷装置的安装方法，包括如下步骤：

步骤一：叶片壳体合模时，将含有预埋螺栓5的基座21粘接在叶片壳体8内部，将引下线4与连接管22进行压接；

步骤二：叶片壳体与模具脱离后，取出叶片壳体，用强力磁铁7定位，确定磁力最大的地方用开孔器将叶片壳体8开孔，取出预埋螺栓5，露出螺纹孔；

步骤三：安装接闪组件1，测量叶片壳体8和胶黏剂9的厚度，根据厚度调节套筒13高度，确保套筒13与基座21接触，调节螺杆14高度使其确保拧入基座21螺纹孔并伸出5-10mm；

步骤四：安装后，在接闪器的接闪面111的小孔内安装紧固钉3，确保接闪器11安装牢固不脱落。

如图7所示，本发明提供的接闪组件1高度可调节，当叶片壳体8厚度和胶黏剂9厚度变化时，可用六角扳手插入螺杆14的六角沉孔中，转动螺杆14使其长度伸缩，还可以调节套筒13的高度使其与基座21接触，最后安装顶盖12，其中顶盖12给螺杆14提供保护的同时增大了接闪面积。

本发明的接闪组件1不限制叶型，不限制安装位置，后期需要维修更换时只需去除螺杆14更换螺杆即可，整个装置在使用时更加简便。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种防雷装置，其特征在于，包括接闪组件(1)、引下线(4)，所述接闪组件(1)和引下线(4)通过内部连接件(2)连接，所述内部连接件(2)设置在叶片壳体(8)内部，所述接闪组件(1)穿过叶片壳体(8)内部；

所述接闪组件(1)至少包括接闪器(11)、顶盖(12)、套筒(13)和螺杆(14)，所述套筒(13)套设在接闪器(11)上，所述螺杆(14)的一端设置在接闪器(11)的内部，所述螺杆(14)的另一端向叶片壳体(8)内部延伸并穿过内部连接件(2)，所述接闪器(11)和所述顶盖(12)连接。

2.根据权利要求1所述的防雷装置，其特征在于，所述接闪器(11)和套筒(13)设置有相互匹配的外螺纹和内螺纹，所述接闪器(11)和螺杆(14)设置有相互匹配的内螺纹和外螺纹，所述接闪器(11)和所述顶盖(12)有相互匹配的内螺纹和外螺纹，通过调节套筒(13)和螺杆(14)可实现接闪组件的高度调节以适应不同叶片壳体的厚度。

3.根据权利要求1所述的防雷装置，其特征在于，所述螺杆(14)穿过内部连接件(2)并伸出5-10mm。

4.根据权利要求1所述的防雷装置，其特征在于，所述内部连接件(2)包括基座(21)和连接管(22)，所述基座(21)与连接管(22)连接，所述基座(21)与套筒(13)接触，所述连接管(22)内连接引下线(4)。

5.根据权利要求4所述的防雷装置，其特征在于，所述基座(21)设置螺纹孔(211)，所述螺杆(14)穿过螺纹孔(211)，在接闪组件安装时，所述螺纹孔(211)内设置预埋螺栓(5)，防止胶黏剂(9)进入螺纹孔(211)，预埋螺栓(5)靠近叶片壳体(8)的一端设置预埋磁铁(6)。

6.根据权利要求1所述的防雷装置，其特征在于，所述接闪器(11)包括接闪面(111)和连接端(112)，所述接闪面(111)和连接端(112)均设置有内螺纹，所述螺杆(14)、顶盖(12)均设置有外螺纹，所述螺杆(14)与连接端(112)通过螺纹连接，所述顶盖(12)与接闪面(111)通过螺纹连接，所述连接端(112)设置有外螺纹，所述套筒(13)设置有内螺纹，所述套筒(13)和连接端(112)通过螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的防雷装置，其特征在于，所述内部连接件(2)通过胶黏剂(9)粘接在叶片壳体(8)的内部，且所述套筒(13)始终保持与内部连接件(2)接触。

8.根据权利要求1所述的防雷装置，其特征在于，所述接闪器(11)通过所述顶盖(12)固定在叶片壳体(8)上。

9.一种风电叶片，包括权利要求1-8任一项所述的防雷装置。

10.一种如权利要求9所述的风电叶片的防雷装置的安装方法，包括如下步骤：

步骤一：叶片壳体合模时，将含有预埋螺栓的基座粘接在叶片壳体内部，将引下线与连接管进行压接；

步骤二：叶片壳体脱模后，用强力磁铁定位，根据磁力大小确定开孔位置，用开孔器将叶片壳体开孔，取出预埋螺栓，露出螺纹孔；

步骤三：安装接闪组件，测量叶片壳体和胶黏剂的厚度，根据两者的厚度调节套筒高度，确保套筒与基座接触，同时调节螺杆高度使其确保拧入基座螺纹孔并伸出5-10mm；

步骤四：安装后，在接闪器的接闪面的小孔内安装紧固钉，确保接闪器安装牢固不脱落。