CN117287356A - 防雷系统、风电叶片、风力发电装置以及叶尖接闪器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了风电叶片的防雷系统、风电叶片、风力发电装置以及叶尖接闪器,能够提高导体载流效率,减少导体材料的用量。防雷系统用于叶片,防雷系统包括:叶尖接闪器,包括沿第一方向分布的第一导体部和第二导体部,第二导体部与第一导体部连接,叶尖接闪器能够与叶片的叶尖连接并且第一导体部至少部分凸出叶尖设置;第一引线,第一引线的一端与第二导体部电连接且另一端向叶片的叶根所在侧延伸设置;其中,第一导体部与第一引线的至少一者内部中空设置,提高了防雷系统中第二导体部和/或第一引线中导体材料的载流效率,同时减少了防雷系统中导体材料的用量。
Description
技术领域
本申请涉及风电叶片的防雷系统技术领域,特别是涉及一种防雷系统、风电叶片、风力发电装置以及叶尖接闪器。
背景技术
现有的叶片防雷系统主要包括叶尖接闪器组件和叶身接闪器组件以及引下线系统,叶尖接闪器组件与单个或多个叶身接闪器组件通过引下线系统共同连接到叶根的接地点。
由于雷电流属于变化速率极大的时变电流。已有的防雷系统存在设计不足,当防雷系统在工作过程中对雷电流进行传导时表现出严重的趋肤效应时,其导体内部区域电流密度极低,传导的电流量小,并且具有较高的阻抗,引起高温起火的风险,可靠性低。
发明内容
本申请实施例提供一种风电叶片的防雷系统、风电叶片、风力发电装置以及叶尖接闪器,防雷系统能够保证对雷电流的引导,且在发生趋肤效应时,能够有效降低起火风险,可靠性高。
第一方面,本申请实施例提出了一种防雷系统,用于叶片,防雷系统包括:叶尖接闪器,包括沿第一方向分布的第一导体部和第二导体部,第二导体部与第一导体部连接,叶尖接闪器能够与叶片的叶尖连接并且第一导体部至少部分凸出叶尖设置;第一引线,第一引线的一端与第二导体部电连接且另一端向叶片的叶根所在侧延伸设置;其中,第一导体部与第一引线的至少一者内部中空设置。
根据本申请第一方面的实施例,第一导体部包括:第一部件和第二部件,第二部件连接于第一部件与第二导体部之间,第一部件能够凸出叶尖设置,第一部件具有第一空腔,第二部件具有与第一空腔连通的第二空腔。
根据本申请第一方面的实施例,第二导体部的至少部分插入第一引线并与第一引线电连接;或者,第二导体部内设置有第三空腔,第三空腔与第二空腔连通,第一引线的一端至少部分伸入第三空腔并与第二导体部电连接。
根据本申请第一方面的实施例,第一空腔以及第二空腔的至少一者内部设置有第一绝缘体;或者,第一空腔以及第二空腔的至少一者内设置有第一支撑件,第一支撑件与第一导体部连接。
根据本申请第一方面的实施例,第一部件、第二部件以及第二导体部一体成型设置,和/或,第一部件、第二部件以及第二导体部的壁厚为1-3mm。
根据本申请第一方面的实施例,第一引线内设置有沿自身延伸方向贯通设置的第一通孔,第一引线与第二导体部的配合区设置有第一支撑体,第一支撑体插接于第一通孔。
根据本申请第一方面的实施例,防雷系统还包括:第一接闪器基座,第一接闪器基座成对设置有第一连接部,第一接闪器基座通过成对设置的第一连接部串联至第一引线,第一连接部与第一引线的连接区设置有第一支撑体,第一支撑体插接于第一引线的第一通孔,第一接闪器基座被配置为与第一叶身接闪器。
根据本申请第一方面的实施例,第一引线朝向叶尖接闪器的一侧并且沿其自身的延伸方向串联有多个间隔设置的第一接闪器基座。
根据本申请第一方面的实施例,防雷系统还包括:第二接闪器基座,第二接闪器基座设置有第二连接部,第二接闪器基座被配置为与第二叶身接闪器连接;第二引线,第二引线内设置有沿自身延伸方向贯通设置的第二通孔,第二接闪器基座的第二连接部通过第二引线与第一引线电连接,第二引线与第二连接部的连接区设置有第一支撑体,第一支撑体插接于第二通孔。
根据本申请第一方面的实施例,第一引线远离叶尖接闪器的一侧设置有多个第二接闪器基座,每个第二接闪器基座通过一个第二引线与第一引线电连接。
根据本申请第一方面的实施例,第一引线、第二引线的壁厚为1-3mm。
第二方面,本申请实施例还提供一种风电叶片,包括本申请第一方面的任一实施例的防雷系统。
第三方面,本申请实施例还提供一种风力发电装置,包括本申请第四方面任一实施例的风电叶片。
第四方面,本申请实施例还提供一种叶尖接闪器,包括第一导体部和第二导体部,第一导体部包括第一部件和第二部件,第二部件连接于第一部件与第二导体部之间,第一部件能够凸出叶尖设置,沿第一方向并由第二部件指向第一部件的一侧,第一部件、第二部件以及第二导体部的横截面积呈减小趋势,其中,第一部件和第二部件的至少一者内部具有空腔。
根据本申请实施例提出的防雷系统、风电叶片、风力发电装置以及叶尖接闪器。防雷系统应用于叶片。防雷系统包括叶尖接闪器和第一引线。叶尖接闪器与叶片的叶尖连接。叶尖接闪器的第一导体部通过第二导体部与第一引线的一端电连接,第一引线的另一端向叶片的叶根所在侧延伸设置,使得叶尖接闪器接收的雷电流由第一导体部通过第二导体部传导至第一引线,再于第一引线传导至叶片的叶根所在侧的接地点。由于第一导体部和第一引线至少一者内部中空设置,使得叶尖接闪器接收的雷电流由第二导体部传导至第一引线的过程中,只在第一导体部和/或第一引线除中空外的其他部分传导电流,避免了雷电流在导体传播过程中由于出现趋肤效应导致雷电流无法深入导体内部而导致叶尖接闪器和第一引线载流效率低的问题,提高了防雷系统中第二导体部和/或第一引线中导体材料的载流效率。并且中空设计,在雷电流传导过程中,能够降低阻抗,避免导体材料由于高阻抗释放大量的热量对防雷系统造成损坏以及引起起火风险,提高了防雷系统工作的可靠性,同时减少了第二导体部和/或第一引线中导体材料的用量,降低成本。
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是本申请一个实施例提供的防雷系统的结构示意图;
图2是本申请一个实施例提供的防雷系统的截面结构示意图。
附图标号说明:
100-防雷系统;
10-叶尖接闪器;11-第一导体部;11a-第一部件;Q1-第一空腔;11b-第二部件;Q2第二空腔12-第二导体部;Q3-第三空腔;
20-第一引线;H1-第一通孔;Z1-第一支撑体;
30-第一接闪器基座;31-第一连接部;
40-第二接闪器基座;41-第二连接部;
50-第二引线;
X-第一方向。
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,并不是对本申请的成型模具及成型方法中的具体结构进行限定。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,“多个”的含义是两个以上,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;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。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。
此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。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。
现有的叶片防雷系统主要包括叶尖接闪器组件和叶身接闪器组件以及引下线系统,叶尖接闪器组件与单个或多个叶身接闪器组件通过引下线系统共同连接到叶根的接地点。
由于雷电流属于变化速率极大的时变电流。已有的防雷系统存在设计不足,当防雷系统在工作过程中对雷电流进行传导时表现出严重的趋肤效应时,其导体内部区域电流密度极低,传导的电流量小,并且具有较高的阻抗,引起高温起火的风险,可靠性低。
为了解决上述问题,本申请实施例提供一种风电叶片的防雷系统、风电叶片、风力发电装置以及叶尖接闪器,防雷系统能够保证对雷电流的引导,且在发生趋肤效应时,能够有效降低起火风险,可靠性高。
图1是本申请一个实施例提供的防雷系统的结构示意图;图2是本申请一个实施例提供的防雷系统的截面结构示意图。
如图1-2所示,本申请实施例提出了一种防雷系统100,用于叶片,防雷系统100包括:叶尖接闪器10以及第一引线20,叶尖接闪器10包括沿第一方向X分布的第一导体部11和第二导体部12,第二导体部12与第一导体部11连接,叶尖接闪器10能够与叶片的叶尖连接并且第一导体部11至少部分凸出叶尖设置。第一引线20的一端与第二导体部12电连接且另一端向叶片的叶根所在侧延伸设置。其中,第一导体部11与第一引线20的至少一者内部中空设置。
根据本申请实施例提出的防雷系统100,防雷系统100应用于叶片。防雷系统100包括叶尖接闪器10和第一引线20。叶尖接闪器10与叶片的叶尖连接。叶尖接闪器10的第一导体部11通过第二导体部12与第一引线20的一端电连接,第一引线20的另一端向叶片的叶根所在侧延伸设置,使得叶尖接闪器10接收的雷电流由第一导体部11通过第二导体部12传导至第一引线20,再于第一引线20传导至叶片的叶根所在侧的接地点。由于第一导体部11和第一引线20至少一者内部中空设置,使得叶尖接闪器10接收的雷电流由第二导体部12传导至第一引线20的过程中,只在第一导体部11和/或第一引线20除中空外的导体部分传导电流,避免了雷电流在导体传播过程中由于趋肤效应导致雷电流无法深入导体内部而导致叶尖接闪器10和第一引线20载流效率低的问题,提高了防雷系统100中第二导体部12和/或第一引线20中导体材料的载流效率,并且中空设计,在雷电流传导过程中,能够降低阻抗,避免导体材料由于高阻抗释放大量的热量对防雷系统100造成损坏以及引起起火风险,提高了防雷系统100工作的可靠性。同时减少了第二导体部12和/或第一引线20中导体材料的用量,降低了成本。
如图1-2所示,在一些可选的实施例中,第一导体部11包括:第一部件11a和第二部件11b,第二部件11b连接于第一部件11a与第二导体部12之间,第一部件11a能够凸出叶尖设置,第一部件11a具有第一空腔Q1,第二部件11b具有与第一空腔Q1连通的第二空腔Q2。
根据本申请实施例的防雷系统100,第一导体部11的第一部件11a具有第一空腔Q1、第一导体部11第二导体部12具有第二空腔Q2,第一空腔Q1和第二空腔Q2相连通,使得第一导体部11的第一部件11a和第二部件11b在传导雷电流时,均能够避免趋肤效应导致的载流效率低的问题,同时第一部件11a和第二部件11b同时减少了导体材料的使用,降低了成本,同时降低了叶尖接闪器10的自重,减轻了叶片的承载负担。
可选的,第一导体部11和第二导体部12任意一者具有空腔,也能够减少了导体材料的使用,提高载流料率,同时减轻了叶片的承载负担。
如图1-2所示,在一些可选的实施例中,沿第一方向X并由第二部件11b指向第一部件11a的一侧,第一部件11a、第二部件11b以及第二导体部12的横截面积呈减小趋势。
根据本申请实施例的防雷系统100,由于第一部件11a凸出于叶尖设置,为了使得第一部件11a能够与叶尖更好的配合连接以及考虑风力等因素对第一部件11a的影响,第一部件11a在第一方向X并由第二部件11b指向第一部件11a的一侧横界面接呈减小的趋势,提高了第一部件11a与叶片的配合度,同时减小了第二部件11b受到的风力的阻力,提高了第二部件11b的安装稳定性和可靠性。
第二部件11b设置于叶尖的内部,为了配合叶尖沿远离叶根方向的横截面呈减小趋势的结构特点,沿第一方向X并由第二部件11b指向第一部件11a的一侧,第一部件11a的横截面积呈减小趋势,使得第二部件11b能够与叶尖的配合区域接触面积更多,进而使得第二部件11b和叶尖的配合更稳固。由于第一部件11a通过第二部件11b与第二导体部12连接,所以第二部件11b和叶尖的配合稳定性的提高,也提高了第一部件11a安装于叶尖的稳定性,进而提高了防雷系统100结构的稳定性以及安装于叶片的稳定性。
如图1-2所示,在一些可选的实施例中,第二导体部12的至少部分插入第一引线20并与第一引线20电连接;或者,第二导体部12内设置有第三空腔Q3,第三空腔Q3与第二空腔Q2连通,第一引线20的一端至少部分伸入第三空腔Q3并与第二导体部12电连接。
根据本申请实施例的防雷系统100,第二导体部12是实心也可以是空心,第二导体部12的至少部分可以插入第一引线20的内部并与第一引线20电连接。或者,第二导体部12设置有第三空腔Q3,第二导体部12的第三空腔Q3与第一导体部11中第二部件11b的第二空腔Q2相连通,使得第一部件11a的第一空腔Q1、第二部件11b的第二空腔Q2以及第二导体部12的第三空腔Q3依次相连通,进一步提高了叶尖接闪器10在传导雷电流时的载流效率,进一步减少叶尖接闪器10的导体材料用量。同时第一引线20的至少部分伸入第二导体部12的第三空腔Q3进行连接使得第引线与第二导体部12的连接更加的简单方便,便有安装和拆卸。
如图1-2所示,在一些可选的实施例中,第一空腔Q1以及第二空腔Q2的至少一者内部设置有第一绝缘体;或者,第一空腔Q1以及第二空腔Q2的至少一者内设置有第一支撑件,第一支撑件与第一导体部11连接。
根据本申请实施例的防雷系统100,为保证叶尖接闪器10的机械强度,在第一部件11a的第一空腔Q1和第二部件11b的第二空腔Q2的至少一者设置第一绝缘体,或者在在第一部件11a的第一空腔Q1和第二部件11b的第二空腔Q2的至少一者内部设置第一支撑件,以支撑第一导体部11的中空结构,增强第一导体部11的强度,使得第一空腔Q1或第二空腔Q2变形影响雷电流的传导,避免降低第一导体部11的载流效率。
可以理解的是第一支撑件可以是多个金属加强筋,金属加强筋设置于第一空腔Q1和第二空腔Q2的至少一者,以起到支撑第一空腔Q1和/或第二空腔Q2的作用,避免第一空腔Q1和/或第二空腔Q2塌陷,进而增强了第一导体部11的机械强度。
如图1-2所示,在一些可选的实施例中,第一部件11a、第二部件11b以及第二导体部12一体成型设置,和/或,第一部件11a、第二部件11b以及第二导体部12的壁厚为1-3mm。
根据本申请实施例的防雷系统100,第一部件11a、第二部件11b以及第二部件11b一体成型设置,便于叶尖接闪器10整体各部分壁厚的控制以及叶尖接闪器10的制造。同时减少了叶尖接闪器10组装的步骤,也使得雷电流在叶尖接闪器10的导体中传导效率更高。
由于雷电流在导体传导时的趋肤效应,使得雷电流在导体材料表面厚度为1-3mm时的载流效率更高,所以将第一部件11a、第二部件11b以及第二导体部12的壁厚设置为1-3mm,以提高叶尖接闪器10再传导雷电流过程中的载流效率。
如图1-2所示,在一些可选的实施例中,第一引线20内设置有沿自身延伸方向贯通设置的第一通孔H1,第一引线20与第二导体部12的配合区设置有第一支撑体Z1,第一支撑体Z1插接于第一通孔H1。
根据本申请实施例的防雷系统100,当叶尖接闪器10的第一导体部11接收到雷电流,并通过第二导体部12传导至第一引线20时,并通过第一引线20传导至叶根位置设置的接地点。由于雷电流在实心引线传播时同样存在趋肤效应,如果引线的导体厚度超过趋肤深度,使得雷电流在传导过程中引线导体中心部分电流密度低,传导电流量小进而导致引线的电阻高于其传导恒定电流的情况时的电阻。所以将第一引线20设置有沿自身延伸方向贯通设置的第一通孔H1,第一引线20的导体在空间上围设于第一通孔H1的周围,使得雷电流在第一通孔H1周围的导体进行传导,将第一引线20内部没有起到应有作用的导体去除,减少了导体材料的浪费,提高了第一引线20的载流效率,避免了第一引线20在传导雷电流过程中由于高阻抗导致雷电流在第一引线20传导过程中释放大量的热,进而避免了防雷系统100功能的损坏以及发生火灾的可能。
第一引线20与第二导体的配合区设置有第一支撑体Z1,第一支撑体Z1插接于第一引线20的通孔内,对第一通孔H1起到支撑的作用,避免第一引线20的通孔由于外界的压力造成第一通孔H1被压扁。
如图1-2所示,在一些可选的实施例中,防雷系统100还包括:第一接闪器基座30,第一接闪器基座30成对设置有第一连接部31,第一接闪器基座30通过成对设置的第一连接部31串联至第一引线20,第一连接部31与第一引线20的连接区设置有第一支撑体Z1,第一支撑体Z1插接于第一引线20的第一通孔H1,第一接闪器基座30被配置为与第一叶身接闪器连接。
根据本申请实施例的防雷系统100,防雷系统100的第一接闪器基座30通过成对设置的第一连接部31串联至第一引线20,连接于第一接闪器器基座的第一叶身接闪器增加了防雷系统100接收雷电流的接收点,提高了防雷系统100的工作有效性和稳定性。
由于第一连接部31与第一引线20的连接区设置有第一支撑体Z1,第一支撑体Z1插接于第一引线20的第一通孔H1,使得第一连接部31与第一引线20在连接区的位置,不会因为连接时导致第一引线20的第一通孔H1塌陷。当叶尖接闪器10接收的雷电流通过第一导体部11和第二导体部12传导至第一引线20时,第一引线20再将雷电流经过第一叶闪器基座继续传导至叶根设置的接地点,将雷电流传导至大地。当第一接闪器基座30上连接的第一叶身接闪器接收到雷电流,雷电流通过与第一引线20串联的第一接闪器基座30将雷电流传导至第一引线20,再由第一引线20传导至叶根设置的接地点,雷电流传导至大地。
在一些可选的实施例中,第一接闪器基座10可以是多个且彼此串联设置。每个第一接闪器基座1安装一个第一接闪器,第一接闪器被配置为接收雷电流,使得叶片能够接收到雷电流的接收点增加,提高了防雷系统100的工作有效性。
如图1-2所示,在一些可选的实施例中,第一引线20朝向叶尖接闪器10的一侧并且沿其自身的延伸方向串联有多个间隔设置的第一接闪器基座30。
根据本申请实施例的防雷系统100,由于叶片的叶尖位置能够接收到雷电流的概率相对叶片的叶根区域接收到雷电流的概率高。所以在第一引线20朝向叶尖接闪器10的一侧并且沿其自身的延伸方向串联有多个间隔设置的第一接闪器基座30,每个第一接闪器基座30连接一个第一叶身接闪器,使得叶片的叶尖位置增加了多个雷电流接收点。当叶尖接闪器10或是任意一个第一叶身接闪器接收到雷电流都能够通过第一引线20将雷电流传导至叶根位置设置的接地点,并将雷电流引导至大地,提高了防雷系统100的工作有效性和稳定性。
如图1-2所示,在一些可选的实施例中,防雷系统100还包括:第二接闪器基座40,第二接闪器基座40设置有第二连接部41,第二接闪器基座40被配置为与第二叶身接闪器连接;第二引线50,第二引线50内设置有沿自身延伸方向贯通设置的第二通孔,第二接闪器基座40的第二连接部41通过第二引线50与第一引线20电连接,第二引线50与第二连接部41的连接区设置有第一支撑体Z1,第一支撑体Z1插接于第二通孔。
根据本申请实施例的防雷系统100,第二接闪器基座40通过第二连接部41与第二引线50电连接,再由第二引线50连接至第一引线20。与第二接闪器基座40连接的第二叶身接闪器接收到雷电流时,第二叶身接闪器将雷电流由第二接闪器基座40的第二连接部41传导至第二引线50,再由第二引线50传导至第一引线20,再由第一引线20传导至叶根设置的接地点,最终将雷电流传导至大地。第二连接线可以使得第二接闪器基座40远离第一引线20设置,增加叶片远离第一引线20区域接收雷电流的接收点,进一部提高防雷系统100工作的有效性和稳定性。
由于第二引线50内设置有沿自身延伸方向贯通设置的第二通孔,将第二引线50内部没有起到应有作用的导体去除,减少了导体材料的浪费,提高了第二引线50的载流效率,避免了第二引线50在传导雷电流过程中趋肤效应导致的载流效率低,以及高阻抗导致的雷电流在第一引线20传导过程中释放大量的热,进而避免了防雷系统100功能的损坏以及发生火灾的可能。
如图1-2所示,在一些可选的实施例中,第一引线20远离叶尖接闪器10的一侧设置有多个第二接闪器基座40,每个第二接闪器基座40通过一个第二引线50与第一引线20电连接。
根据本申请实施例的防雷系统100,由于叶片沿叶尖向叶根延伸的方向逐渐加宽,所以第一引线20远离叶尖接闪器10的一侧设置有多个第二接闪器基座40,每个第二接闪器机座通过一个第二引线50与第一引线20电连接,并且每个第二接闪器基座40连接一个第二叶身接闪器。使得叶片靠近叶根位置增加了多个雷电流接收点。当任意一个第二叶身接闪器接收到雷电流,并将雷电流经过第二接闪器基座40传导到第二引线50,再由第二引线50传导至第一引线20,并最终传导致叶根位置的接地点以及大地。
可以理解的是多个第二接闪器基座40可以设置于第一引线20沿自身方向的一侧,也可以是分设于第一引线20沿自身方向的两侧,此处不做限制。
如图1-2所示,在一些可选的实施例中,第一引线20、第二引线50的壁厚为1-3mm。
根据本申请实施例的防雷系统100,由于各导体的电阻率和磁导率不同,雷电信号的频谱也有所区别,使得雷电流在不同导体材料传导时的趋肤深度不同,例如紫铜1.0~1.5mm,铝合金1.0~2.0mm,奥氏体不锈钢2.0~3.0mm。所以将导体材料横截面积设置在70平方毫米以下、表面厚度为1-3mm时,能够保证载流效率更高,所以将第一引线20、第二引线50的壁厚设置为1-3mm,以提高第一引线20、第二引线50在传导雷电流过程中的载流效率以及机械性能。
需要说明的是,第一引线20、第二引线50的壁厚是指第一引线20、第二引线50导体材料的壁厚。
本申请实施例还提供一种风电叶片,包括本申请第一方面的任一实施例的防雷系统100。
本申请实施例提供的风电叶片具有本申请上述各实施例提供的防雷系统100的所有有益效果,具体可以参考上述各实施例对于防雷系统100的具体说明,本实施例在此不再赘述。
本申请实施例还提供一种风力发电装置,包括本申请第四方面任一实施例的风电叶片。
本申请实施例提供的风力发电装置具有本申请上述各实施例提供的风电叶片的所有有益效果,具体可以参考上述各实施例对于风电叶片的具体说明,本实施例在此不再赘述。
如图1-2所示,本申请实施例还提供一种叶尖接闪器10,包括第一导体部11和第二导体部12,第一导体部11包括第一部件11a和第二部件11b,第二部件11b连接于第一部件11a与第二导体部12之间,第一部件11a能够凸出叶尖设置,沿第一方向X并由第二部件11b指向第一部件11a的一侧,第一部件11a、第二部件11b以及第二导体部12的横截面积呈减小趋势,其中,第一部件11a和第二部件11b的至少一者内部具有空腔。
根据本申请实施例的叶尖接闪器10,第一导体部11的第一部件11a凸出叶尖设置,使得第一导体部11能够接收到雷电流。第一部件11a接收到雷电流后将雷电流通过第二部件11b传导至第二导体部12,再由第二导体部12通过引线传递至接地点,并最终将雷电流传导至大地。由于第二部件11b和第一部件11a的至少一者内部设置有空腔,使得第一导体部11能够避免趋肤效应导致的载流效率低的问题,并且中空设计,在雷电流传导过程中,能够降低阻抗,避免导体材料由于高阻抗释放大量的热量对叶尖接闪器10造成损坏以及引起起火风险,提高了叶尖接闪器10工作的可靠性,减少了导体材料的使用,降低了成本,同时降低了叶尖接闪器10的自重,减轻了叶片的承载负担。
由于第一部件11a凸出于叶尖设置,为了使得第一部件11a能够与叶尖更好的配合连接以及考虑风力等因素对第一部件11a的影响,第一部件11a在第一方向X并由第二部件11b指向第一部件11a的一侧横界面接呈减小的趋势,提高了第一部件11a与叶片的配合度,同时减小了第二部件11b受到的风力的阻力,提高了第二部件11b的安装稳定性和可靠性。
第二部件11b设置于叶尖的内部,为了配合叶尖沿远离叶根方向的横截面呈减小趋势的结构特点,沿第一方向X并由第二部件11b指向第一部件11a的一侧,第一部件11a的横截面积呈减小趋势,使得第二部件11b能够与叶尖的配合区域接触面积更多,进而使得第二部件11b和叶尖的配合更稳固。由于第一部件11a通过第二部件11b与第二导体部12连接,所以第二部件11b和叶尖的配合稳定性的提高,也提高了第一部件11a安装于叶尖的稳定性,进而提高了防雷系统100结构的稳定性以及安装于叶片的稳定性。
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 (14)
1.一种防雷系统,用于叶片,其特征在于,所述防雷系统包括:
叶尖接闪器,包括沿第一方向分布的第一导体部和第二导体部,所述第二导体部与所述第一导体部连接,所述叶尖接闪器能够与所述叶片的叶尖连接并且所述第一导体部至少部分凸出所述叶尖设置;
第一引线,所述第一引线的一端与所述第二导体部电连接且另一端向所述叶片的叶根所在侧延伸设置;
其中,所述第一导体部与所述第一引线的至少一者内部中空设置。
2.如权利要求1所述的防雷系统,其特征在于,所述第一导体部包括:第一部件和第二部件,所述第二部件连接于所述第一部件与所述第二导体部之间,所述第一部件能够凸出所述叶尖设置,所述第一部件具有第一空腔,所述第二部件具有与所述第一空腔连通的第二空腔。
3.如权利要求2所述的防雷系统,其特征在于,所述第二导体部的至少部分插入所述第一引线并与所述第一引线电连接;
或者,所述第二导体部内设置有第三空腔,所述第三空腔与所述第二空腔连通,所述第一引线的一端至少部分伸入所述第三空腔并与所述第二导体部电连接。
4.如权利要求2所述的防雷系统,其特征在于,所述第一空腔以及所述第二空腔的至少一者内部设置有第一绝缘体;
或者,所述第一空腔以及所述第二空腔的至少一者内设置有第一支撑件,所述第一支撑件与所述第一导体部连接。
5.如权利要求2所述的防雷系统,其特征在于,所述第一部件、所述第二部件以及所述第二导体部一体成型设置,和/或,所述第一部件、所述第二部件以及所述第二导体部的壁厚为1-3mm。
6.如权利要求1所述的防雷系统,其特征在于,所述第一引线内设置有沿自身延伸方向贯通设置的第一通孔,所述第一引线与所述第二导体部的配合区设置有第一支撑体,所述第一支撑体插接于所述第一通孔。
7.根据权利要求6所述的防雷系统,其特征在于,所述防雷系统还包括:
第一接闪器基座,所述第一接闪器基座成对设置有第一连接部,所述第一接闪器基座通过成对设置的所述第一连接部串联至所述第一引线,所述第一连接部与所述第一引线的连接区设置有所述第一支撑体,所述第一支撑体插接于所述第一引线的所述第一通孔,所述第一接闪器基座被配置为与第一叶身接闪器。
8.根据权利要求7所述的防雷系统,其特征在于,所述第一接闪器基座的数量为多个且彼此串联设置。
9.根据权利要求6-8任意一项所述的防雷系统,其特征在于,所述防雷系统还包括:
第二接闪器基座,所述第二接闪器基座设置有第二连接部,所述第二接闪器基座被配置为与第二叶身接闪器连接;
第二引线,所述第二引线内设置有沿自身延伸方向贯通设置的第二通孔,所述第二接闪器基座的所述第二连接部通过所述第二引线与所述第一引线电连接,所述第二引线与所述第二连接部的连接区设置有所述第一支撑体,所述第一支撑体插接于所述第二通孔。
10.根据权利要求9所述的防雷系统,其特征在于,所述第一引线远离所述叶尖接闪器的一侧设置有多个所述第二接闪器基座,每个所述第二接闪器基座通过一个所述第二引线与所述第一引线电连接。
11.如权利要求10所述的防雷系统,其特征在于,所述第一引线、所述第二引线的壁厚为1-3mm。
12.一种风电叶片,其特征在于,包括如权利要求1-11任意一项所述的防雷系统。
13.一种风力发电装置,其特征在于,包括如权利要求12所述的风电叶片。
14.一种叶尖接闪器,其特征在于,包括:第一导体部和第二导体部,所述第一导体部包括第一部件和第二部件,所述第二部件连接于所述第一部件与所述第二导体部之间,所述第一部件能够凸出所述叶尖设置,沿第一方向并由所述第二部件指向所述第一部件的一侧,所述第一部件、所述第二部件以及所述第二导体部的横截面积呈减小趋势,其中,所述第一部件和所述第二部件的至少一者内部具有空腔。
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