CN205047374U - 一种风能叶片的防雷装置 - Google Patents
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Abstract
一种风能叶片的防雷装置，包括叶片主体以及安装在叶片主体上的主接闪器，还包括多个辅助接闪器，辅助接闪器靠近叶片主体的部分表面设有第一热绝缘层；相邻两辅助接闪器之间相隔形成第一放电间隙，主接闪器与辅助接闪器之间相隔形成第二放电间隙，辅助接闪器接收的雷电流流入主接闪器，主接闪器通过一引下线接地。本实用新型的风能叶片的防雷装置，在叶片主体上设主接闪器以及多个辅助接闪器，可提高叶片主体的有效接闪率，防止叶片主体被损坏；同时也能降低主接闪器以及多个辅助接闪器在工作时对叶片主体表面造成的高温损伤。
Description
技术领域
本实用新型属于避雷设备技术领域，具体涉及一种风能叶片的防雷装置。
背景技术
风力发电机组叶片是风力发电机组中经常遭到雷击的重要的部件。在对多片遭雷击的风能叶片进行分析后发现；叶片的接闪率为78％左右，而在雷电击中叶片的部位进行分类后发现，只有28％的雷电击中叶片上的接闪器从而形成有效接闪，而更多的雷电击中叶片表面形成无效接闪，并对叶片造成严重损坏。这是因为在叶片承受雷击时，由于叶片表面在水膜存在时属于半导体，这时在叶片表面会形成多条上行先导，安装于叶片主体上的接闪器所形成的上行先导只是雷电流的放电通道之一，但接闪器所形成的上行先导是否能够顺利的与雷电形成的下行先导联通并不是绝对的，且与叶片当时环境中所形成的上行先导总量成反比，因而某一时刻叶片表面形成的上行先导数量越多，接闪器的接闪概率越低。但现有的风能叶片的叶片叶尖部分均只设有一个接闪器，导致其接闪效率低。
造成叶片损坏的原因是多方面的，主要可以分为两个方面：首先，接闪器在接闪后，会产生大量的热累积，造成接闪器周围的叶片因高温而发生烧灼，且叶片内部潮湿空气在遇到接闪器底部的热累积会瞬间气化膨胀导致叶片损坏。而对于该问题，传统的解决方法是叶片上相应的部位镶嵌树脂材料，但容易出现开裂、松脱等问题。
其次，叶片的有效接闪率较低。叶片的有效接闪率是指叶片上的金属接闪器直接与雷电电流接触，并将雷电流通过引下线泄放。而叶片接闪器的设计较为固定和单一，接闪器无法有效接闪而导致在叶片上接闪器的周围形成雷击附着点，导致叶片损坏。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种风能叶片的防雷装置，能够提高有效接闪率，防止因接闪器的高温导致叶片损坏。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种风能叶片的防雷装置，包括叶片主体以及安装在叶片主体上的主接闪器，还包括多个辅助接闪器，辅助接闪器的靠近叶片主体的部分表面设有第一热绝缘层；相邻两辅助接闪器之间相隔形成第一放电间隙，主接闪器与辅助接闪器之间相隔形成第二放电间隙，辅助接闪器接收的雷电流流入主接闪器，主接闪器通过一引下线接地。
优选的，主接闪器靠近叶片主体的部分表面设有第二热绝缘层。
优选的，绝热层由耐热温度在150℃以上的绝热材料制成。
优选的，主接闪器内设有散热空腔。
优选的，多个辅助接闪器沿叶片主体的长度方向均匀间隔排列在主接闪器的两侧。
优选的，多个辅助接闪器以主接闪器为中心轴线呈圆周阵列分布。
优选的，主接闪器为圆盘状。
优选的，辅助接闪器为圆盘状。
本实用新型的有益效果在于：
相较于现有技术，本实用新型的风能叶片的防雷装置，在叶片主体上设主接闪器以及多个辅助接闪器，可提高叶片主体的有效接闪率，防止叶片主体被损坏；同时也能降低主接闪器以及多个辅助接闪器在工作时对叶片主体表面造成的高温损伤。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的主接闪器的结构示意图；
图3为本实用新型的辅助接闪器的结构示意图。
其中，10、叶片主体；20、主接闪器；21、第二热绝缘层；22、散热空腔；30、辅助接闪器；31、第一热绝缘层。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：
如图1、图2以及图3所示的一种风能叶片的防雷装置，叶片主体10、主接闪器20以及多个辅助接闪器30，该主接闪器20以及多个辅助接闪器30均安装在叶片主体10上，具体在辅助接闪器30靠近叶片主体10的部分表面设有第一热绝缘层31；相邻两辅助接闪器30之间相隔形成第一放电间隙，主接闪器20与辅助接闪器30之间相隔形成第二放电间隙，且辅助接闪器30接收的雷电流流入主接闪器20，经主接闪器20通过一引下线接地。
在上述结构的基础上，在叶片主体10上设有的多个辅助接闪器30均可单独形成上行先导，提高了由整体接闪器形成的上行先导的数量，从而一定程度上降低了叶片自身形成的上行先导的比例，即增加了叶片主体10单位面积的因接闪器形成的上行先导数量，如此便可提高雷电流与接闪器的导通优势，提高接闪器的接闪概率，降低了雷电流直接经叶片主体10放电的概率，有效防止叶片受损。
同时，一旦其中一个辅助接闪器30所形成的上行先导与雷电流形成的下行先导实现导通，由于辅助接闪器30设有第一热绝缘层31，可防止辅助接闪器30产生大量的热累积造成叶片的损坏；且相邻两辅助接闪器30之间存在第一放电间隙，因集肤原理的作用，此时雷电流会在辅助接闪器30之间会形成表面闪络，同时，主接闪器20与辅助接闪器30之间存在第二放电间隙，满足雷电流的击穿条件，雷电流在击中辅助接闪器30由于不接地的辅助接闪器30在一端与接地的接闪器之间的距离间隙满足高频雷电流击穿条件，因此，雷电流在击中辅助接闪器30之后会以表面闪络的形式向接闪器进行放电并通过主接闪器20的引下线将雷电流泄放至大地。
优选的，主接闪器20靠近叶片主体10的部分表面设有第二热绝缘层21，防止因在主接闪器20产生大量的热累积造成叶片的损坏。进一步的，因一般叶片能够承受的温度不超过70℃，故上述第二热绝缘层21由耐热温度在150℃以上的绝热材料制成，效果更好，具体可为改良型酚醛树脂或其他改良性树脂、聚酯等。优选的，上述主接闪器20内还可设有散热空腔22，用于主接闪器20自身的散热，进一步减少主接闪器20产生的热累积。
优选的，在本实施例中，上述多个辅助接闪器30沿叶片主体10的长度方向均匀间隔排列在主接闪器20的两侧，增加辅助接闪器30在叶片主体10表面的面积，利于提高多个辅助接闪器30的接闪率。当然，在其他情况下，多个辅助接闪器30以主接闪器20为中心轴线呈圆周阵列分布也能实现上述效果。
优选的，主接闪器20以及辅助接闪器30均可为圆盘状，提高接闪器自身的有效接闪面积，效果更好。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种风能叶片的防雷装置，包括叶片主体以及安装在叶片主体上的主接闪器，其特征在于，还包括多个辅助接闪器，辅助接闪器靠近叶片主体的部分表面设有第一热绝缘层；相邻两辅助接闪器之间相隔形成第一放电间隙，主接闪器与辅助接闪器之间相隔形成第二放电间隙，辅助接闪器接收的雷电流流入主接闪器，主接闪器通过一引下线接地。
2.如权利要求1所述的风能叶片的防雷装置，其特征在于，主接闪器靠近叶片主体的部分表面设有第二热绝缘层。
3.如权利要求2所述的风能叶片的防雷装置，其特征在于，第二热绝缘层由耐热温度在150℃以上的绝热材料制成。
4.如权利要求1或2所述的风能叶片的防雷装置，其特征在于，主接闪器内设有散热空腔。
5.如权利要求1所述的风能叶片的防雷装置，其特征在于，多个辅助接闪器沿叶片主体的长度方向均匀间隔排列在主接闪器的两侧。
6.如权利要求1所述的风能叶片的防雷装置，其特征在于，多个辅助接闪器以主接闪器为中心轴线呈圆周阵列分布。
7.如权利要求1所述的风能叶片的防雷装置，其特征在于，主接闪器为圆盘状。
8.如权利要求1或7所述的风能叶片的防雷装置，其特征在于，辅助接闪器为圆盘状。
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| CN201520820648.3U CN205047374U (zh) | 2015-10-21 | 2015-10-21 | 一种风能叶片的防雷装置 |
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| CN105134511A (zh) * | 2015-10-21 | 2015-12-09 | 北京乾源风电科技有限公司 | 一种风能叶片的防雷装置 |
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| CN108223305A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-29 | 中国电力科学研究院有限公司 | 风电机组叶片用电极接闪装置 |
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