CN209164012U - 风机塔筒雷电防护装置 - Google Patents

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李鹏飞
吕东波
曹洪亮
张春龙
张修典
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Abstract

本实用新型提供一种风机塔筒雷电防护装置，塔筒呈圆锥筒状，由多节圆锥筒状的预制塔架组装而成。每节预制塔架采用混凝土结构内埋导电网，外侧设有多个接闪器，各接闪器与导电网接通；组装后相邻两节预制塔架的接闪器上、下位对应相互接通。接闪器包括预设在预制塔架内的螺母连接件和接闪器主体，接闪器主体设置在预制塔架外表面通过螺杆与螺母连接件连接。本实用新型将接闪模块与引下线模块合二为一，既节约了成本，同时也可以降低雷电对塔架的损害概率。本实用新型为将来接闪模块的进一步升级改造提供预留口，具有可延展性，也可以多次更换接闪器，方便接闪器后期的维修，降低维修难度和成本。

Description

风机塔筒雷电防护装置
技术领域
本实用新型属于雷电科学与技术领域，尤其涉及一种风机塔筒雷电防护装置。
背景技术
风能是21世纪重要的可再生清洁能源，近20年全球风力发电能力高速增长，达到年增速35％，位列增长最快的能源之一。大力发展风电对于减轻环境污染、改善能源结构、增加国网电能供应等具有重要意义。随着风电累计装机容量的递增，风机遭受雷击的事故数量和经济损失逐年增多。其次风机受内部组成部件多、分布环境恶劣、风机塔体高等多种客观因素影响导致其维修困难，一旦发生雷击事故，将会造成较大的经济损失。
雷击具有一定的绕击率，当雷电击中塔筒后，瞬间的脉冲产生的高热量与机械力可能对风机的外部结构造成损伤。由于风机长时间的风机工作中连续受到空气动力、惯性力等交变载荷的冲击，使得风轮桨叶产生不规则摆动和扭曲变形，异常振动等可能放大风机塔筒中较小损伤变为不可逆转的损坏。因此，本实用新型的风机塔筒雷电防护装置，旨在将绕击雷对塔筒侧面的损害降到最低。
发明内容
本实用新型目的是提供一种风机塔筒雷电防护装置，降低绕击雷对塔筒侧面损害，综合解决雷电对风机塔筒的破坏问题。
为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案为：
一种风机塔筒雷电防护装置，塔筒呈圆锥筒状，由多节圆锥筒状的预制塔架组装而成；每节预制塔架采用混凝土结构内埋导电网，外侧设有多个接闪器，各接闪器与导电网接通；组装后相邻两节预制塔架的接闪器上、下位对应相互接通,
所述接闪器包括预设在预制塔架内的螺母连接件和接闪器主体，接闪器主体设置在预制塔架外表面通过螺杆与螺母连接件连接。
本实用新型的进一步设计在于：
组装后相邻两节预制塔架的接闪器通过导电连接件进行连接。
导电连接件采用带有上、下连接耳的金属片结构。
导电连接件采用镀锌扁钢或者多层具有双头接线端子的抗腐蚀铜编织带材料；接闪器采用镀锡防腐处理。
每节预制塔架内的导电网由环筋和纵筋交织而成。
每节预制塔架设有上、下两层接闪器，每层对应设置6-12个接闪器，最上方的一节预制塔架只设置一层接闪器，组装时，上面一节预制塔架下层接闪器与下面一节预制塔架上层接闪器对应通过导电连接件连接。风机塔筒底部设有接地基础模块与最下方预制塔架连接，所述接地基础模块设有接闪引下线。
各节预制塔架上，每层接闪器等距设置。
每节预制塔架采用两个半圆锥筒拼接而成，或采用整体式圆锥筒结构。
螺母连接件采用矩形、圆形或多边形铁块内设螺孔结构；接闪器主体由金属件和连接螺杆组合而成。
本实用新型相比现有技术具有如下有益效果：
本实用新型实现了将风机塔筒的接闪模块与引下线模块合二为一，既节约了成本，同时也可以降低雷电对塔架的损害概率。
本实用新型可以为将来风机接闪器的进一步升级改造提供预留口，具有可延展性。
本实用新型方便风机塔筒的接闪模块后期的维修，同时也可以多次更换接闪器，降低维修难度和成本。
附图说明
图1为实例例一风机塔筒雷电防护装置的结构示意图；
图2为图1的A-A向视图；
图3为实例例一接闪器主体的结构示意图；
其中：1-螺母连接件；2-环筋；21-螺纹孔；3-导电连接件；31-连接螺杆；32-金属件；33-内六角螺头；4-纵筋；
1-1表示第一预制塔架；1-2表示第二预制塔架；1-3表示第三预制塔架；1-4表示第四预制塔架；1-5表示第五预制塔架；1-6表示接地基础模块。
具体实施方式
实施例一：
下面结合附图以及具体实施例对本实用新型进行详细说明。
如图1所示，本实用新型的风机塔筒雷电防护装置，塔筒呈圆锥筒状，本例由多节圆锥筒状的预制塔架组装而成。每节预制塔架采用混凝土结构内埋导电网，外侧设有多个接闪器，各接闪器与导电网接通，具体可采用内部焊接方式将导电连接网与螺母连接件1接通。组装后相邻两节预制塔架的接闪器上、下位对应相互接通。接闪器包括预设在预制塔架内的螺母连接件1和接闪器主体，接闪器主体设置在预制塔架外表面并通过螺杆与螺母连接件1连接。
风机塔筒由预制塔架（1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、…）与接地基础模块1-6组成，风机塔筒顶部安装风机转轮。风机塔筒整体为圆锥筒状，单节预制塔架的顶部直径小于自己底部直径。如图1所示，第一预制塔架1-1的底部与第二预制塔架1-2的顶部的直径一致。同理，第二预制塔架1-2的底部与第三预制塔架1-3的顶部直径一致，依次类推。第一预制塔架1-1的底部与第二预制塔架1-2的顶部通过预制的卡口进行平滑衔接，在圆环状拼缝衔接处安装了预应力件，作为焊接与卡口加固。
每节预制塔架内的导电网由环筋2和纵筋4交织而成，并在交汇处进行焊接，同时可进行防腐防锈蚀处理。组装后相邻两节预制塔架的接闪器通过导电连接件3进行连接。导电连接件3采用镀锌扁钢或者多层具有双头接线端子的抗腐蚀铜编织带（铜皮）材料。
每节预制塔架外侧设有多个接闪器，接闪器包括预设在预制塔架内的螺母连接件1和接闪器主体。如图3所示，接闪器主体由金属件32和连接螺杆31组合而成，并采取镀锡与防腐处理；金属件32设有内六角螺头33，用于安装拆卸接闪器模块使用。
如图2所示，螺母连接件1采用带螺纹孔的方形铁块结构（或为圆形或多边形铁块结构），螺母连接件1的螺纹孔21用于接闪器主体连接。在塔架预制过程中，需要采取相应的保护措施将螺纹孔21进行保护，防止在内部进入水泥砂浆，造成后期接闪器连接螺杆31无法紧密旋入预制塔架的螺纹孔21中。各螺母连接件1需避开预制塔架间接缝，与相邻两预制塔架间的拼接处距离20 ~ 30cm，防止后期的吊装过程中将螺母连接件1损坏。
本实施例中每节预制塔架均设有上、下两层接闪器，每层对应设置6个接闪器，最上方的一节预制塔架只设置一层接闪器，第一预制塔架1-1的下层设有6个接闪器，在第二预制塔架1-2的上层和下层各设有6个接闪器。第一预制塔架1-1下层的6个接闪器与第二预制塔架1-2上层的6个接闪器位置相对应，并通过导电连接件3进行有效的连接，每层的6个接闪器的间距相等或不等均可。以此类推，上面一节预制塔架下层接闪器与下面一节预制塔架上层接闪器对应通过导电连接件3连接。导电连接件3采用带有上、下连接耳的金属片结构，上连接耳外接相邻两节预制塔架中上面一节预制塔架位于下层的接闪器，下连接耳外接位于下面一节位于上层对应的接闪器，由此组装后相邻两节预制塔架的接闪器上、下位对应相互接通。每个环状拼缝处，均有上下两组，共计12处接闪器，既可作为塔架的外部接闪器，降低塔架遭受雷击的损坏概率，也是预制塔架的由上到下等电位连接，泄放雷电流的主要通道。
风机塔筒底部设有接地基础模块1-6，接地基础模块埋于地下，接地基础模块为金属模块并设有接闪引下线，用于将雷电引入地下。接地基础模块1-6与最下面一节预制塔架连接时可采用两种方式：其一，在最下方的预制塔架内的导电网引出一部分环筋2与纵筋4与接地基础模块1-6的接闪引下线或者直接与接地基础模块进行了有效接通；其二，将最下方的预制塔架的下层的各接闪器通过导电连接件3与接地基础模块1-6的接闪引下线或者直接与接地基础模块进行了有效接通，保证雷电流泄放通道的高效通畅。
实施例二：
本实例为进一步优化结构，在实施例一基础上，将各节预制塔架上的每层接闪器等距设置，其余结构和设计同实施例一。
本实施例中，相邻两预制塔架中位于上面一节的预制塔架下层等距设置的6个接闪器与位于下面一节预制塔架上层等距设置的6个接闪器通过导电连接件3进行有效的等电位连接。
实施例三：
本实例区别于实施例一之处，在于每节预制塔架采用两个半圆锥筒拼接而成，其余结构同实施例一。其中各节预制塔架为1-1、1-2、1-3、1-4、1-5，每节预制塔架采用以过圆心的直径线的两个预制半圆锥筒模块拼接而成。
本实施例中各螺母连接件1还需避开两个半圆锥筒的接缝，各螺母连接件1需与两个半圆锥筒的拼接处距离20 ~ 30cm，防止拼接过程中将螺母连接件1损坏。

Claims (6)

1.一种风机塔筒雷电防护装置，塔筒呈圆锥筒状，由多节圆锥筒状的预制塔架组装而成；每节预制塔架采用混凝土结构内埋导电网，外侧设有多个接闪器，各接闪器与导电网接通；组装后相邻两节预制塔架的接闪器上、下位对应相互接通，其特征在于：每节预制塔架设有上、下两层接闪器，每层对应设置6-12个接闪器，最上方的一节预制塔架只设置一层接闪器，组装时，上面一节预制塔架下层接闪器与下面一节预制塔架上层接闪器对应通过导电连接件连接；风机塔筒底部设有接地基础模块与最下方预制塔架连接，所述接地基础模块设有接闪引下线；各节预制塔架上，每层接闪器等距设置；所述接闪器包括预设在预制塔架内的螺母连接件和接闪器主体，接闪器主体设置在预制塔架外表面通过螺杆与螺母连接件连接，螺母连接件采用矩形、圆形或多边形铁块内设螺孔结构；接闪器主体由金属件和连接螺杆组合而成。
2.根据权利要求1所述的风机塔筒雷电防护装置，其特征在于：组装后相邻两节预制塔架的接闪器通过导电连接件进行连接。
3.根据权利要求2所述的风机塔筒雷电防护装置，其特征在于：导电连接件采用带有上、下连接耳的金属片结构。
4.根据权利要求3所述的风机塔筒雷电防护装置，其特征在于：导电连接件采用镀锌扁钢或者多层具有双头接线端子的抗腐蚀铜编织带材料；接闪器采用镀锡防腐处理。
5.根据权利要求2所述的风机塔筒雷电防护装置，其特征在于：每节预制塔架内的导电网由环筋和纵筋交织而成。
6.根据权利要求5所述的风机塔筒雷电防护装置，其特征在于：每节预制塔架采用两个半圆锥筒拼接而成，或采用整体式圆锥筒结构。
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