CN211666841U - 一种用于风力发电机组的加长叶片 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于风力发电机组的加长叶片，包括叶片，接闪装置和引下线，所述叶片包括叶身和叶尖套，所述叶尖套设置接闪装置，所述叶片内开设叶片内腔，所述叶片内腔内设置引下线，所述引下线与接闪装置连接，还包括引下线固定装置，所述引下线固定装置设在叶片内腔内，对引下线进行固定，解决现有加长叶片内腔的引下线存在打弯的质量隐患，造成叶尖套上的接闪器接引雷电后，雷电在充满空气的叶尖空腔内或者沿内部表面会产生电弧，致使水汽发热继而引起水蒸气的不平衡膨胀，最终导致叶片表面撕裂或者后缘开裂，以及现有加长叶片内腔的引下线没有进行固定，在叶片转动运行中引下线容易出现断裂的风险。

Description

一种用于风力发电机组的加长叶片

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体涉及一种用于风力发电机组的加长叶片。

背景技术

风能作为一种蕴量极其巨大的可再生能源，近十来年发展规模急剧扩大，目前全国风力发电机组装机容量已经达上亿千瓦。

风力发电机组的基本工作原理是通过风轮从风中吸收能量并利用空气动力学原理将风能转化成为动能，然后通过电机将转动能转化成为电能。其中风轮包含轮毂和叶片，叶片长度越长，则吸收的风能越多，但同时机组发电量越高，产生的载荷也更大。随着风力发电技术的发展，风电机组单机装机容量增加，叶片作为风力发电系统中最基础也是最核心的部件，长度也越来越长，风轮直径越来越大。

由于早期风电场开发商普遍采用保守策略，选择长度相对较短的叶片，短叶片发电量小，给机组带来的载荷也小，机组运行安全系数高。随着产业的发展，业内人士对风力发电机组的载荷运行，有了越来越深刻的认识，在同级别风速的风电场通过精确设计载荷，选择更长的叶片可以吸收更多风能，继而提高投资发电收益。

对于早期的风电场，普遍存在风轮直径偏小、机组安全余量较大、机组发电能力利用不充分的问题，目前主要通过加长叶片的改造方式来提高机组发电量；一种加长工艺是在空中以二次合模的方法在叶片的叶身加装叶尖套的方式来加长原叶片，具体是把叶尖套的一面先与原叶片粘接，然后将叶片的粘接位置涂胶与叶尖套的另一面粘结，从而实现叶片的叶身与叶尖套的合模，另一种加长工艺是：叶片主体部与叶尖套的连接端设有一开口，叶片主体部的支撑结构通过该开口与另一对应叶尖套的支撑结构连接。

随着风机容量的增大，塔筒高度及风轮直径也在不断增加，加上风电机组一般安装在开阔地带或者山顶，风轮叶片遭受雷击机率越来越大，而多数情况下被雷击的区域集中在叶尖，根据IEC61400-24规范所示，雷电击中叶片在叶片距离叶尖距离0-2m间概率在71％-99％。目前主流的叶片避雷技术是在叶尖安装接闪器来拦截雷电，再通过叶片内腔的引下线将雷电流导入大地，从而达到保护叶片的目的。

针对现有加长叶片的避雷技术，是在叶尖套安装接闪器，在加长叶片内腔内设置引下线，引下线是由叶片的引下线和叶尖套的引下线连接构成的，由于操作人员在高空实施叶片加长作业时，即叶片加装叶尖套的过程中，同时连接叶尖套的引下线和叶片的引下线，因受限于空间和时间因素，使得现有加长叶片内腔的引下线存在打弯的质量隐患，造成叶尖套上的接闪器接引雷电后，雷电在充满空气的叶尖空腔内或者沿内部表面会产生电弧，致使水汽发热继而引起水蒸气的不平衡膨胀，最终导致叶片表面撕裂或者后缘开裂；并且现有加长叶片内腔的引下线没有进行固定，在叶片转动运行中引下线容易出现断裂的风险。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种用于风力发电机组的加长叶片，解决现有加长叶片内腔的引下线存在打弯的质量隐患，造成叶尖套上的接闪器接引雷电后，雷电在充满空气的叶尖空腔内或者沿内部表面会产生电弧，致使水汽发热继而引起水蒸气的不平衡膨胀，最终导致叶片表面撕裂或者后缘开裂，以及现有加长叶片内腔的引下线没有进行固定，在叶片转动运行中引下线容易出现断裂的风险。

本实用新型通过如下技术方案实现：

本实用新型的一种用于风力发电机组的加长叶片，包括叶片，接闪装置和引下线，所述叶片包括叶身和叶尖套，所述叶尖套设置接闪装置，所述叶片内开设叶片内腔，所述叶片内腔内设置引下线，所述引下线与接闪装置连接，还包括引下线固定装置，所述引下线固定装置设在叶片内腔内，对引下线进行固定。

进一步的，所述引下线固定装置采用Ω管，所述Ω管内穿设所述引下线，所述Ω管固定在叶片内腔的内壁上。

进一步的，所述Ω管固定在叶片内腔的背风面的内壁上。

进一步的，所述接闪装置包括第一接闪器，所述第一接闪器设置在叶尖的迎风面的外壁上，与所述引下线顶端部连接。

进一步的，所述第一接闪器和引下线顶端通过避雷板连接，所述避雷板固定在所述Ω管下方的叶片内腔的背风面的内壁上。

进一步的，所述避雷板与引下线顶端通过接线端子连接；所述避雷板与第一接闪器之间螺纹连接。

进一步的，所述接装置还包括第二接闪器，所述第二接闪器设置在叶尖的背风面的外壁上，所述第二接闪器与所述避雷板之间螺纹连接。

进一步的，所述叶片在迎风面的外壁上开设窗口，在叶片加长操作过程中，通过所述窗口对引下线进行拉直处理。

进一步的，所述叶片内腔包括第一叶片内腔和第二叶片内腔；

所述叶身内开设所述第一叶片内腔，所述叶尖套内开设所述第二叶片内腔；

所述叶身顶端和叶尖套底端固定连接。

进一步的，所述引下线包括第一引下线和第二引下线；

所述第一引下线为叶身内的引下线，所述第二引下线为叶尖套内的引下线；

所述第一引下线和第二引下线通过连接管连接。

和最接近的现有技术比，本实用新型的技术方案具备如下有益效果：

本实用新型提供一种用于风力发电机组的加长叶片，包括引下线固定装置，引下线固定装置设在叶片内腔内，对引下线进行固定，避免在叶片转动运行中引下线容易出现断裂的风险，叶片在迎风面的外壁上开设窗口，在叶片加长操作过程中，可以通过窗口对引下线进行拉直处理，避免叶片内腔的引下线存在打弯的质量隐患，进而不会造成叶尖套上的接闪装置接引雷电后，雷电在充满空气的叶尖空腔内或者沿内部表面产生电弧的现象，进而不会出现水汽发热继而引起水蒸气的不平衡膨胀，最终不会导致叶片表面撕裂或者后缘开裂的问题出现。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的用于风力发电机组的加长叶片在迎风面的结构剖视图；

图2为本实用新型的加长叶片的叶尖套在背风面的部分示意图；

其中，1-引下线，2-叶身，3-第一叶片内腔，4-连接管，5-第二叶片内腔，6-叶尖套，7-引下线固定装置，8-第一接闪器，9-避雷板，10-窗口，11-第二接闪器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示，本实施例的用于风力发电机组的加长叶片，包括叶片，接闪装置和引下线，叶片包括叶身和叶尖套，叶片内开设叶片内腔，叶片内腔包括第一叶片内腔和第二叶片内腔，第一叶片内腔具体是开设在叶身内，第二叶片内腔具体是开设在叶尖套内，叶身顶端和叶尖套底端固定连接，具体是叶尖套底端外壁套在叶身顶端外壁外，套接处采用粘结剂粘结。

上述叶片内腔内设置引下线，引下线包括第一引下线和第二引下线；第一引下线为叶身内的引下线，具体是叶身内的第一叶片内腔内的引下线，第二引下线为叶尖套内的引下线，具体是叶尖套内的第二叶片内腔内的引下线；第一引下线和第二引下线通过连接管连接，连接管的材质取决于引下线的材质，具体连接关系是：第二引下线塞入连接管，并用液压钳冷压两道，第一引下线塞入连接管的另一端，也用液压钳冷压两道。

本实施例的用于风力发电机组的加长叶片，还包括引下线固定装置，引下线固定装置设在叶片内腔内，具体是设在叶尖套的第二叶片内腔内，从而实现对引下线进行固定，引下线固定装置具体采用Ω管，材质是玻璃钢，管径优选为20mm，Ω管首尾两端与叶尖套的顶端和底端都有一定的距离，Ω管内穿设上述引下线，Ω管采用粘结剂固定在叶尖套的第二叶片内腔的内壁上；具体的，Ω管固定在第二叶片内腔的背风面的内壁上。

上述接闪装置包括第一接闪器和第二接闪器，第一接闪器和第二接闪器设置在叶尖套外壁上，具体是第一接闪器安装在叶尖套的迎风面的外壁上，第二接闪器安装在叶尖套的背风面的外壁上，两个接闪器通过螺纹拧入的形式与上述引下线固定的避雷板连接。

具体的，避雷板是用粘结剂固定在背风面叶尖套内腔的的内壁上，位于Ω管上方，与Ω管处于同一中心线上，避雷板具体可以采用铜板；

避雷板与引下线端部通过接线端子连接，引下线端部安装接线端子，安装接线端子的引下线通过螺钉拧入避雷板，接线端子采用现有接线端子即可，接线端子的材质取决于引下线的材质。

避雷板与第一接闪器之间螺纹连接，具体的，第一接闪器采用螺钉，叶尖套的迎风面的外壁对应避雷板的位置开设通孔，避雷板上开设螺纹孔，螺钉贯穿叶尖套的迎风面上的通孔与避雷板上的螺纹孔螺纹连接；

第二接闪器与避雷板之间螺纹连接，具体的，第二接闪器采用螺钉，叶尖套的背风面的外壁对应避雷板的位置开设通孔，避雷板上开设螺纹孔，螺钉贯穿叶尖套的背风面上的通孔与避雷板上的螺纹孔螺纹连接。

作为优选实施例，叶片在迎风面的外壁上开设窗口，具体是在叶尖套的迎风面的外壁上开设窗口，开设位置对应于上述避雷板，即窗口在叶尖套迎风面的位置对应避雷板在叶尖套背风面对应的位置，窗口形状优选为矩形，矩形四个角需要圆弧过渡，矩形窗口的四个边打磨成斜坡，在叶片加长操作过程中，通过窗口对引下线进行拉直处理，在完成叶片加长操作后，可以通过盖板与窗口固定，盖板的尺寸大于窗口的尺寸，使得盖板盖住窗口。

本实用新型的用于风力发电机组的加长叶片的组装方式如下：

a叶尖套制作，叶尖套包括迎风面壳体和背风面壳体两部分，在背风面的壳腔内壁上粘结Ω管，在Ω管下方的背风面的壳腔内壁上粘结避雷板，然后将背风面壳体与迎风面壳体合模，在迎风面对应避雷板的外壁开设窗口，露出避雷板；

b制作叶身，将待加长叶片切掉叶片尖部，清理出叶片内的引下线，即得到加长叶片的叶身的引下线(第一引下线)，然后将叶身的引下线与用于放在叶尖套内的引下线(即第二引下线)通过连接管连接，连接完成后，手糊两层玻璃纤维将引下线连接部位固定在叶身的背风面，等待玻璃纤维固化；

c连接叶尖套和叶身，在叶身顶端外壁外刮涂粘结剂，将叶尖套底端缓慢向上移动与叶身顶端外壁通过粘结剂粘结，在移动叶尖套的过程中，将叶身内的引下线穿入Ω管，然后用手通过叶尖套开设的窗口将引下线拉直，等待粘结剂固化；

粘结剂固化后，确定引下线到避雷板的距离，裁切掉多余的线头，然后通过接线端子将引下线端部与避雷板固定；

在叶尖套的背风面外壁于避雷板位置开设通孔，在避雷板上对应通孔开设螺纹孔，将第二接闪器，即螺钉穿过通孔与避雷板的螺纹孔螺纹连接；

用盖板粘结在窗口上，盖板尺寸大于天窗，在窗口位置手糊两层玻璃纤维，等待玻璃纤维固化；

玻璃纤维固化后，在叶尖套的迎风面外壁于避雷板位置开设通孔，避雷板上对应通孔开设螺纹孔，将第一接闪器，即螺钉穿过通孔和叶尖套内腔与背风面的避雷板上的螺纹孔螺纹连接。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于风力发电机组的加长叶片，包括叶片，接闪装置和引下线，所述叶片包括叶身和叶尖套，所述叶尖套设置接闪装置，所述叶片内开设叶片内腔，所述叶片内腔内设置引下线，所述引下线与接闪装置连接，其特征在于，还包括引下线固定装置，所述引下线固定装置设在叶片内腔内，对引下线进行固定。

2.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的加长叶片，其特征在于，所述引下线固定装置采用Ω管，所述Ω管内穿设所述引下线，所述Ω管固定在叶片内腔的内壁上。

3.根据权利要求2所述的用于风力发电机组的加长叶片，其特征在于，所述Ω管固定在叶片内腔的背风面的内壁上。

4.根据权利要求2所述的用于风力发电机组的加长叶片，其特征在于，所述接闪装置包括第一接闪器，所述第一接闪器设置在叶尖的迎风面的外壁上，与所述引下线顶端部连接。

5.根据权利要求4所述的用于风力发电机组的加长叶片，其特征在于，所述第一接闪器和引下线顶端通过避雷板连接，所述避雷板固定在所述Ω管下方的叶片内腔的背风面的内壁上。

6.根据权利要求5所述的所述用于风力发电机组的加长叶片，其特征在于，所述避雷板与引下线顶端通过接线端子连接；所述避雷板与第一接闪器之间螺纹连接。

7.根据权利要求5所述的用于风力发电机组的加长叶片，其特征在于，所述接闪装置还包括第二接闪器，所述第二接闪器设置在叶尖的背风面的外壁上，所述第二接闪器与所述避雷板之间螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的加长叶片，其特征在于，所述叶片在迎风面的外壁上开设窗口，在叶片加长操作过程中，通过所述窗口对引下线进行拉直处理。

9.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的加长叶片，其特征在于，所述叶片内腔包括第一叶片内腔和第二叶片内腔；

所述叶身内开设所述第一叶片内腔，所述叶尖套内开设所述第二叶片内腔；

所述叶身顶端和叶尖套底端固定连接。

10.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的加长叶片，其特征在于，所述引下线包括第一引下线和第二引下线；

所述第一引下线为叶身内的引下线，所述第二引下线为叶尖套内的引下线；

所述第一引下线和第二引下线通过连接管连接。

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