CN213717083U - 接地阻抗及风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种接地阻抗及风力发电机，涉及风力发电技术领域，该接地阻抗包括：多条放射接地装置；各放射接地装置分别与风力发电机的接地金属环连接，且各放射接地装置以接地金属环为中心呈放射状分布；放射接地装置包括多个依次连接的针刺接地装置；针刺接地装置包括接地引线和多个金属棒；各金属棒并联设置于接地引线上，且各金属棒之间的距离为预设距离。本实用新型能够有效降低高电阻率土壤地区杆塔的冲击接地阻抗，且该接地阻抗材料成本较低，能够长期使用，也不会对周围环境产生破坏，提升了风力发电机的雷电耐受水平。

Description

接地阻抗及风力发电机

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种接地阻抗及风力发电机。

背景技术

风力发电机通常设置于空旷的野外环境中，在恶劣天气下容易受到雷击。当风力发电机发生雷击时，雷电冲击电流注入风机顶部，电流沿着风力发电机塔身和接地装置散流入地。当接地的冲击电阻较大时，会引起风机顶部电压的急剧升高，从而导致风机出现故障，无法正常运行。尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的山区，雷击风机引起的事故率较高。因此对多雷地区风力发电机接地装置的冲击接地阻抗进行降阻，以提升风力发电机的雷电耐受水平是十分必要的。

目前对于接地阻抗的降阻主要采用添加降阻剂、加装离子模块、改用石墨绳材料等方式，材料成本较高，具有一定的时效性并且对环境有一定的破坏性。因此，如何为风力发电机设置可靠的接地阻抗，以提升风力发电机的雷电耐受水平成为亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种接地阻抗及风力发电机，能够有效降低高电阻率土壤地区杆塔的冲击接地阻抗，且该接地阻抗材料成本较低，能够长期使用，也不会对周围环境产生破坏，提升了风力发电机的雷电耐受水平。

为了实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种接地阻抗，包括：多条放射接地装置；各所述放射接地装置分别与风力发电机的接地金属环连接，且各所述放射接地装置以所述接地金属环为中心呈放射状分布；所述放射接地装置包括多个依次连接的针刺接地装置；所述针刺接地装置包括接地引线和多个金属棒；各所述金属棒并联设置于所述接地引线上，且各所述金属棒之间的距离为预设距离。

进一步，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述金属棒为一字型金属棒或十字型金属棒。

进一步，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述针刺接地装置的两端分别设置有连接装置。

进一步，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述连接装置为预设尺寸的钢板，所述钢板上设置有通孔。

进一步，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述放射接地装置的数量为4条。

进一步，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，相邻两条所述放射接地装置之间的夹角为90度。

进一步，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述金属棒的长度取值范围为200～300mm。

进一步，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述金属棒由铜、钢和钢镀铜中的任意一种金属制成。

进一步，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述预设距离为200mm。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种风力发电机，其特征在于，包括：风机主体、接地装置和第一方面任一项所述的接地阻抗，所述接地阻抗与所述接地装置上的接地金属环连接。

本实用新型实施例提供了一种接地阻抗及风力发电机，该接地阻抗包括：多条放射接地装置；各放射接地装置分别与风力发电机的接地金属环连接，且各放射接地装置以接地金属环为中心呈放射状分布；放射接地装置包括多个依次连接的针刺接地装置；针刺接地装置包括接地引线和多个金属棒；各金属棒并联设置于接地引线上，且各金属棒之间的距离为预设距离。

上述接地阻抗可以连接于风力发电机的接地装置，对接地装置起到等效扩经的作用，通过在接地阻抗的金属引线上设置多个金属棒，可以增大接地火花放电区域的范围，提升接地阻抗周围土壤的散流效率，有效降低了高电阻率土壤地区杆塔的冲击接地阻抗，且该接地阻抗材料成本较低，能够长期使用，也不会对周围环境产生破坏，提升了风力发电机的雷电耐受水平。

本实用新型实施例的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本实用新型实施例的上述技术即可得知。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种接地阻抗结构俯视图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的一种针刺接地装置俯视图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的一种针刺接地装置结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的一种鱼骨型针刺接地装置示意图；

图5示出了本实用新型实施例所提供的一种十字型针刺接地装置示意图；

图6示出了本实用新型实施例所提供的一种的十字型针刺接地装置侧视图。

图标：

10-放射接地装置；11-接地金属环；21-接地引线；22-金属棒；23-连接装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

目前，考虑到现有技术中还存在风力发电机的接地阻抗可靠性较差的问题，为改善此问题，本实用新型实施例提供的一种接地阻抗及风力发电机，该技术可应用于提升风力发电机的雷电耐受水平。以下对本实用新型实施例进行详细介绍。

本实施例提供了一种接地阻抗，参见图1所示的接地阻抗结构俯视图，该接地阻抗包括：多条放射接地装置10；各放射接地装置10分别与风力发电机的接地金属环11连接，且各放射接地装置以金属环为中心呈放射状分布。上述放射接地装置的数量可以根据风力发电机所在地区的土壤电阻率进行设置，诸如可以是4条，如图1所示，相邻两条放射接地装置10之间的夹角为90度。在接地阻抗安装过程中，可以在风力发电机的接地金属环周围挖出四条射线形沟道，将放射接地装置分别放入各沟道中与接地金属环连接，然后回填土壤。

上述放射接地装置包括多个依次连接的针刺接地装置，参见如图2所示的针刺接地装置俯视图，该针刺接地装置包括接地引线21和多个金属棒22。各金属棒22并联设置于接地引线21上，且各金属棒22之间的距离为预设距离。上述接地引线为金属线，该金属线的材质和直径尺寸可以与上述金属棒相同。上述针刺接地装置的长度可以是设定好的固定长度，多条针刺接地装置依次拼接，可以得到放射接地装置，每条放射接地装置包括的针刺接地装置数量，可以根据放射接地装置的设计长度及针刺接地装置的长度进行设定。

如图2所示，上述针刺接地装置的两端分别设置有连接装置23，该连接装置23为预设尺寸的钢板，钢板上设置有通孔。该通孔为连接通孔，将两个针刺接地装置端点的连接装置上的通孔对齐，插入螺钉等固定装置，可以实现对针刺接地装置的拼接。上述通孔的数量越多，针刺接地装置之间的连接越稳定，诸如可以在连接装置上设置两个通孔。该通孔的大小可以根据螺钉等固定装置的尺寸进行设定。

为了进一步提升针刺接地装置拼接的稳定性，上述连接装置可以是预设厚度的钢板，诸如，参见如图3所示的针刺接地装置结构示意图，连接装置的钢板厚度可以是5mm，该连接装置上包括2个通孔，通孔的直径可以是10mm，通孔的设置位置可以跟钢板的尺寸大小确定，当钢板的尺寸为100mm*40mm时，两个通孔之间的间距可以是50mm。金属棒可以是直径为12mm的圆钢，各金属棒之间的预设距离可以根据实际情况进行设定，诸如可以是200mm。

在一种具体的实施方式中，上述金属棒为一字型金属棒或十字型金属棒。当上述金属棒为一字型金属棒时，参见如图4所示的鱼骨型针刺接地装置示意图，各个金属棒的中心点与针刺接地装置的接地引线固定连接，形成鱼骨型针刺接地装置。当金属棒为十字型金属棒时，参见如图5所示的十字型针刺接地装置示意图，各个十字型金属棒的中心点焊接于针刺接地装置的接地引线上，形成十字型针刺接地装置，参见如图6所示的十字型针刺接地装置侧视图，图6中示出了十字型针刺接地装置的侧面图像，该十字型金属棒可以是由4根长度相同的金属棒拼接得到。

为了提升接地阻抗的稳定性，上述金属棒由铜、钢和钢镀铜中的任意一种金属制成，提升了接地阻抗的稳定性，且时效性较长，不会污染环境。在实际应用中，由于金属棒的长度受到接地极本体的火花放电和接地极与短导体之间的电流屏蔽作用的影响，不同形状及长度的金属棒会对降低冲击接地阻抗的效果产生影响也不相同，实用新型人通过大量仿真计算及现场试验，发现上述鱼骨型针刺接地装置和十字型针刺接地装置在降低冲击阻抗时的效果较好，并通过多次试验发现上述金属棒的总长度取值范围在200～300mm时降低冲击阻抗的效果较好，适用于风电接地装置降低冲击阻抗使用。

本实施例提供的上述接地阻抗，可以连接于风力发电机的接地装置，对接地装置起到等效扩经的作用，通过在接地阻抗的金属引线上设置多个金属棒，可以增大接地火花放电区域的范围，提升接地阻抗周围土壤的散流效率，有效降低了高电阻率土壤地区杆塔的冲击接地阻抗，且该接地阻抗材料成本较低，能够长期使用，也不会对周围环境产生破坏，提升了风力发电机的雷电耐受水平。

对应于上述实施例所提供的接地阻抗，本实用新型实施例提供了一种风力发电机，包括：风机主体、接地装置和上述实施例提供的接地阻抗，接地阻抗与接地装置上的接地金属环连接。

本实施例提供的风力发电机，通过使接地金属环连接上述实施例提供的接地阻抗，可以对风力发电机接地装置的冲击接地阻抗进行降阻，且该接地阻抗材料成本较低，能够长期使用，也不会对周围环境产生破坏，提升了风力发电机的雷电耐受水平。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种接地阻抗，其特征在于，包括：多条放射接地装置；

各所述放射接地装置分别与风力发电机的接地金属环连接，且各所述放射接地装置以所述接地金属环为中心呈放射状分布；

所述放射接地装置包括多个依次连接的针刺接地装置；所述针刺接地装置包括接地引线和多个金属棒；

各所述金属棒并联设置于所述接地引线上，且各所述金属棒之间的距离为预设距离。

2.根据权利要求1所述的接地阻抗，其特征在于，所述金属棒为一字型金属棒或十字型金属棒。

3.根据权利要求1所述的接地阻抗，其特征在于，所述针刺接地装置的两端分别设置有连接装置。

4.根据权利要求3所述的接地阻抗，其特征在于，所述连接装置为预设尺寸的钢板，所述钢板上设置有通孔。

5.根据权利要求1所述的接地阻抗，其特征在于，包括：所述放射接地装置的数量为4条。

6.根据权利要求5所述的接地阻抗，其特征在于，相邻两条所述放射接地装置之间的夹角为90度。

7.根据权利要求1所述的接地阻抗，其特征在于，所述金属棒的长度取值范围为200～300mm。

8.根据权利要求1所述的接地阻抗，其特征在于，所述金属棒由铜、钢和钢镀铜中的任意一种金属制成。

9.根据权利要求1所述的接地阻抗，其特征在于，所述预设距离为200mm。

10.一种风力发电机，其特征在于，包括：风机主体、接地装置和权利要求1-9任一项所述的接地阻抗，所述接地阻抗与所述接地装置上的接地金属环连接。

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