CN218542483U - 风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种风力发电机组，风力发电机组包括轮毂、叶片、以及安装在每个叶片的叶根与轮毂之间的变桨轴承，风力发电机组还包括防雷装置、支架、绝缘板等，防雷装置包括多个防雷模块，防雷模块包括叶片防雷导线，叶片防雷导线的第一端与叶片接闪器电连接；支架的一端安装在轮毂的腹板上；绝缘板安装在支架的另一端；柔性电缆的第一端与叶片防雷导线的第二端连接，柔性电缆的第二端固定在绝缘板上；雷电流引下线的第一端固定在绝缘板上，并与柔性电缆的第二端电连接。本实用新型的风力发电机组中的防雷装置能够避免雷电流经过变桨轴承，防止雷电对变桨轴承造成损毁。

Description

风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，更具体地，涉及一种风力发电机组。

背景技术

在风力发电机组中，变桨轴承一般为金属件，在风力发电机组雷电流引下系统遭受雷击的过程中如不加保护，将会受到电腐蚀、击穿等破坏，最终对轴承安全运行造成严重影响，且不易察觉，一旦问题暴露，将以轴承结构破坏等严重问题呈现，大大增加发电机组安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种风力发电机组，其防雷装置能够避免雷电流经过变桨轴承，防止雷电对变桨轴承造成损毁。

针对如上所述的目的，本公开提供如下技术方案：

根据本实用新型的一方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括轮毂、安装在所述轮毂上的多个叶片、以及安装在每个所述叶片的叶根与所述轮毂之间的变桨轴承，所述风力发电机组还包括防雷装置，所述防雷装置包括多个防雷模块，每个防雷模块安装在相应的所述叶片的叶根和所述轮毂之间，所述防雷模块包括：叶片防雷导线，设置在所述叶片上，所述叶片防雷导线的第一端与叶片接闪器电连接；支架，所述支架的一端安装在所述轮毂的腹板上；绝缘板，安装在所述支架的另一端；柔性电缆，所述柔性电缆的第一端与所述叶片防雷导线的第二端连接，所述柔性电缆的第二端固定在所述绝缘板上；雷电流引下线，所述雷电流引下线的第一端固定在所述绝缘板上，并与所述柔性电缆的第二端电连接。通过避雷装置可使雷电流在不经过变桨轴承的情况下，引出发电机组，避免雷电流对变桨轴承造成损坏，且结构简单，易于安装和维护。

根据本实用新型的一方面，所述柔性电缆为软铜带。软铜带能够承受变桨轴承的一定角度的扭转，保持与叶片防雷导线连接的可靠性。

根据本实用新型的一方面，所述轮毂包括与每个所述叶片对应的轮毂法兰，所述腹板位于所述轮毂法兰的内侧，所述支架安装在所述腹板的中心。支架连接在腹板中心位置，使得电缆路径简明，避免挂带其他内部部件。

根据本实用新型的一方面，所述防雷装置还包括安装在所述轮毂内部的汇流排，所述多个防雷模块的雷电流引下线连接到所述汇流排。可将三个叶片上的雷电流汇合至汇流排并排出，方便线缆管理和转出雷电流。

根据本实用新型的一方面，所述汇流排包括汇流板和绝缘垫，所述绝缘垫安装在所述轮毂上，所述汇流板安装在所述绝缘垫上，从而与所述轮毂之间绝缘。绝缘垫能够防止雷电流接入轮毂。

根据本实用新型的一方面，所述叶片为三个，所述防雷模块为三个，所述汇流板上包括三个雷电流引下线接线端子以及一个雷电流引出接线端子，每个雷电流引下线通过相应的走线架连接至相应的雷电流引下线接线端子。雷电流引下线接线端子可将雷电流引下线连接至汇流板。

根据本实用新型的一方面，所述风力发电机组还包括主轴，所述主轴包括主轴连接法兰，所述轮毂包括轮毂连接法兰，所述轮毂和所述主轴通过所述轮毂连接法兰和所述主轴连接法兰以及紧固螺栓相互连接，所述轮毂连接法兰和所述主轴连接法兰上分别开设有走线孔，所述防雷装置还包括雷电流引出线，所述雷电流引出线的第一端与所述雷电流引出接线端子电连接，所述雷电流引出线的第二端通过所述走线孔引出到所述轮毂的外侧。雷电流引出接线端子可将三个叶片的雷电流引出。

根据本实用新型的一方面，所述风力发电机组还包括位于所述轮毂外部的主轴承独立防雷装置，所述雷电流引出线的第二端与所述主轴承独立防雷装置相连。雷电流引出线最终将雷电流引入主轴承独立防雷装置。

根据本实用新型的一方面，所述支架由金属材料焊接而成，包括支架底座和连接在所述支架底座上的支撑杆，所述支架底座安装在所述轮毂的所述腹板上，所述支撑杆朝向所述叶片的叶根内部延伸，所述绝缘板安装在所述支撑杆上，所述支撑杆上设置有导线绑扎孔。绝缘板能够使支撑架绝缘。

根据本实用新型的一方面，所述支撑杆朝向所述叶片的一端设置有安装板和紧固件，所述安装板和所述绝缘板两者中至少一者上设置有条形孔，所述条形孔沿着所述支撑杆的高度方向延伸，紧固件穿过所述条形孔将所述绝缘板固定在所述安装板上。条形孔能够允许调整绝缘板至叶片的距离，方便接线。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本实用新型的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1为根据本实用新型示例性实施例的风力发电机组的防雷装置以及轮毂内部结构图。

图2为图1中I区域的局部放大图。

图3为根据本实用新型示例性实施例的防雷装模块的支架的第一角度的结构图。

图4为根据本实用新型示例性实施例的防雷模块的支架的第二角度的结构图。

附图标记说明：

100、轮毂；110、腹板；120、轮毂连接法兰；200、绝缘板；300、支架；310、支架底座；320、支撑杆；330、安装板；331、条形孔；400、柔性电缆；500、雷电流引下线；600、汇流排；610、汇流板；611、雷电流引下线接线端子；612、雷电流引出接线端子；620、绝缘垫；700、雷电流引出线。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，不应被理解为本实用新型的实施形态限于在此阐述的实施方式。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

本实用新型提供一种风力发电机组，以下将参照图1至图4详细描述根据本实用新型的实施例的风力发电机组的具体结构。在附图中，相同的附图标记始终表示相同的部件。

图1为根据本实用新型示例性实施例的风力发电机组的防雷装置以及轮毂内部结构图。图2为图1中I区域的局部放大图。图3为根据本实用新型示例性实施例的防雷装模块的支架的第一角度的结构图。

如图1-3所示，本实用新型提供一种风力发电机组，包括轮毂100、安装在轮毂100上的多个叶片、以及安装在每个叶片的叶根与轮毂100之间的变桨轴承，轮毂100可随叶片一起转动，从而带动电机的转子相对于定子转动，将风能转换为电能。叶片数量可以为三个，也可以为其他数量，通过变桨轴承可转动地与轮毂法兰连接。叶片上通常设置有叶片接闪器，用于接受雷电流并将雷电流通过叶片防雷导线向下引流从而通过防雷引下线将电流引入大地，防止叶片受到雷击而损坏。

为了将叶片接收的雷电流引入大地，根据本实用新型的风力发电机组还包括防雷装置，防雷装置包括多个防雷模块，防雷模块的数量与叶片数量相同，每个防雷模块安装在相应的叶片的叶根和轮毂100之间的位置；其中，防雷模块包括：叶片防雷导线、支架300、绝缘板200、柔性电缆400以及雷电流引下线500。支架300安装在轮毂100上，绝缘板200安装在支架300上，叶片防雷导线的第一端与叶片接闪器电连接，第二端支撑在绝缘板200上并与柔性电缆400的第一端连接，可将叶片上的雷电流引入柔性电缆400，柔性电缆400的第二端与雷电流引下线500的第一端连接，雷电流引下线500最终可将雷电流引出，在此防雷模块中的雷电流不经过变桨轴承，防止雷电流对变桨轴承造成损伤，且结构简单，走线简明。柔性电缆400能够消纳变桨系统的一定角度的扭转，保证连接的可靠性。

具体的，轮毂100具有用于与叶片的叶根连接的轮毂法兰以及位于轮毂法兰内侧的轮毂腹板，变桨轴承安装在轮毂法兰和叶根之间。支架300的一端安装在轮毂100的腹板110上，更具体地，支架300可安装在腹板110的中心位置，能够使防雷模块的线缆尽可能的远离信号线缆或者传感器等对电磁环境敏感的部件，可最大限度地减轻机组遭受雷击过程中大电流涌入对电器部件正常运转产生的不利影响，同时也能够缩短线缆的布线长度，降低成本，也可以防止线缆挂带其他内部部件。但是，也不限于必须将支架300设置于腹板110的中心位置，可以为腹板110上的其他位置。

支架300的第一端与轮毂腹板连接，绝缘板200可以设置于支架300上的与腹板110相对的一端，即安装于支架300的第二端，柔性电缆400的第二端和雷电流引下线500的第一端位于绝缘板200上，并相互电连接。绝缘板200可使支架300与柔性电缆400之间、支架300与雷电流引下线500之间相互绝缘，防止雷电流从柔性电缆400流入支架300以及腹板110，对其造成损坏。

具体的，支架300可以由金属材料焊接而成，金属材料支架300具有较高的强度，提高了支架300的使用寿命。支架300包括支架底座310和连接在支架底座310上的支撑杆320，支架底座310安装在轮毂100的腹板110上，支撑杆320朝向叶片的叶根内部延伸，绝缘板200安装在支撑杆320上，支撑杆320上设置有导线绑扎孔。支架300与腹板110之间也可以设置有绝缘结构，将支架300与腹板110隔绝，防止雷电流流入轮毂100。支撑杆320的延伸方向可垂直于腹板110表面，也可以为其他倾斜角度，雷电流引下线500的第二端可沿支撑杆320的长度方向向腹板110延伸，导线绑扎孔可用以固定雷电流引下线500。支撑杆320可以为中空结构，雷电流引下线500可以布线于支撑杆320的内部，支撑杆320可以对线缆起到一定的保护作用。

支撑杆320的朝向叶片的一端还设置有安装板330，绝缘板200可以通过紧固件固定在安装板330上。作为示例，为了使得柔性电缆400与雷电流引下线500的连接端远离支撑杆320，并具有充分的连接空间，安装板330设置为长条板状，安装板330的一端连接于支撑杆320的端部，另一端相对于支撑杆320向外伸出预定长度，用于与柔性电缆400的接线端连接在安装板330的外端，并与雷电流引下线500连接。

如图1-图4所示，安装板330和绝缘板200两者中至少一者上设置有条形孔331，条形孔331沿着支撑杆320的高度方向延伸，紧固件穿过条形孔331将绝缘板200固定在安装板330上。通过设置条形孔331，可以调节绝缘板200的安装位置，从而调整绝缘板200伸入叶根内部的长度。以条形孔331位于安装板330上为例，绝缘板200上设置有通孔，紧固件可以为螺钉，绝缘板200可沿条形孔331的延长方向移动，使其端部靠近或远离叶片，从而使得支架300的总长度是可调节的，进而可调节柔性电缆400与叶片防雷导线的连接位置，方便接线和安装柔性电缆400。

作为示例，柔性电缆400可以为软铜带，由软铜丝编织而成，总截面面积不小于70mm²，但并不限于小于700mm²。由于行业规范的规定，必须大于50mm²，在设计过程中，考虑到多点直击问题，因此，软铜带的截面面积留有余量。软铜丝能够消纳变桨系统的一定角度的扭转，保证连接的可靠性。柔性电缆400也可以为多根细软电缆。

如图2、图3和图4所示，为了将通过雷电流引下线500的雷电流引出，防雷装置还包括安装在轮毂100内部的汇流排600，多个防雷模块的雷电流引下线500连接到汇流排600。具体的，汇流排600包括汇流板610和绝缘垫620，汇流板610可以为金属板，绝缘垫620安装在轮毂100上，汇流板610安装在绝缘垫620上，从而与轮毂100之间绝缘。作为示例，汇流排600可设置于轮毂100根部和主轴连接位置附近的爬梯及走线支架上。

以叶片和防雷模块的数量为三个为例，汇流板610上包括三个雷电流引下线接线端子611以及一个雷电流引出接线端子612，每个雷电流引下线500通过相应的走线架连接至相应的雷电流引下线接线端子611，可将三个叶片上的雷电流引入汇流排600。其中，雷电流引下线接线端子611也为金属可导电材质。汇流排600能够方便布线和施工，节省成本。雷电流最终是依靠雷电流引出接线端子612引出，三合一的引出方式，也能节省引出线缆和开孔的成本。

为了将雷电流引出，防雷装置还包括雷电流引出线700，雷电流引出线700的第一端与雷电流引出接线端子612电连接，风力发电机组还包括主轴，主轴包括主轴连接法兰，轮毂100包括轮毂连接法兰120，轮毂100和主轴通过轮毂连接法兰120和主轴连接法兰以及紧固螺栓相互连接，轮毂连接法兰120和主轴连接法兰上开分别设有走线孔，雷电流引出线700的第二端通过走线孔引出到轮毂100的外侧。具体的，风力发电机组还包括位于轮毂外部的主轴承独立防雷装置，雷电流引出线700的第二端与主轴承独立防雷装置相连，实现将雷电流完全引出防雷模块。作为示例，轮毂连接法兰120和主轴连接法兰分别设置于轮毂100和主轴的端部，走线孔可以在对应位置开设于轮毂连接法兰120和主轴连接法兰上，如此设置，可具有较短的走线路径，方便走线布置和降低成本。但走线孔的位置并不限于此，也可以直接开设于轮毂100的壳体上或者主轴的本体上，走线孔的尺寸可与线缆外径相当，防止线缆发生晃动。

综上，本实用新型的风力发电机组具有防雷装置，防雷装置包括叶片防雷导线、柔性电缆400以及雷电流引下线500，柔性电缆400分别与叶片防雷导线和雷电流引下线500连接，可将叶片上的雷电流引入主轴承独立防雷装置，通过此防雷装置，可使雷电流在不通过变桨轴承的情况下被引出发电机组，将变桨轴承隔离于雷电流下行通道外，避免电腐蚀或直击雷侵害，大幅提高机组安全运行性能，且走线隐蔽，无电磁干扰隐患。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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公开和简化描述，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公开的限制。

在本公开的描述中，需要说明的是，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公开中的具体含义。

以上参考附图描述了本申请的实施例。然而，应当理解的是，所公开的实施例仅仅旨在是可以各种形式和替代形式体现的示例。所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是作为用于教导本领域技术人员如何实践所公开的概念的代表性基础。

Claims (10)

1.一种风力发电机组，所述风力发电机组包括轮毂(100)、安装在所述轮毂(100)上的多个叶片、以及安装在每个所述叶片的叶根与所述轮毂(100)之间的变桨轴承，其特征在于，所述风力发电机组还包括防雷装置，所述防雷装置包括多个防雷模块，每个防雷模块安装在相应的所述叶片的叶根和所述轮毂(100)之间，所述防雷模块包括：

叶片防雷导线，设置在所述叶片上，所述叶片防雷导线的第一端与叶片接闪器电连接；

支架(300)，所述支架(300)的一端安装在所述轮毂(100)的腹板(110)上；

绝缘板(200)，安装在所述支架(300)的另一端；

柔性电缆(400)，所述柔性电缆(400)的第一端与所述叶片防雷导线的第二端连接，所述柔性电缆(400)的第二端固定在所述绝缘板(200)上；

雷电流引下线(500)，所述雷电流引下线(500)的第一端固定在所述绝缘板(200)上，并与所述柔性电缆(400)的第二端电连接。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述柔性电缆(400)为软铜带。

3.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述轮毂(100)包括与每个所述叶片对应的轮毂法兰，所述腹板(110)位于所述轮毂法兰的内侧，所述支架(300)安装在所述腹板(110)的中心。

4.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述防雷装置还包括安装在所述轮毂(100)内部的汇流排(600)，所述多个防雷模块的雷电流引下线(500)连接到所述汇流排(600)。

5.根据权利要求4所述的风力发电机组，其特征在于，所述汇流排(600)包括汇流板(610)和绝缘垫(620)，所述绝缘垫(620)安装在所述轮毂(100)上，所述汇流板(610)安装在所述绝缘垫(620)上，从而与所述轮毂(100)之间绝缘。

6.根据权利要求5所述的风力发电机组，其特征在于，所述叶片为三个，所述防雷模块为三个，所述汇流板(610)上包括三个雷电流引下线接线端子(611)以及一个雷电流引出接线端子(612)，每个雷电流引下线(500)通过相应的走线架连接至相应的雷电流引下线接线端子(611)。

7.根据权利要求6所述的风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组还包括主轴，所述主轴包括主轴连接法兰，所述轮毂(100)包括轮毂连接法兰(120)，所述轮毂(100)和所述主轴通过所述轮毂连接法兰(120)和所述主轴连接法兰以及紧固螺栓相互连接，所述轮毂连接法兰(120)和所述主轴连接法兰上分别开设有走线孔，所述防雷装置还包括雷电流引出线(700)，所述雷电流引出线(700)的第一端与所述雷电流引出接线端子(612)电连接，所述雷电流引出线(700)的第二端通过所述走线孔引出到所述轮毂(100)的外侧。

8.根据权利要求7所述的风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组还包括位于所述轮毂(100)外部的主轴承独立防雷装置，所述雷电流引出线(700)的第二端与所述主轴承独立防雷装置相连。

9.根据权利要求1至8任一项所述的风力发电机组，其特征在于，所述支架(300)由金属材料焊接而成，包括支架底座(310)和连接在所述支架底座(310)上的支撑杆(320)，所述支架底座(310)安装在所述轮毂(100)的所述腹板(110)上，所述支撑杆(320)朝向所述叶片的叶根内部延伸，所述绝缘板(200)安装在所述支撑杆(320)上，所述支撑杆(320)上设置有导线绑扎孔。

10.根据权利要求9所述的风力发电机组，其特征在于，所述支撑杆(320)朝向所述叶片的一端设置有安装板(330)和紧固件，所述安装板(330)和所述绝缘板(200)两者中至少一者上设置有条形孔(331)，所述条形孔(331)沿着所述支撑杆(320)的高度方向延伸，所述紧固件穿过所述条形孔(331)将所述绝缘板(200)固定在所述安装板(330)上。

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