CN219733568U - 一种风电叶片防雷系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种风电叶片防雷系统，包括叶尖接闪器、叶片表面金属喷涂层和叶根避雷环，所述叶尖接闪器安装于叶片的叶尖端面，所述叶根避雷环安装于叶片的叶根壳体表面，所述叶片表面金属喷涂层设于叶片壳体表面，并位于叶尖接闪器和叶根避雷环之间，作为引下线其两端分别与叶尖接闪器和叶根避雷环连接。本实用新型能够有效解决叶片雷击击穿问题以及由于雷击产生内部电弧造成叶片开裂问题，同时作为引下线的叶片表面金属喷涂层布置于叶片表面，便于后期检查及维修。
Description
技术领域
本实用新型涉及风电叶片的技术领域，尤其是指一种风电叶片防雷系统。
背景技术
风力发电机组一般安装在高山、平原之上，因为周围空旷以及本身突出的高度，往往成为雷击接闪点。随着机组高度的不断增加，叶片长度不断加长，叶片雷击损坏问题日渐突出。经过现场勘查，叶片雷击损伤主要由于雷击击中叶片壳体表面之后击穿壳体，接着传导至引下线，通过引下线传导泄散雷电流的过程中导致的。损伤原因主要在于叶片壳体雷击击穿造成的玻纤分层，以及叶片内部电弧的产生，造成内部水汽分解，致使内部气压上升，最终造成叶片开裂。
此外，以往叶片引下线系统敷设于叶片内部或者与叶片一体灌注，后期运行中无法对引下线进行检查以及维修。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风电叶片防雷系统，能够有效解决叶片雷击击穿问题以及由于雷击产生内部电弧造成叶片开裂问题，同时作为引下线的叶片表面金属喷涂层布置于叶片表面，便于后期检查及维修。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：
一种风电叶片防雷系统，包括叶尖接闪器、叶片表面金属喷涂层和叶根避雷环，所述叶尖接闪器安装于叶片的叶尖端面，所述叶根避雷环安装于叶片的叶根壳体表面，所述叶片表面金属喷涂层设于叶片壳体表面，并位于叶尖接闪器和叶根避雷环之间，作为引下线其两端分别与叶尖接闪器和叶根避雷环连接。
进一步，所述叶片表面金属喷涂层包括叶尖区域金属喷涂层、叶片迎风面金属喷涂层、叶片背风面金属喷涂层和后缘区域金属喷涂层，所述叶尖区域金属喷涂层设于叶片叶尖前4m区域或前6m区域，所述叶片迎风面金属喷涂层呈条状，沿展向设于叶片迎风面壳体中心处，其一端与叶尖区域金属喷涂层连接，其另一端与叶根避雷环连接，所述叶片背风面金属喷涂层呈条状，沿展向设于叶片背风面壳体中心处，其一端与叶尖区域金属喷涂层连接，其另一端与叶根避雷环连接，所述后缘区域金属喷涂层呈条状，其数量有多条，分别沿展向间隔布置于叶片迎风面和背风面的后缘区域，每条后缘区域金属喷涂层的一端分别与叶片迎风面金属喷涂层或叶片背风面金属喷涂层连接，另一端倾斜延伸至后缘区域。
进一步，所述叶片表面金属喷涂层包括叶尖区域金属喷涂层、叶片前缘金属喷涂层、叶片后缘金属喷涂层和叶中区域弦向金属喷涂层，所述叶尖区域金属喷涂层设于叶片叶尖前4m区域或前6m区域，所述叶片前缘金属喷涂层设于叶片前缘的壳体表面，其一端与叶尖区域金属喷涂层连接，其另一端与叶根避雷环连接，所述叶片后缘金属喷涂层设于叶片后缘的壳体表面，其一端与叶尖区域金属喷涂层连接，其另一端与叶根避雷环连接，所述叶中区域弦向金属喷涂层为条状，其数量有多条，分别沿展向间隔布置于叶片迎风面和背风面，每条叶中区域弦向金属喷涂层沿弦向设置，其两端分别与叶片前缘金属喷涂层和叶片后缘金属喷涂层连接。
进一步，所述叶片迎风面金属喷涂层和叶片背风面金属喷涂层的厚度为0.3～0.35mm，宽幅大于300mm。
进一步，所述叶片前缘金属喷涂层和叶片后缘金属喷涂层的厚度为0.3～0.35mm，宽幅大于300mm。
进一步，所述叶尖区域金属喷涂层的弦向截面积不小于50mm2。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、从叶片防护效果上，极大的增加了叶片的接闪面积，叶片表面的金属喷涂层都可以作为接闪点，极大的保证有效接闪率。
2、由于叶尖接闪器以及作为引下线的叶片表面金属喷涂层均布置于叶片表面，可以有效避免叶片击穿以及内部电弧对叶片造成的损坏。
3、由于叶尖接闪器以及作为引下线的叶片表面金属喷涂层均布置于叶片表面，方便后期现场排查，如叶片表面金属喷涂层出现破损，重新喷涂金属喷涂层即可。
4、叶片防雷系统主要是通过金属喷涂制作，不影响叶片整体的生产，只需叶片成型之后进行喷涂即可，不需要调整叶片结构，提高叶片生产效率。
附图说明
图1为实施例1中的叶片防雷系统在叶片迎风面的结构示意图。
图2为实施例2中的叶片防雷系统在叶片迎风面的结构示意图。
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，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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做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。
实施例1：
如图1所示，本实施例提供了一种风电叶片防雷系统，包括叶尖接闪器1、叶根避雷环2和叶片表面金属喷涂层，所述叶尖接闪器1安装于叶片的叶尖端面，所述叶根避雷环2安装于叶片的叶根壳体表面，所述叶片表面金属喷涂层设于叶片壳体表面，并位于叶尖接闪器1和叶根避雷环2之间，作为引下线其两端分别与叶尖接闪器1和叶根避雷环2连接。
具体的，叶片表面金属喷涂层包括叶尖区域金属喷涂层301、叶片迎风面金属喷涂层302、叶片背风面金属喷涂层(图中未示出)和后缘区域金属喷涂层303，所述叶尖区域金属喷涂层301设于叶片叶尖前4m区域或前6m区域，所述叶片迎风面金属喷涂层302呈条状，沿展向设于叶片迎风面壳体中心处，其一端与叶尖区域金属喷涂层301连接，其另一端与叶根避雷环2连接，所述叶片背风面金属喷涂层呈条状，沿展向设于叶片背风面壳体中心处，其一端与叶尖区域金属喷涂层301连接，其另一端与叶根避雷环2连接，所述后缘区域金属喷涂层303呈条状，其数量有多条，分别沿展向间隔布置于叶片迎风面和背风面的后缘区域，后缘区域金属喷涂层303用于实现对叶片后缘直击雷的防护，每条后缘区域金属喷涂层303的一端分别与叶片迎风面金属喷涂层302或叶片背风面金属喷涂层连接，另一端倾斜延伸至后缘区域，其通过叶片迎风面金属喷涂层302或叶片背风面金属喷涂层与叶根避雷环2连接，从而实现叶片整体雷电流的顺利泄散。
对于上述金属喷涂涂层，可以采用火焰喷涂防护技术或者冷喷技术。当使用火焰喷涂技术时，需控制喷口与叶片接触温度不超过65℃；当喷涂温度超过65℃，在叶片一体灌注时需在喷涂区域增加隔热层。另外为增加金属喷涂层在叶片表面的附着，可适度对叶片表面进行喷砂处理。
具体的，对于叶片迎风面金属喷涂层和叶片背风面金属喷涂层的宽度与厚度，需保证弦向截面积不小于50mm2，为避免上述金属喷涂层影响叶片气动性能，优选厚度为0.3～0.35mm，宽幅大于300mm。
叶尖区域金属喷涂层整体尺寸较小，可根据实际叶尖尺寸确定金属喷涂厚度，需保证弦向截面积不小于50mm2。
实施例2：
如图2所示，本实施例提供了另一种风电叶片防雷系统，本实施例与实施例1的不同在于：所述叶片表面金属喷涂层包括叶尖区域金属喷涂层301、叶片前缘金属喷涂层304、叶片后缘金属喷涂层305和叶中区域弦向金属喷涂层306，所述叶尖区域金属喷涂层301设于叶片叶尖前4m区域或前6m区域，所述叶片前缘金属喷涂层304设于叶片前缘的壳体表面，其一端与叶尖区域金属喷涂层301连接，其另一端与叶根避雷环连接，所述叶片后缘金属喷涂层305设于叶片后缘的壳体表面，其一端与叶尖区域金属喷涂层301连接，其另一端与叶根避雷环连接，叶片前缘金属喷涂层304和叶片后缘金属喷涂层305作为叶片前缘与后缘的直击雷防护，所述叶中区域弦向金属喷涂层306为条状，其数量有多条，分别沿展向间隔布置于叶片迎风面和背风面，每条叶中区域弦向金属喷涂层306沿弦向设置，其两端分别与叶片前缘金属喷涂层304和叶片后缘金属喷涂层305连接，作为叶片壳体表面直击雷的防护。
本实用新型的叶片防雷系统均敷设于叶片壳体表面，可以有效提高叶片直击雷的接闪效率，避免叶片表面接闪之后击穿壳体，传导至引下线过程中造成的损害问题。并且，因为叶片防雷系统主要在叶片成型后期采用金属喷涂形成，后期维护过程中，如果需要维修，现场重新进行喷涂即可，不需要对叶片本身结构进行破坏。
总之，本实用新型能够对叶片直接雷进行全面的防护，避免雷电流击穿叶片壳体以及在叶片产生内部电弧造成叶片结构的损坏，便于后期的运维；保证叶片整体结构安全以及提高叶片使用寿命，从而提高风力发电机组的稳定性与发电量，值得推广。
以上所述，仅为本实用新型专利较佳的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其实用新型专利构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。
Claims (6)
1.一种风电叶片防雷系统，其特征在于：包括叶尖接闪器、叶片表面金属喷涂层和叶根避雷环，所述叶尖接闪器安装于叶片的叶尖端面，所述叶根避雷环安装于叶片的叶根壳体表面，所述叶片表面金属喷涂层设于叶片壳体表面，并位于叶尖接闪器和叶根避雷环之间，作为引下线其两端分别与叶尖接闪器和叶根避雷环连接。
2.根据权利要求1所述的风电叶片防雷系统，其特征在于：所述叶片表面金属喷涂层包括叶尖区域金属喷涂层、叶片迎风面金属喷涂层、叶片背风面金属喷涂层和后缘区域金属喷涂层，所述叶尖区域金属喷涂层设于叶片叶尖前4m区域或前6m区域，所述叶片迎风面金属喷涂层呈条状，沿展向设于叶片迎风面壳体中心处，其一端与叶尖区域金属喷涂层连接，其另一端与叶根避雷环连接，所述叶片背风面金属喷涂层呈条状，沿展向设于叶片背风面壳体中心处，其一端与叶尖区域金属喷涂层连接，其另一端与叶根避雷环连接，所述后缘区域金属喷涂层呈条状，其数量有多条，分别沿展向间隔布置于叶片迎风面和背风面的后缘区域，每条后缘区域金属喷涂层的一端分别与叶片迎风面金属喷涂层或叶片背风面金属喷涂层连接，另一端倾斜延伸至后缘区域。
3.根据权利要求1所述的风电叶片防雷系统，其特征在于：所述叶片表面金属喷涂层包括叶尖区域金属喷涂层、叶片前缘金属喷涂层、叶片后缘金属喷涂层和叶中区域弦向金属喷涂层，所述叶尖区域金属喷涂层设于叶片叶尖前4m区域或前6m区域，所述叶片前缘金属喷涂层设于叶片前缘的壳体表面，其一端与叶尖区域金属喷涂层连接，其另一端与叶根避雷环连接，所述叶片后缘金属喷涂层设于叶片后缘的壳体表面，其一端与叶尖区域金属喷涂层连接，其另一端与叶根避雷环连接，所述叶中区域弦向金属喷涂层为条状，其数量有多条，分别沿展向间隔布置于叶片迎风面和背风面，每条叶中区域弦向金属喷涂层沿弦向设置，其两端分别与叶片前缘金属喷涂层和叶片后缘金属喷涂层连接。
4.根据权利要求2所述的风电叶片防雷系统，其特征在于：所述叶片迎风面金属喷涂层和叶片背风面金属喷涂层的厚度为0.3～0.35mm，宽幅大于300mm。
5.根据权利要求3所述的风电叶片防雷系统，其特征在于：所述叶片前缘金属喷涂层和叶片后缘金属喷涂层的厚度为0.3～0.35mm，宽幅大于300mm。
6.根据权利要求2或3所述的风电叶片防雷系统，其特征在于：所述叶尖区域金属喷涂层的弦向截面积不小于50mm2。
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