WO2009056121A2 - Device for arresting a lightning in a wind power plant - Google Patents

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WO2009056121A2
WO2009056121A2 PCT/DE2008/001781 DE2008001781W WO2009056121A2 WO 2009056121 A2 WO2009056121 A2 WO 2009056121A2 DE 2008001781 W DE2008001781 W DE 2008001781W WO 2009056121 A2 WO2009056121 A2 WO 2009056121A2
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lightning
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Innovative Windpower Ag
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/64—Devices for uninterrupted current collection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/30—Lightning protection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the invention discloses an apparatus for dissipating a lightning in a wind turbine, the wind turbine comprising at least one rotor blade coupled to a hub, a slow shaft coupled to the hub substantially non-rotatably, a bearing supporting the shaft rotatably supported relative to a main frame, wherein the main frame receives at least a means for converting mechanical energy and having a tower, wherein the tower is conductively connected to the ground, the rotor blade having means for initiating the flash and means for directing the flash the means for directing the flash are designed in conductive contact with a conductive transmission unit, wherein the transmission unit is formed as a sliding contact having a slip ring and a brush and is conductively connected to the tower.
  • Modern wind turbines can have tower heights of 140m and rotor blade diameter of 120m. This leads, in particular in thunderstorm weather conditions, to the fact that flashes or electrostatic discharges discharge via the wind energy installations. The current of the lightning is conducted through or via the wind turbine into the ground. [03] Such a flow of current can not only destroy electrical components, but also affect mechanical parts. In particular, bearings can be affected by current flow in their lifetime (see SKF Product Information 401 Pub .: 1994, page 26 ff.).
  • Lightning protection systems are known from the prior art.
  • the rotor blade tip is formed as an aluminum molding.
  • an aluminum profile is incorporated immediately below the surface.
  • These profiles connect the aluminum part to the blade tip with an aluminum ring placed around the blade root near the blade flange.
  • the ring is located at a sufficient distance from the conductive parts in the blade terminal area, so that the insulation is taken over by the blade itself. Since the lightning discharge already takes place at the blade root and not via hub and rotor bearing, the rotor bearings are spared from any consequential damage. The transfer takes place via interception rods (spark gap), which in turn transmit the lightning strike directly into the stationary part of the system.
  • Air rods are located on the rotor fairing (each assigned to one of the three blades) and on the rear of the nacelle cover.
  • the lightning is derived from there via Statortragarme, journals, machine carrier and tower in the foundation of the system. With the help of this arrangement, a lightning strike is transferred regardless of the current position of the rotor, as well as independent of the current rotor blade angle to the supporting structure.
  • the object of the invention is to direct the lightning in the wind power plant so that the current flow is derived while avoiding the use of a spark gap.
  • the object is achieved by a device for dissipating a lightning in a wind turbine, wherein the wind turbine at least one rotor blade which is coupled to a hub, a slow shaft which is coupled to the hub substantially rotationally fixed, a bearing which the shaft rotatably supports with respect to a main frame, the main frame at least receives a means for converting mechanical energy and having a tower, the tower is conductively connected to the ground, the rotor blade means for initiating the flash and means for guiding the Lightning, wherein the means for directing the flash are in conductive contact with a conductive transmission unit, wherein the transmission unit is formed as a slip ring and a brush having a sliding contact and is conductively connected to the tower.
  • the wind turbine may comprise two, three or more rotor blades.
  • the means for converting mechanical energy may include a generator and / or a transmission.
  • the gearbox converts the rotational speed or the rotational moment in a usually faster speed.
  • the generator generates electrical energy from the mechanical energy (torque).
  • the means for initiating the flash can be designed as an aluminum molding, wherein the aluminum molding can form the blade tip or can be located at the blade tip of the rotor.
  • the means for directing the flash may be configured as an electrically conductive material which is in conductive contact with the means for initiating the flash.
  • the means for initiating may comprise a sheathed copper cable.
  • the transmission unit which is in conductive contact with the means for directing the lightning
  • the lightning can be conducted from a rotating to a stationary device or vice versa.
  • the transmission unit has a sliding contact.
  • This sliding contact can be designed as a slip ring and correspondingly assigned brush.
  • the slip ring and the brush may be formed from metals, graphite or other conductive materials.
  • the slip ring can be made electrically insulating with respect to the tower. As a result, an uncontrolled directing of the lightning can be avoided.
  • the hub can be made electrically conductive and a physical connection to the tower electrically insulating. As a result, an uncontrolled directing of the lightning between hub and tower can be avoided.
  • the means for converting mechanical energy with respect to the tower may be designed to be electrically insulating. Thereby, uncontrolled conduction of the lightning via the means for converting mechanical energy can be avoided.
  • the sliding contact can form an electrically conductive connection to the tower by means of a cable.
  • the lightning can be conducted via the cable to the usually metallic tower.
  • the flash can also be passed directly through the cable into the ground.
  • the slip ring of the sliding contact can be configured as part of the parking brake.
  • the brake disc can additionally exert the function of the slip ring.
  • the slip ring may be configured in copper and the brush in graphite.
  • Fig. 2 shows the upper part of a wind turbine
  • Fig. 3 shows an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows the transition for the flash from a rotating device to a device.
  • the rotor blades 107 are connected to the hub 230.
  • the hub 230 is rotatably connected to the slow shaft 207.
  • the slow shaft 207 is rotatably mounted in the main bearing 209 and leads into the transmission 203, which is the torque the slow wave converts into a fast shaft 205 torque.
  • the fast shaft 205 is connected to the generator 201, wherein the generator 201 converts the rotation of the fast shaft 205 into electrical energy.
  • Both the gear 203 and the generator 201 are isolated (215) connected to the main frame (not shown) (217).
  • the main frame carries both the tool house 101 and the main bearing 209 and is rotatably supported by the azimuth bearing 213 on the metallic tower 103.
  • the transfer unit shown in FIG. 3 comprises a slip ring 303 and a brush 305, which is pressed onto the slip ring 303 by means of a conductive spring 307.
  • a conductive contact forms between slip ring 303 and brush 305.
  • the slip ring 303 is rotatably connected by means of an insulating flange 301 with the slow shaft 207.
  • the conductive spring 307 is connected to the tower 101. For the forwarding of the lightning, the conductive spring is conductively connected to the part of the lightning conductor 109 (309).
  • the slip ring 303 rotates with the slow shaft 207, and the spring 307 makes conductive contact with the brush 305 for the entire rotation.
  • the flash will preferentially take the path of least resistance, here via the slip ring 303 and brush 305.
  • the flash will be guided by a rotating (hub / rotor blade 230/107) to a device 101 standing thereon.
  • a loop 221 is provided. This is realized here by a sheathed multicore copper cable (part of 109). This copper cable is connected to the tower 103 in conductive connection 219.
  • the copper cable can also be designed so that the copper cable protrudes directly into the ground. This is especially intended for lattice towers.

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Abstract

The invention relates to a device for arresting a lightning in a wind power plant comprising at least one rotor blade that is coupled to a hub, a slow shaft that is coupled to the hub in a substantially rotationally fixed manner, a bearing that rotatably mounts the shaft relative to a main frame which accommodates at least one means for converting mechanical power, and a tower that is connected in a conducting manner to the ground. The rotor blade has means for introducing the lightning and means for conducting the lightning. The means for conducting the lightning are in conducting contact with a conducting transmission unit which is connected in a conducting manner to the tower and is designed as a sliding contact that is fitted with a slipring and a brush.

Description

Vorrichtung zum Ableiten eines Blitzes bei einer Windenergieanlage Device for dissipating a lightning in a wind turbine
[01] Die Erfindung offenbart eine Vorrichtung zum Ableiten eines Blitzes in einer Windenergieanlage, wobei die Windenergieanlage wenigstens ein Rotorblatt, welches an eine Nabe gekoppelt ist, eine langsame Welle, welche an die Nabe im Wesentlichen drehfest gekoppelt ist, ein Lager, welches die Welle drehbar bezüglich eines Hauptrahmens lagert, wobei der Hauptrahmen wenigstens ein Mittel zum Umwandeln von mechanischer Energie aufnimmt und einen Turm aufweist, wobei der Turm leitend mit dem Boden verbunden ist, wobei das Rotorblatt Mittel zum Einleiten des Blitzes und Mittel zum Leiten des Blitzes aufweist, wobei die Mittel zum Leiten des Blitzes im leitenden Kontakt mit einer leitenden Übertragungseinheit ausgestaltet sind, wobei die Übertragungseinheit als ein einen Schleifring und eine Bürste aufweisenden Gleitkontakt ausgebildet und mit dem Turm leitend verbunden ist.[01] The invention discloses an apparatus for dissipating a lightning in a wind turbine, the wind turbine comprising at least one rotor blade coupled to a hub, a slow shaft coupled to the hub substantially non-rotatably, a bearing supporting the shaft rotatably supported relative to a main frame, wherein the main frame receives at least a means for converting mechanical energy and having a tower, wherein the tower is conductively connected to the ground, the rotor blade having means for initiating the flash and means for directing the flash the means for directing the flash are designed in conductive contact with a conductive transmission unit, wherein the transmission unit is formed as a sliding contact having a slip ring and a brush and is conductively connected to the tower.
[02] Moderne Windenergieanlagen können Turmhöhen von 140m und Rotorblattdurchmesser von 120m aufweisen. Dies führt insbesondere bei gewittrigen Wetterlagen dazu, dass sich Blitze bzw. elektrostatische Entladungen über die Windenergieanlagen entladen. Dabei wird der Strom des Blitzes durch bzw. über die Windenergieanlage in den Boden geleitet. [03] Ein solcher Stromfluss kann nicht nur elektrische Bauteile zerstören, sondern auch mechanische Teile in Mitleidenschaft ziehen. Insbesondere können Lager durch Stromfluss in ihrer Lebensdauer beeinträchtigt werden (siehe SKF Product information 401 Pub.: 1994 Seite 26 ff.).[02] Modern wind turbines can have tower heights of 140m and rotor blade diameter of 120m. This leads, in particular in thunderstorm weather conditions, to the fact that flashes or electrostatic discharges discharge via the wind energy installations. The current of the lightning is conducted through or via the wind turbine into the ground. [03] Such a flow of current can not only destroy electrical components, but also affect mechanical parts. In particular, bearings can be affected by current flow in their lifetime (see SKF Product Information 401 Pub .: 1994, page 26 ff.).
[04] Aus dem Stand der Technik sind Blitzschutzsysteme bekannt. Bei einem solchen Stand der Technik ist die Rotorblattspitze als Aluminiumformteil ausgebildet. Entlang der Vorder- und Hinterkante des Rotorblattes ist unmittelbar unter der Oberfläche je ein Aluminium-Profil eingearbeitet. Diese Profile verbinden das Aluminiumteil an der Blattspitze mit einem Aluminiumring, der in der Nähe des Blattflansches um die Blattwurzel gelegt ist. Der Ring befindet sich in ausreichendem Abstand zu den leitenden Teilen im Blattanschlußbereich, so dass die Isolation vom Blatt selbst übernommen wird. Da die Blitzableitung bereits an der Blattwurzel erfolgt und nicht über Nabe und Rotorlagerung, bleiben die Rotorlager vor evt. Folgeschäden verschont. Die Überleitung erfolgt über Fangstangen (Funkenstrecke), die wiederum den Blitzeinschlag direkt in den stehenden Teil der Anlage übertragen. Fangstangen befinden sich auf der Rotorverkleidung (jeweils einem der drei Blätter zugeordnet) sowie auf dem hinteren Teil der Gondelverkleidung. Die Ableitung des Blitzes erfolgt von dort über Statortragarme, Achszapfen, Maschinenträger und Turm ins Fundament der Anlage. Mit Hilfe dieser Anordnung wird ein Blitzeinschlag unabhängig von der momentanen Stellung des Rotors, sowie unabhängig vom momentanen Rotorblattwinkel zur tragenden Struktur übergeleitet. [05] Aufgabe der Erfindung ist es, den Blitz in der Windenergieanlage so zu leiten, dass der Stromfluss unter Vermeidung der Verwendung einer Funkenstrecke abgeleitet wird.[04] Lightning protection systems are known from the prior art. In such a prior art, the rotor blade tip is formed as an aluminum molding. Along the leading and trailing edges of the rotor blade, an aluminum profile is incorporated immediately below the surface. These profiles connect the aluminum part to the blade tip with an aluminum ring placed around the blade root near the blade flange. The ring is located at a sufficient distance from the conductive parts in the blade terminal area, so that the insulation is taken over by the blade itself. Since the lightning discharge already takes place at the blade root and not via hub and rotor bearing, the rotor bearings are spared from any consequential damage. The transfer takes place via interception rods (spark gap), which in turn transmit the lightning strike directly into the stationary part of the system. Air rods are located on the rotor fairing (each assigned to one of the three blades) and on the rear of the nacelle cover. The lightning is derived from there via Statortragarme, journals, machine carrier and tower in the foundation of the system. With the help of this arrangement, a lightning strike is transferred regardless of the current position of the rotor, as well as independent of the current rotor blade angle to the supporting structure. [05] The object of the invention is to direct the lightning in the wind power plant so that the current flow is derived while avoiding the use of a spark gap.
[06] Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Ableiten eines Blitzes in einer Windenergieanlage, wobei die Windenergieanlage wenigstens ein Rotorblatt, welches an eine Nabe gekoppelt ist, eine langsame Welle, welche an die Nabe im Wesentlichen drehfest gekoppelt ist, ein Lager, welches die Welle drehbar bezüglich eines Hauptrahmens lagert, wobei der Hauptrahmen wenigstens ein Mittel zum Umwandeln von mechani- scher Energie aufnimmt und einen Turm aufweist, wobei der Turm leitend mit dem Boden verbunden ist, wobei das Rotorblatt Mittel zum Einleiten des Blitzes und Mittel zum Leiten des Blitzes aufweist, wobei die Mittel zum Leiten des Blitzes im leitenden Kontakt mit einer leitenden Übertragungseinheit ausgestaltet sind, wobei die Übertragungseinheit als ein einen Schleifring und eine Bürste aufweisenden Gleitkontakt ausgebildet und mit dem Turm leitend verbunden ist.[06] The object is achieved by a device for dissipating a lightning in a wind turbine, wherein the wind turbine at least one rotor blade which is coupled to a hub, a slow shaft which is coupled to the hub substantially rotationally fixed, a bearing which the shaft rotatably supports with respect to a main frame, the main frame at least receives a means for converting mechanical energy and having a tower, the tower is conductively connected to the ground, the rotor blade means for initiating the flash and means for guiding the Lightning, wherein the means for directing the flash are in conductive contact with a conductive transmission unit, wherein the transmission unit is formed as a slip ring and a brush having a sliding contact and is conductively connected to the tower.
[07] In einer besonderen Ausführungsform kann die Windenergieanlage zwei, drei oder mehr Rotorblätter umfassen.[07] In a particular embodiment, the wind turbine may comprise two, three or more rotor blades.
[08] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Mittel zum Umwandeln mechanischer Energie einen Generator und/oder ein Getriebe umfassen. Dabei wandelt das Getriebe die Drehzahl bzw. das Dreh- moment in eine meist schnellere Drehzahl um. Der Generator erzeugt aus der mechanischen Energie (Drehmoment) elektrische Energie.[08] In a further preferred embodiment, the means for converting mechanical energy may include a generator and / or a transmission. The gearbox converts the rotational speed or the rotational moment in a usually faster speed. The generator generates electrical energy from the mechanical energy (torque).
[09] In einer bevorzugten Ausführungsform können die Mittel zum Einleiten des Blitzes als Aluminiumformteil ausgestaltet sein, wobei das AIu- miniumformteil die Blattspitze bilden bzw. an der Blattspitze des Rotors verortet sein kann.[09] In a preferred embodiment, the means for initiating the flash can be designed as an aluminum molding, wherein the aluminum molding can form the blade tip or can be located at the blade tip of the rotor.
[10] In einer weiteren Ausführungsform können die Mittel zum Leiten des Blitzes als elektrisch leitfähiges Material ausgestaltet sein, welches mit den Mitteln zum Einleiten des Blitzes im leitenden Kontakt steht. Insbe- sondere können die Mittel zum Einleiten ein ummanteltes Kupferkabel umfassen.[10] In another embodiment, the means for directing the flash may be configured as an electrically conductive material which is in conductive contact with the means for initiating the flash. In particular, the means for initiating may comprise a sheathed copper cable.
[11] Durch die erfindungsgemäße Übertragungseinheit, welche im leitenden Kontakt mit den Mitteln zum Leiten des Blitzes steht, kann der Blitz von einer rotierenden zu einer dazu stehenden Vorrichtung bzw. umge- kehrt geleitet werden. Insbesondere weist die Übertragungseinheit einen Gleitkontakt auf. Dieser Gleitkontakt kann als Schleifring und entsprechend zugeordneter Bürste ausgestaltet sein. Insbesondere können der Schleifring und die Bürste aus Metallen, Graphit oder sonstige leitende Materialien ausgebildet sein. [12] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung kann der Schleifring in Bezug auf den Turm elektrisch isolierend ausgestaltet sein. Dadurch kann ein ungesteuertes Leiten des Blitzes vermeidbar sein.By means of the transmission unit according to the invention, which is in conductive contact with the means for directing the lightning, the lightning can be conducted from a rotating to a stationary device or vice versa. In particular, the transmission unit has a sliding contact. This sliding contact can be designed as a slip ring and correspondingly assigned brush. In particular, the slip ring and the brush may be formed from metals, graphite or other conductive materials. In a particularly preferred embodiment of the invention, the slip ring can be made electrically insulating with respect to the tower. As a result, an uncontrolled directing of the lightning can be avoided.
[13] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform kann die Nabe elektrisch leitfähig und eine physische Verbindung zum Turm elektrisch isolierend ausgestaltet sein. Dadurch kann ein ungesteuertes Leiten des Blitzes zwischen Nabe und Turm vermeidbar sein.In a further preferred embodiment, the hub can be made electrically conductive and a physical connection to the tower electrically insulating. As a result, an uncontrolled directing of the lightning between hub and tower can be avoided.
[14] In einer besonders ausgestalteten Ausführungsform können die Mit- tel zum Umwandeln von mechanischer Energie in Bezug auf den Turm e- lektrisch isolierend ausgestaltet sein. Dadurch kann ein ungesteuertes Leiten des Blitzes über die Mittel zum Umwandeln von mechanischer Energie vermeidbar sein.[14] In a particularly embodied embodiment, the means for converting mechanical energy with respect to the tower may be designed to be electrically insulating. Thereby, uncontrolled conduction of the lightning via the means for converting mechanical energy can be avoided.
[15] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Gleitkon- takt mittels eines Leitungskabels mit dem Turm eine elektrisch leitende Verbindung ausbilden. Somit kann der Blitz über das Leitungskabel auf den meist metallischen Turm geleitet werden. Insbesondere kann der Blitz auch direkt über das Leitungskabel in den Boden geleitet werden.[15] In a further preferred embodiment, the sliding contact can form an electrically conductive connection to the tower by means of a cable. Thus, the lightning can be conducted via the cable to the usually metallic tower. In particular, the flash can also be passed directly through the cable into the ground.
[16] In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung kann der Schleifring des Gleitkontakts als Teil der Feststellbremse ausgestaltet sein. Insbesondere kann die Bremsscheibe dabei zusätzlich die Funktion des Schleifrings ausüben.In a very particularly preferred embodiment, the slip ring of the sliding contact can be configured as part of the parking brake. In particular, the brake disc can additionally exert the function of the slip ring.
[17] In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung kann der Schleifring in Kupfer und die Bürste in Graphit ausgestaltet sein.[17] In a most preferred embodiment, the slip ring may be configured in copper and the brush in graphite.
[18] Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei zeigt[18] The invention will be explained below with reference to an embodiment. It shows
Fig. 1 eine typische Windenergieanlage mit skizziertem Blitzableiter,1 shows a typical wind turbine with sketched lightning arrester,
Fig. 2 den oberen Teil einer Windenergieanlage undFig. 2 shows the upper part of a wind turbine and
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Ausgestaltungsform.Fig. 3 shows an embodiment of the invention.
[19] Üblicher Weise schlägt ein Blitz in die metallische Blattspitze (nicht dargestellt) eines Rotors 107 ein. Von dort wird der Blitz über die Leitung 109, entlang des Gerätehauses 101 und Turm 103, in den Boden 105 abgeleitet.[19] Conventionally, lightning strikes the metallic blade tip (not shown) of a rotor 107. From there, the lightning is discharged via line 109, along the shed 101 and tower 103, into the floor 105.
[20] In Figur 2 ist der Übergang für den Blitz von einer rotierenden zu einer dazu stehenden Vorrichtung dargestellt. Die Rotorblätter 107 sind mit der Nabe 230 verbunden. Die Nabe 230 ist drehfest mit der langsamen Welle 207 verbunden. Die langsame Welle 207 ist im Hauptlager 209 drehbar gelagert und führt in das Getriebe 203, welches das Drehmoment der langsamen Welle in ein Drehmoment der schnellen Welle 205 umwandelt. Die schnelle Welle 205 ist mit dem Generator 201 verbunden, wobei der Generator 201 die Rotation der schnellen Welle 205 in elektrische E- nergie umwandelt. Sowohl das Getriebe 203 als auch der Generator 201 sind isolierend (215) mit dem Hauptrahmen (nicht dargestellt) verbunden (217). Der Hauptrahmen trägt sowohl das Gerätehaus 101 als auch das Hauptlager 209 und wird von dem Azimutlager 213 auf dem metallischen Turm 103 drehbar gelagert.FIG. 2 shows the transition for the flash from a rotating device to a device. The rotor blades 107 are connected to the hub 230. The hub 230 is rotatably connected to the slow shaft 207. The slow shaft 207 is rotatably mounted in the main bearing 209 and leads into the transmission 203, which is the torque the slow wave converts into a fast shaft 205 torque. The fast shaft 205 is connected to the generator 201, wherein the generator 201 converts the rotation of the fast shaft 205 into electrical energy. Both the gear 203 and the generator 201 are isolated (215) connected to the main frame (not shown) (217). The main frame carries both the tool house 101 and the main bearing 209 and is rotatably supported by the azimuth bearing 213 on the metallic tower 103.
[21] Über die Blitzleitung 109 wird der Strom des Blitzes über die Rotor- blattspitze und dem Rotorblatt auf die Übertragungseinheit geleitet. Die in Figur 3 dargestellte Übertragungseinheit umfasst einen Schleifring 303 und eine Bürste 305, welche mittels einer leitenden Feder 307 auf den Schleifring 303 gepresst wird. Somit bildet sich zwischen Schleifring 303 und Bürste 305 ein leitender Kontakt aus. Der Schleifring 303 ist drehfest mittels eines isolierenden Flansches 301 mit der langsamen Welle 207 verbunden. Die leitende Feder 307 ist mit dem Turm 101 verbunden. Für die Weiterleitung des Blitzes ist die leitende Feder mit dem Teil der Blitzleitung 109 leitend verbunden (309).[21] Via the lightning conductor 109, the current of the lightning is conducted via the rotor blade tip and the rotor blade to the transmission unit. The transfer unit shown in FIG. 3 comprises a slip ring 303 and a brush 305, which is pressed onto the slip ring 303 by means of a conductive spring 307. Thus, a conductive contact forms between slip ring 303 and brush 305. The slip ring 303 is rotatably connected by means of an insulating flange 301 with the slow shaft 207. The conductive spring 307 is connected to the tower 101. For the forwarding of the lightning, the conductive spring is conductively connected to the part of the lightning conductor 109 (309).
[22] Durch diesen Aufbau dreht sich der Schleifring 303 mit der langsa- men Welle 207, wobei die Feder 307 für die gesamte Rotation einen leitenden Kontakt mit der Bürste 305 ausbildet. [23] Durch die Isolierungen sowohl des Schleifrings 301 als auch des Generators und Getriebes 215 wird der Blitz bevorzugt den Weg des geringsten Widerstandes, hier über den Schleifring 303 und Bürste 305, nehmen. Somit wird der Blitz von einer rotierenden (Nabe/Rotorblatt 230/107) zu einer dazu stehenden Vorrichtung 101 geleitet werden.[22] With this structure, the slip ring 303 rotates with the slow shaft 207, and the spring 307 makes conductive contact with the brush 305 for the entire rotation. [23] Through the insulation of both the slip ring 301 and the generator and gear 215, the flash will preferentially take the path of least resistance, here via the slip ring 303 and brush 305. Thus, the flash will be guided by a rotating (hub / rotor blade 230/107) to a device 101 standing thereon.
[24] Um den Blitz auch um das Azimutlager zu leiten, ist eine Schleife 221 vorgesehen. Dies wird hier durch ein ummanteltes mehradriges Kupferkabel (Bestandteil von 109) realisiert. Dieses Kupferkabel steht mit dem Turm 103 in leitender Verbindung 219. Somit kann eine Rotation des Ma- schinenhauses 101 über das Azimutlager 213 erfolgen, ohne dass Schäden im Azimutlager 213 auftreten, da das Kupferkabel eine mögliche Spannung aufgrund der Rotation des Maschinenhauses 101 durch zusätzliche nachführbare Kabellänge ausgleicht.In order to direct the flash around the azimuth bearing, a loop 221 is provided. This is realized here by a sheathed multicore copper cable (part of 109). This copper cable is connected to the tower 103 in conductive connection 219. Thus, a rotation of the machine house 101 via the azimuth bearing 213 occur without damage in the azimuth bearing 213 occur because the copper cable a possible voltage due to the rotation of the machine house 101 by additional trackable Cable length compensates.
[25] Von dem Turm 103 wird der Blitz in das Fundament abgeleitet. Ins- besondere kann das Kupferkabel auch so ausgestaltet sein, dass das Kupferkabel direkt in den Boden ragt. Dies ist insbesondere für Gittermasttürme vorgesehen. [25] From the tower 103 the lightning is diverted into the foundation. In particular, the copper cable can also be designed so that the copper cable protrudes directly into the ground. This is especially intended for lattice towers.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Vorrichtung zum Ableiten eines Blitzes in einer Windenergieanlage, wobei die Windenergieanlage wenigstens ein Rotorblatt, welches an eine Nabe gekoppelt ist, eine langsame Welle, welche an die Nabe im Wesentlichen drehfest gekoppelt ist, ein Lager, welches die Welle drehbar bezüglich eines Hauptrahmens lagert, wobei der Hauptrahmen wenigstens ein Mittel zum Umwandeln von mechanischer Energie aufnimmt und einen Turm aufweist, wobei der Turm leitend mit dem Boden verbunden ist, wobei das Rotorblatt Mittel zum Ein- leiten des Blitzes und Mittel zum Leiten des Blitzes aufweist, wobei die Mittel zum Leiten des Blitzes im leitenden Kontakt mit einer leitenden Übertragungseinheit ausgestaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinheit als ein einen Schleifring und eine Bürste aufweisenden Gleitkontakt ausgebildet und mit dem Turm leitend verbunden ist.An apparatus for dissipating a lightning in a wind turbine, the wind turbine comprising at least one rotor blade coupled to a hub, a slow shaft substantially rotationally fixed to the hub, a bearing supporting the shaft rotatable relative to a main frame wherein the main frame receives at least one means for converting mechanical energy and comprises a tower, the tower being conductively connected to the ground, the rotor blade having means for inducing the flash and means for directing the flash, the means for Leader of the flash are designed in conductive contact with a conductive transmission unit, characterized in that the transmission unit is formed as a sliding contact having a slip ring and a brush and is conductively connected to the tower.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifring in Bezug auf den Turm elektrisch isolierend ausgestaltet ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the slip ring is designed to be electrically insulating with respect to the tower.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe elektrisch leitfähig und eine Verbindung zum Turm elektrisch isolierend ausgestaltet ist. 3. Device according to claim 1, characterized in that the hub is electrically conductive and a connection to the tower is designed to be electrically insulating.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Umwandeln von mechanischer Energie in Bezug auf den Turm elektrisch isolierend ausgestaltet sind.4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the means for converting mechanical energy with respect to the tower are designed to be electrically insulating.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitkontakt mittels eines Leitungskabels mit dem Turm eine elektrisch leitende Verbindung ausbildet.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding contact by means of a cable with the tower forms an electrically conductive connection.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitkontakt mittels des Leitungskabels mit dem Boden eine elektrisch leitende Verbindung ausbildet.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding contact by means of the cable to the ground forms an electrically conductive connection.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifring des Gleitkontakts als Teil der Feststellbremse ausgestaltet ist.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the slip ring of the sliding contact is designed as part of the parking brake.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifring in Kupfer und die Bürste in Graphit ausgestaltet ist.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the slip ring is configured in copper and the brush in graphite.
9. Windenergieanlage mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 9. Wind energy plant with a device according to one of the preceding claims.
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