CN114109745A - 一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构，它包括分支电缆线，所述分支电缆线的一端安装有连接铜柱，且分支电缆线的另一端固定连接有H型并线夹，所述H型并线夹连接分支电缆线与主电缆线，所述连接铜柱外壁底部螺纹连接有导流体，该连接机构结构设计合理，操作方便，成本低，连接效果好，不会损伤接闪器以及破坏叶片结构层，并且连接质量较好，合模过程中安装只需要少量胶粘剂固定，接闪器连接件只需要与组件相互匹配就可以完成，脱模后，不需要使用电钻开孔、攻丝，避免了对叶片结构层的破坏，可节省大量人力，取消了金属探测仪的使用，减少了设备投入，可以广泛应用于大型风机叶片防雷系统操作。
Description
技术领域
本发明涉及风电叶片制作技术领域，具体是一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构。
背景技术
随着地球上不可再生能源的逐渐枯竭，全世界都认识到了可再生能源的重要性，并开始对风电产业的发展高度重视。作为风电机组中最为重要的部件，叶片在风电机组中起着不可替代的作用，一个拥有优良设计、可靠质量和高效性能的风电叶片是保证整个风电机组可以正常运行的关键因素。
近年来，风力发电快速发展，随着风力机输出功率的逐渐增大，塔筒的高度以及叶片直径也逐渐增大，但与此同时也增加了风力机遭受雷击的风险，因此防雷系统可靠有效的连接对风力机组起着重要作用。
通过对风力叶片防雷系统连接优化为可视机械连接方式，能有效降低风力机组遭受雷击的风险，为后续大尺寸、大兆瓦叶型提高良好的基础，现在风电行业内都是使用大力液压钳将铜鼻子与电缆线连接，然后使用胶黏剂将玻璃钢C型支撑盒与接闪器铜盘直接粘接在叶片壳体表面，最后将铜鼻子与接闪器铜盘连接，脱模后，外侧使用金属探测仪对接闪器区域进行盲扫寻找中点，使用电钻通过破坏壳体结构层方式进行打孔、攻丝安装铜盘接闪器，因现场连接过程中，人为操作工序较多，并且使用的连接件为铜鼻子不可视，连接质量无法保证；脱模后安装接闪器，金属探测仪在三明治结构中寻找接闪器中点存在差异，同时使用电钻开孔破坏了叶片的结构层，并且使用手动攻丝，无法保证攻丝质量以及钻头开孔过程中对接闪器表面的损伤将会对后续的防雷埋下一定隐患，现有防雷系统的连接以及安装存在很多的盲区操作以及隐患，对连接安装可靠性无法保证。
防雷系统的连接变更以及安装方式优化，目前还没有应用在复合材料风机叶片防雷系统里面，防雷系统接闪器在PS、SS面分布设计难度较大，限制了应用，为此我们提出了一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构，它可以实现在不破坏叶片结构层的情况下实现防雷系统的快速连接。
本发明的第二个目的在于提供上述兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构的定位结构。
本发明的第三个目的在于提供应用上述防雷系统快速连接机构后的兆瓦级风电叶片的合模加工方法。
本发明的第四个目的在于提供应用上述加工方法加工后的兆瓦级风电叶片防雷系统的连接方法。
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：
一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构，包括分支电缆线，所述分支电缆线的一端安装有连接铜柱，且分支电缆线的另一端固定连接有H型并线夹，所述H型并线夹连接分支电缆线与主电缆线，所述连接铜柱外壁底部螺纹连接有导流体，且导流体与接闪器螺纹端相匹配，所述连接铜柱上端螺纹连接有保护套。
一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构的定位结构，包括接闪器支撑和隔离环，且接闪器支撑和隔离环均设置于叶片模具内侧，所述叶片模具包括叶片模具PS面壳体和叶片模具SS面壳体，所述接闪器支撑固定连接于叶片模具PS面壳体里侧，所述隔离环固定连接于叶片模具SS面壳体内侧对应接闪器安装位置处。
作为本发明的一种优选方案，所述接闪器支撑和隔离环与叶片模具PS面壳体和叶片模具SS面壳体之间均通过胶黏带固定连接。
作为本发明的一种优选方案，所述隔离环外侧胶黏带为慢配方胶黏剂，且隔离环外侧胶黏带外侧设置有圆角。
作为本发明的一种优选方案，所述慢配方胶黏剂为环氧树脂胶粘剂。
作为本发明的一种优选方案，所述慢配方胶黏剂为UV光固化胶水。
作为本发明的一种优选方案，所述隔离环与保护套的外端面处于同一平面。
作为本发明的一种优选方案，所述隔离环与保护套均为尼龙材质。
一种兆瓦级风电叶片的合模加工方法，包括以下几个步骤：
步骤a、去除叶片模具SS面壳体内壳体表面接闪器安装纯玻璃钢表面的脱模布，使用胶黏剂将隔离环固定在撕除脱模布正中心位置，胶粘剂涂抹在隔离环四周区域形成胶黏带，实现接闪器定位固定；
步骤b、通过连接铜柱螺纹端头将导流体拧入，将保护套通过螺纹端头拧入连接铜柱位置，达到接闪器过渡位置的光滑过渡与螺纹保护作用；
步骤c、隔离环外侧胶黏带固化后，将保护套完全塞入隔离环中，隔离环和保护套端面处于同一平面，通过保护套对连接铜柱和隔离环形成防护与接闪器定位作用；
步骤d、将分支电缆线与主电缆线使用H型并线夹进行连接；
步骤e、在叶片模具PS面壳体和叶片模具SS面壳体之间注入玻璃钢，待玻璃钢冷却成型。
一种兆瓦级风电叶片防雷系统的连接方法，包括以下几个步骤：
S1、脱模后，找到接闪器安装位置；
S2、去除接闪器安装位置表面的玻璃钢；
S3、使用扳手拧下保护套；
S4、将外侧接闪器直接拧入连接铜柱位置。
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本发明提供的风力叶片防雷系统连方式，结构设计合理，操作方便，成本低，连接效果好，不会损伤接闪器以及破坏叶片结构层，并且连接质量较好，合模过程中安装只需要少量胶粘剂固定，接闪器连接件只需要与组件相互匹配就可以完成，脱模后，不需要使用电钻开孔、攻丝，避免了对叶片结构层的破坏，只需要使用扳手将保护套取下，拧入接闪器即可结束，使用此方式，可节省大量人力，取消了金属探测仪的使用，减少了设备投入，可以广泛应用于大型风机叶片防雷系统操作。
(2)本发明提供的兆瓦级风力叶片防雷组件快速连接结构，整个工艺设计合理，可操作性强，工作效率高，成本低，防雷系统连接质量可以保证，降低叶片遭受雷击风险，可提高风力叶片的整体性能。
附图说明
图1为本发明中风力叶片合模时快速连接机构的定位结构示意图。
图2为本发明中风力叶片脱模后接闪器连接结构示意图。
图中标号说明：
1、分支电缆线；2、接闪器支撑；3、隔离环；4、胶黏带；5、连接铜柱；6、导流体；7、保护套；8、H型并线夹；9、叶片模具PS面壳体；10、叶片模具SS面壳体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；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发明中的具体含义。
实施例：
请参阅图1-2，一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构，包括分支电缆线1，分支电缆线1的一端安装有连接铜柱5，且分支电缆线1的另一端固定连接有H型并线夹8，H型并线夹8连接分支电缆线1与主电缆线，连接铜柱5外壁底部螺纹连接有导流体6，且导流体6与接闪器螺纹端相匹配，连接铜柱5上端螺纹连接有保护套7。
导流体6直接与接闪器螺纹端匹配，用于外侧接闪器与内侧连接端子过渡；
保护套7直接与分支电缆线1螺纹端相匹配，用于防止杂物影响连接铜柱5螺纹，保证了外侧接闪器的安装；
一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构的定位结构，包括接闪器支撑2和隔离环3，且接闪器支撑2和隔离环3均设置于叶片模具内侧，叶片模具包括叶片模具PS面壳体9和叶片模具SS面壳体10，接闪器支撑2固定连接于叶片模具PS面壳体9里侧，隔离环3固定连接于叶片模具SS面壳体10内侧对应接闪器安装位置处。
具体的，接闪器支撑2和隔离环3与叶片模具PS面壳体9和叶片模具SS面壳体10之间均通过胶黏带4固定连接。
具体的，隔离环3外侧胶黏带4为慢配方胶黏剂，且隔离环3外侧胶黏带4外侧设置有圆角。
具体的，慢配方胶黏剂为环氧树脂胶粘剂和UV光固化胶水中的一种，环氧树脂胶粘剂凝固期长，便于调节隔离环位置，凝固后的结构强度高，便于打磨加工，UV光固化胶水的操作间隙更长，能够更加精确的调节隔离环的位置，提高了隔离环的安装精度。
具体的，隔离环3与保护套7的外端面处于同一平面。
具体的，隔离环3与保护套7均为尼龙材质。
本发明根据风机叶片的设计和制造应保证其机械安装与电气连接的可靠性，前面使用打孔、攻丝的连接安装方式由于属于纯人工操作，对防雷系统连接的可靠性达不到100％的保证，通过对防雷系统各个部件的优化，使用隔离环3可以防止杂物(树脂、胶粘剂进入接闪器安装位置)进入起到保护作用，接闪器在合模工序中使用保护套7与连接铜柱5螺纹配合，可以对连接铜柱5螺纹进行保护，防止脱模后接闪器安装过程中连接铜柱5螺纹损伤，铜柱5与导流体6配合连接将原来的接闪器突变连接优化为平滑过渡连接，提高了风力机遭受雷击的导流效果，由于合模过程中保护套7在纯玻璃钢位置进行安装，脱模后直接就可以找到保护套7的位置，使用打磨机将接闪器表面的玻璃钢去除，保护套7裸露后，直接使用扳手将保护套7去除，替换为接闪器，此安装方式方便、快捷、又可保证接闪器连接的可靠性大大提高，还可减少对叶片损伤。
一种兆瓦级风电叶片的合模加工方法，包括以下几个步骤：
步骤a、去除叶片模具SS面壳体10内壳体表面接闪器安装纯玻璃钢表面的脱模布，使用胶黏剂将隔离环3固定在撕除脱模布正中心位置，胶粘剂涂抹在隔离环3四周区域形成胶黏带4，实现接闪器定位固定；
步骤b、通过连接铜柱5螺纹端头将导流体6拧入，将保护套7通过螺纹端头拧入连接铜柱5位置，达到接闪器过渡位置的光滑过渡与螺纹保护作用；
步骤c、隔离环3外侧胶黏带4固化后，将保护套7完全塞入隔离环3中，隔离环3和保护套7端面处于同一平面，通过保护套7对连接铜柱5和隔离环3形成防护与接闪器定位作用；
步骤d、将分支电缆线与主电缆线使用H型并线夹8进行连接；
步骤e、在叶片模具PS面壳体9和叶片模具SS面壳体10之间注入玻璃钢，待玻璃钢冷却成型。
一种兆瓦级风电叶片防雷系统的连接方法，包括以下几个步骤：
S1、脱模后，找到接闪器安装位置；
S2、去除接闪器安装位置表面的玻璃钢；
S3、使用扳手拧下保护套7；
S4、将外侧接闪器直接拧入连接铜柱5位置。
本发明提供的风力叶片防雷系统连方式，结构设计合理，操作方便，成本低，连接效果好，不会损伤接闪器以及破坏叶片结构层，并且连接质量较好，合模过程中安装只需要少量胶粘剂固定，接闪器连接件只需要与组件相互匹配就可以完成，脱模后，不需要使用电钻开孔、攻丝，避免了对叶片结构层的破坏，只需要使用扳手将保护套7取下，拧入接闪器即可结束，使用此方式，可节省大量人力，取消了金属探测仪的使用，减少了设备投入，可以广泛应用于大型风机叶片防雷系统操作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构，包括分支电缆线(1)，其特征在于：所述分支电缆线(1)的一端安装有连接铜柱(5)，且分支电缆线(1)的另一端固定连接有H型并线夹(8)，所述H型并线夹(8)连接分支电缆线(1)与主电缆线，所述连接铜柱(5)外壁底部螺纹连接有导流体(6)，且导流体(6)与接闪器螺纹端相匹配，所述连接铜柱(5)上端螺纹连接有保护套(7)。
2.一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构的定位结构，其特征在于：包括接闪器支撑(2)和隔离环(3)，且接闪器支撑(2)和隔离环(3)均设置于叶片模具内侧，所述叶片模具包括叶片模具PS面壳体(9)和叶片模具SS面壳体(10)，所述接闪器支撑(2)固定连接于叶片模具PS面壳体(9)里侧，所述隔离环(3)固定连接于叶片模具SS面壳体(10)内侧对应接闪器安装位置处。
3.根据权利要求2所述的一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构的定位结构，其特征在于：所述接闪器支撑(2)和隔离环(3)与叶片模具PS面壳体(9)和叶片模具SS面壳体(10)之间均通过胶黏带(4)固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构的定位结构，其特征在于：所述隔离环(3)外侧胶黏带(4)为慢配方胶黏剂，且隔离环(3)外侧胶黏带(4)外侧设置有圆角。
5.根据权利要求4所述的一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构的定位结构，其特征在于：所述慢配方胶黏剂为环氧树脂胶粘剂。
6.根据权利要求4所述的一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构的定位结构，其特征在于：所述慢配方胶黏剂为UV光固化胶水。
7.根据权利要求2所述的一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构的定位结构，其特征在于：所述隔离环(3)与保护套(7)的外端面处于同一平面。
8.根据权利要求2所述的一种兆瓦级风电叶片防雷系统快速连接机构的定位结构，其特征在于：所述隔离环(3)与保护套(7)均为尼龙材质。
9.一种兆瓦级风电叶片的合模加工方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤a、去除叶片模具SS面壳体(10)内壳体表面接闪器安装纯玻璃钢表面的脱模布，使用胶黏剂将隔离环(3)固定在撕除脱模布正中心位置，胶粘剂涂抹在隔离环(3)四周区域形成胶黏带(4)，实现接闪器定位固定；
步骤b、通过连接铜柱(5)螺纹端头将导流体(6)拧入，将保护套(7)通过螺纹端头拧入连接铜柱(5)位置，达到接闪器过渡位置的光滑过渡与螺纹保护作用；
步骤c、隔离环(3)外侧胶黏带(4)固化后，将保护套(7)完全塞入隔离环(3)中，隔离环(3)和保护套(7)端面处于同一平面，通过保护套(7)对连接铜柱(5)和隔离环(3)形成防护与接闪器定位作用；
步骤d、将分支电缆线与主电缆线使用H型并线夹(8)进行连接；
步骤e、在叶片模具PS面壳体(9)和叶片模具SS面壳体(10)之间注入玻璃钢，待玻璃钢冷却成型。
10.一种兆瓦级风电叶片防雷系统的连接方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
S1、脱模后，找到接闪器安装位置；
S2、去除接闪器安装位置表面的玻璃钢；
S3、使用扳手拧下保护套(7)；
S4、将外侧接闪器直接拧入连接铜柱(5)位置。
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