CN110307127A - 一种海上碳纤维风电叶片防雷系统 - Google Patents

Abstract

本专利涉及防雷设备技术领域，公开了一种海上碳纤维风电叶片防雷系统，包括叶尖接闪器、金属网、若干导电板、导电螺栓和导线，导线与导电螺栓连接，导电板包括若干成对的叶根导电板和若干成对的叶尖导电板，叶尖接闪器和叶尖导电板固定在叶片尖部并通过导电螺栓连接，若干叶根导电板固定在叶片根部，且叶根导电板与导电螺栓连接，金属网覆盖在叶片主梁上。雷电通过叶尖接闪器、叶尖导电板传到金属网，再传到叶根导电板，整个防雷系统中不会产生电流的中断、突变，不会产生间隙放电、局部放电，电流传导均匀，电流传导引起的热量分布均匀，避免局部过热老化。

Description

一种海上碳纤维风电叶片防雷系统

技术领域

本发明涉及防雷设备技术领域，具体是一种海上碳纤维风电叶片防雷系统。

背景技术

风力发电机通常安装海上，由于风力发电机在转动过程中，叶片处在较高处，在雷雨天很容易遭受雷击，因此需要在风力发电机的叶片、碳纤维主梁上安装防雷装置。

现有的防雷装置大多设计简单，只涉及接闪器和导线及其相关连接，这种方式无法起到保护碳纤维叶片作用，因为碳纤维叶片本就是半导体，容易引雷，但却无法承受雷击，也不利于电流和热量的传导，容易产生局部电流分布不均、电荷聚集、热量聚集等现象。

发明内容

本发明意在提供一种海上碳纤维风电叶片防雷系统，以解决现有技术中容易出现碳纤维叶片主梁被雷击，防雷系统局部电流分布不均、电荷聚集、热量聚集的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：

一种海上碳纤维风电叶片防雷系统，包括叶尖接闪器、金属网、若干导电板、导电螺栓和导线，所述导线与导电螺栓连接，所述导电板包括若干成对的叶根导电板和若干成对的叶尖导电板，所述叶尖接闪器和叶尖导电板固定在叶片尖部并通过导电螺栓连接，若干所述叶根导电板固定在叶片根部，且叶根导电板与导电螺栓连接，所述金属网覆盖在叶片主梁上，所述金属网位于叶片尖部的边缘与叶尖导电板固定，所述金属网位于叶片根部的边缘与叶根导电板固定。

基础方案的有益效果：(1)雷电通过叶尖接闪器、叶尖导电板传到金属网，再传到叶根导电板、导线，整个防雷系统中不会产生电流的中断，不会产生间隙放电、局部放电，整体电流传导分布均匀，电流传导引起的热量分布均匀，避免局部击穿、过热老化。

(2)本方案中采用金属网作为下引导体，覆盖整个主梁，能够保护主梁。

进一步，每块所述导电板由内侧导电板、外侧导电板和导电块组成，所述导电块焊接在内侧导电板远离外侧导电板的一侧，所述金属网边缘固定在内侧导电板和外侧导电板之间，所述内侧导电板上的导电块与导电螺栓连接。金属网边缘夹在内侧导电板和外侧导电板之间，通过内侧导电板和外侧导电板夹住金属网，能够达到更优良的连接、过渡，并且在内侧导电板上的导电块与导电螺栓连接，进而形成良好的导电通路。

进一步，所述内侧导电板和外侧导电板上均设有若干通孔，所述内侧导电板和外侧导电板通过若干铆钉固定连接，所述铆钉穿过通孔。利用铆钉将内侧导电板和外侧导电板固定，使得内侧导电板和外侧导电板连接稳固，同时能够保证内侧导电板和外侧导电板夹紧金属网。

进一步，所述金属网上设有若干等电位，所述等电位处设有若干层等电位辅层，若干层所述等电位辅层位于金属网和主梁之间。等电位能够平衡金属网和叶片主梁之间的电势差。

进一步，所述导电板的金属边、角设置圆角。导电板金属边、角圆角不易形成局部放电，整体电流传导分布均匀。

进一步，所述金属网为铜网。铜的导电性能好、随形性能好，适用于本方案。

进一步，所述金属网为铝合金网。铝合金的导电性能好且质量较轻，能够减轻叶片主梁的负重。

进一步，还包括垫布和蒙皮，所述蒙皮固定在叶片主梁和金属网之间，所述垫布位于叶尖和叶根处，所述垫布固定在蒙皮与金属网之间。避免叶尖导电板、叶根导电版安装后引起铜网褶皱、不平整，保证叶尖导电板、叶根处导电板和金属网间的平滑过渡连接，确保电流、热量的平稳传导。

进一步，所述金属网在主梁叶尖和叶根位置折叠，且与导电板随形。在保证覆盖主梁的基础上在叶尖和叶根部分进行折叠，可适应叶片翼型的弦向尺寸变化，同时保证足够的截面积。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中的叶尖接闪器的正视图；

图3为本发明实施例中的叶尖接闪器的侧视图；

图4为本方案实施例中的叶尖导电板的结构示意图；

图5为本发明实施例中的叶根导电板的结构示意图；

图6为本发明实施例中的等电势窗的剖视图；

图7为本发明实施例中导电板与金属网的连接示意图；

图8为本发明实施例中叶尖接闪器、叶尖导电板和叶片大梁的连接示意图；

图9为本发明实施例中叶根导电板与叶片大梁连接示意图；

图10为图9中A的放大示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：叶尖接闪器1、叶尖导电板2、导电螺栓3、叶根导电板4、金属网5、叶片主梁6、内侧导电板7、外侧导电板8、导电块9、等电位辅层10、垫布11。

实施例

基本如附图1、图2、图3所示：一种海上碳纤维风电叶片防雷系统，包括叶尖接闪器1、金属网5、若干导电板、导电螺栓3和导线，导电板包括两对的叶根导电板4和两对的叶尖导电板2，结合图8所示，叶尖接闪器1和叶尖导电板2固定在叶片尖部并通过导电螺栓3连接，结合图9、图10所示，叶根导电板4固定在叶片根部，且叶根导电板4与导电螺栓3连接。导电板的金属边、角设置倒圆。

金属网5为铜网或铝合金网(本实施例中优选为铜网)，金属网5覆盖在叶片主梁6上，金属网5位于叶片尖部的边缘与叶尖导电板2固定，金属网5位于叶片根部的边缘与叶根导电板4固定。结合图6所示，金属网5上设有若干等电位，等电位处设有三层等电位辅层10，三层等电位辅层10位于金属网5和主梁之间。等电位能够平衡金属网5和叶片主梁6之间的电势差。金属网5在主梁叶尖和叶根位置折叠，且与导电板随形。金属网5和叶片主梁6之间还设有垫布11和蒙皮，蒙皮固定在叶片主梁和金属网之间，垫布11位于叶尖和叶根处，垫布11固定在蒙皮与金属网之间。

结合图4、图5所示，每块导电板由内侧导电板7、外侧导电板8和导电块9组成，导电块9焊接在内侧导电板7远离外侧导电板8的一侧，内侧导电板7和外侧导电板8上均设有若干通孔，内侧导电板7和外侧导电板8通过若干铆钉固定连接，铆钉穿过通孔。结合图7所示，金属网5边缘固定在内侧导电板7和外侧导电板8之间，内侧导电板7上的导电块9与导电螺栓3连接，位于叶根处的导电螺栓3与导线连接。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.一种海上碳纤维风电叶片防雷系统，其特征在于：包括叶尖接闪器、金属网、若干导电板、导电螺栓和导线，所述导线与导电螺栓连接，所述导电板包括若干成对的叶根导电板和若干成对的叶尖导电板，所述叶尖接闪器和叶尖导电板固定在叶片尖部并通过导电螺栓连接，若干所述叶根导电板固定在叶片根部，且叶根导电板与导电螺栓连接，所述金属网覆盖在叶片主梁上，所述金属网位于叶片尖部的边缘与叶尖导电板固定，所述金属网位于叶片根部的边缘与叶根导电板固定。

2.根据权利要求1所述的海上风电叶片防雷系统，其特征在于：每块所述导电板由内侧导电板、外侧导电板和导电块组成，所述导电块焊接在内侧导电板远离外侧导电板的一侧，所述金属网边缘固定在内侧导电板和外侧导电板之间，所述内侧导电板上的导电块与导电螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的海上风电叶片防雷系统，其特征在于：所述内侧导电板和外侧导电板上均设有若干通孔，所述内侧导电板和外侧导电板通过若干铆钉固定连接，所述铆钉穿过通孔。

4.根据权利要求3所述的海上风电叶片防雷系统，其特征在于：所述金属网上设有若干等电位，所述等电位处设有若干层等电位辅层，若干层所述等电位辅层位于金属网和主梁之间。

5.根据权利要求4所述的海上风电叶片防雷系统，其特征在于：所述导电板的金属边、角设置圆角。

6.根据权利要求5所述的海上风电叶片防雷系统，其特征在于：所述金属网为铜网。

7.根据权利要求5所述的海上风电叶片防雷系统，其特征在于：所述金属网为铝合金网。

8.根据权利要求5所述的海上风电叶片防雷系统，其特征在于：还包括垫布和蒙皮，所述蒙皮固定在叶片主梁和金属网之间，所述垫布位于叶尖和叶根处，所述垫布固定在蒙皮与金属网之间。

9.根据权利要求6或7所述的海上风电叶片防雷系统，其特征在于：所述金属网在主梁叶尖和叶根位置折叠，且与导电板随形。