关于风轮机叶片用的避雷系统的改进技术方案

一种用于风轮机叶片的叶梢组件，该叶梢组件包括：导电的叶梢模块；与所述导电的叶梢模块间隔开的接收器装置；联接器，该联接器将所述导电的叶梢模块电联接至所述接收器装置；以及绝缘构件，该绝缘构件使所述联接器绝缘。本发明专利技术也能表述成一种为风轮机叶片组装叶梢组件的方法，该方法包括：提供叶梢模块；为所述叶梢模块提供联接器以便将所述叶梢模块电联接至避雷系统的引下线；并且用绝缘构件包绕所述联接器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于提高风轮机叶片抗雷击能力的风轮机叶片结构以及相关的制造过程。
技术介绍
风轮机易受雷电攻击，有时发生在塔架、机舱以及转子轮毂上，但是最常发生在风轮机的叶片上。雷击事件潜在地引起对风轮机叶片的物理损害，并且也潜在地引起对风轮机的内部控制系统的电损害。风轮机常安装在广阔的开放空间中，这使雷击屡见不鲜。因此，近年来，风轮机制造者非常尽力地设计风轮机，使得这些风轮机能够有效应对雷击过程中传给风轮机的能量以便避免叶片受损以及更换叶片过程中与风轮机停工时间相关的成本。公知风轮机叶片用的避雷系统。在一个实施例中，导电的雷电接收器元件布置在叶片的外表面上以接收雷击。因为接收器元件是导电的，所以对于叶片的相对不导电的材料而言，雷电更可能优先附着于接收器元件。接收器元件连接至缆线或者“引下线”，缆线或者“引下线”在叶片内部延伸至基部并且借助布置至轮毂、机舱以及塔架中的电荷转移路径的电枢装置从基部连接至地电位。因此这样的避雷系统使得雷电能够被从叶片安全引导至地电位，从而使损害的风险最小化。然而，离散的接收器元件在叶片制造过程中安装起来相对复杂，而且这些接收器元件留下很大一部分叶片区域面临遭受雷击的风险。风轮机叶片上雷击作用的观测揭示出：叶片叶梢处发生雷击的比例最高。为了解决此问题，WO2005/031158提出了一种具有实心金属叶梢的风轮机叶片。尽管实心金属叶梢提供稳健的导电体以承受多次雷击，但是在一些情况下雷电可能仍击中叶梢的叶片内侧，从而潜在地使叶片受损。WO2013/007267中描述了另一中避雷装置，其提出：将风轮机叶片划分成多个不同的地带，每个地带设置有不同的保护措施，根据叶片地带内预计的雷击影响选择保护措施。在此，诸如叶梢之类的高风险雷击地带可由诸如实心金属叶梢之类的稳健保护措施保护，而低风险雷击地带中的保护措施可潜在性地被完全移除。以此为背景设计出本专利技术。
技术实现思路
在第一方面中，本专利技术提供一种用于风轮机叶片的叶梢组件，该叶梢组件包括导电的叶梢模块以及联接器，该联接器从所述叶梢模块延伸以将所述叶梢模块附接至引下线，其中绝缘构件包绕所述联接器。当安装在风轮机叶片中时，所述叶梢组件可连接至下引系统，使得来自雷击的电能被引导成离开梢端到达安装在所述风轮机的塔架中的雷电应对系统。在风轮机的公知的导电叶梢中，据观测，雷电可以被吸引到下引系统以及叶梢的仅叶片内侧中的其他金属部件，这可能导致叶片受损。因此，有利的是，本专利技术的叶梢组件集成有接收器装置，该接收器装置与叶梢模块间隔开，要与叶梢模块间隔开，使得这样的叶梢组件用以“拦截”雷击，当叶片水平取向时可能发生雷击不倾向于附着至叶梢的现象。因此，形成叶梢组件的一部分的接收器装置提供“容易的”电接地路径，这防止雷电附着至叶片内部的金属部件。接收器装置可包括导电的接收器基座，例如黄铜，该接收器基座呈板状并且用作一个或多个接收器元件或者螺栓的附接点，接收器元件或者螺栓穿透叶片蒙皮以连接至接收器基座。在一个实施方式中，接收器是横向于(即，翼弦方向)叶梢组件的纵轴线延伸的板。联接器将叶梢模块连接至接收器装置，并且可与叶梢模块一体形成。另选的是，联接器可以是能从叶梢模块拆卸的。尽管联接器可采取多种形式，但是在一个实施方式中该联接器是舌状板，该舌状板从叶梢模块延伸并且被绝缘构件包绕。优选的是，绝缘构件是聚合物块状构件，该块状构件从叶梢模块延伸并包绕联接器及接收器装置。优选的是，绝缘构件被直接模制到联接器上。尽管导电的叶梢模块可以包括包绕在导电层中的芯构件，但是实心金属模块提供具有较高载流电容的舌形单元。原则上可接受的是叶梢模块由任一金属或者金属合金制成，但是目前优选铜。联接器可以包括舌状附接板，该附接板从叶梢模块延伸，并且附接板可与叶梢模块整合在一起或者借助适当的手段诸如一组螺栓之类附接至叶梢模块，在此情况下联接器可被接纳在限定于叶梢模块中的腔中。在一个实施方式中，绝缘构件被直接模制至联接器并且具有与在使用中接纳该绝缘构件的叶片的外部翼弦轮廓类似的外部翼弦轮廓。绝缘构件的相对较大的尺寸确保叶梢组件与叶片之间的牢固连接。在优选的实施方式中，叶梢模块是实心金属，并且绝缘构件还可以将接收器装置包绕在其中。本专利技术还延及一种用于为风轮机叶片组装叶梢组件的方法，所述方法包括：提供叶梢模块；向所述叶梢模块提供联接器以便将所述叶梢模块电联接至避雷系统的引下线；并且用绝缘构件包绕所述联接器。因此，有利的是，从叶梢模块延伸并且用以连接至下引系统的联接器被包绕在绝缘构件中。绝缘构件可以形成为适当的形状，例如适于结合到风轮机的复合叶片的内部容积中的形状。因此绝缘构件用作安装点。在将联接器包绕在绝缘构件中之前，联接器可在适当接头处附接至引下线。因此，在组装叶片的过程中，叶梢组件可与引下线一起作为一个单元安装，这使得更便于制造。作为另选，接收器基座可布置成使得接收器基座与叶梢模块间隔开，并且在将连接器与接收器基座包绕在绝缘构件中之前将该接收器基座连接在联接器与引下线之间。要理解的是，本专利技术的第一方面的优选以及/或者可选的特征可以与本专利技术的其他方面结合，反之亦然。本专利技术的多个方面被限定于独立权利要求中，有益特征被限定于从属权利要求中。附图说明为了更充分地理解本专利技术，现在将参照附图描述本专利技术的一些实施方式，在附图中：图1是配备有避雷系统的风轮机叶片的平面图；图2是图1中的风轮机叶片的一区域的放大图，该图更详细地示出了关于避雷系统的设备；图3是沿线A-A剖取的图2中的风轮机叶片的剖面；图4是沿线B-B剖取的图2中的风轮机叶片的剖面；图5是图1中的风轮机叶片的前缘沿线C-C的剖面图；图6是类似图2中的区域的叶片区域的视图，但是该图示出了避雷子系统的另选实施方式；以及图7是另选的叶梢组件的立体图。具体实施方式参照图1，风轮机叶片2结合有避雷系统3。叶片2由具有两个半壳的叶片壳4形成。半壳通常由玻璃纤维加强塑料(称为“GFRP”或者简称为“GRP”)模制而成，该玻璃纤维加强塑料包括嵌入固化的树脂基体中的玻璃纤维织物。叶片壳4的精确构造不是本专利技术的核心，因而为了清楚起见省略更详细的描述。叶片包括根端6、梢端8、前缘10以及后缘12，叶片2可在根端6处附接至风轮机的转子轮毂。叶片2的第一表面14限定空气动力学轮廓表面，该表面在前缘10与后缘12之间延伸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于风轮机叶片的叶梢组件，该叶梢组件包括导电的叶梢模块以及联接器，该联接器从所述叶梢模块延伸以将所述叶梢模块附接至引下线，其中绝缘构件包绕所述联接器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.17 GB 1318381.91.一种用于风轮机叶片的叶梢组件，该叶梢组件包括导电的叶梢模块以及联接
器，该联接器从所述叶梢模块延伸以将所述叶梢模块附接至引下线，其中绝缘构件包
绕所述联接器。
2.根据权利要求1所述的叶梢组件，其中，所述联接器能从所述叶梢模块拆卸。
3.根据权利要求1或者2所述的叶梢组件，其中，所述联接器能被接纳在限定于
所述叶梢模块中的腔中。
4.根据权利要求1至3所述的叶梢组件，其中，所述联接器呈细长板的形式。
5.根据权利要求1至4所述的叶梢组件，其中，所述绝缘构件被模制至所述联接
器。
6.根据权利要求1至5所述的叶梢组件，其中，所述绝缘构件包括在翼弦截面中
的翼型轮廓。
7.根据权利要求1至6所述的叶梢组件，其中，所述绝缘构件是聚氨酯。
8.根据权利要求1至7所述的叶梢组件，其中，所述叶梢模块是实心金属叶梢。
9.根据权利要求1至8所述的叶梢组件，所述叶梢组件还包括与导电的所述叶梢
模块间隔开的雷电接收器装置，其中，所述联接器使导电的所述叶梢模块电联接至所
述接收器装置。
10.根据权利要求9所述的叶梢组件，其中，所述接收器装置包括导电的接收器
基座，雷电接收器元件能附接至该接收器基座。
11.根据权利要求10所述的叶梢组件，其中，所述接收器基座是黄铜。
12.根据权利要求10或者11所述的叶梢组件，其中，所述接收器基座呈板状。
13.根据权利要求12所述的叶梢组件，其中，所述接收器基座横向于所述叶梢组
件的纵轴线延伸。
14.根据权利要求9至13所述的叶梢组件，其中，所述联接器包括导电链，该导
电链连接在所述接收器装置与导电的所述叶梢之间。
15.根据权利要求14所述的叶梢组件，其中，所述导电链是缆线。
16.根据权利要求9至15所述的叶梢组件，其中，所述绝缘构件在所述接收器装...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·怀特豪斯，R·贝克，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK