用于风力涡轮机叶片的电连接系统、风力涡轮机及相关方法技术方案

本发明专利技术涉及用于风力涡轮机叶片的电连接系统、风力涡轮机及相关方法。本发明专利技术涉及一种用于风力涡轮机叶片的电连接系统，该电连接系统允许在所有导体之间共享电流，以便避免它们之间的电压差，从而避免优选地处于风力涡轮机叶片的翼梁帽中的拉挤板之间的内部火花。本发明专利技术的第二个目的是一种风力涡轮机，该风力涡轮机又包括风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片包括电接合系统。本发明专利技术的第三个目的是一种用于电连接风力涡轮机叶片中的导电帽的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于风力涡轮机叶片的电连接系统、风力涡轮机及相关方法
本专利技术涉及一种用于风力涡轮机叶片的电连接系统，该电连接系统允许在所有导体之间共享电流，以便避免它们之间的电压差，从而避免优选地处于风力涡轮机叶片的翼梁帽中的拉挤板之间的内部火花。本专利技术的第二个目的是一种风力涡轮机，该风力涡轮机又包括风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片包括电接合系统。本专利技术的第三个目的是一种用于电连接导电元件的方法，所述导电元件是风力涡轮机叶片中的帽（cap）的一部分。
技术介绍
在现有技术文献US20180156202A1中已知，其公开了一种用于风力涡轮机转子叶片的翼梁帽组件，该翼梁帽组件具有碳纤维增强的翼梁帽、沿该翼梁帽延伸的避雷导体以及将该翼梁帽和该避雷导体导电地电连接在一起的等电位接合元件，其中，该翼梁帽包括多层拉挤半成品，并且该等电位接合元件包括碳纤维材料片，该碳纤维材料片抵靠该拉挤半成品中的一个的叶片根部侧上的端部的端面，并且抵靠该拉挤半成品中的一个的叶片末梢侧上的端部的端面。然而，与金属相比，该多层拉挤半成品不是好的导体。它们的线性电导率比铜低三个数量级，从而在雷电流流动期间由于欧姆定律而促进高电压差。导体之间的这种电压差可在同一翼梁帽组件的拉挤半成品的这些导体之间产生放电。而且，由于结构原因，碳帽组件包括不同长度的多个拉挤半成品。此外，拉挤半成品由给定的厚度制成，该给定的厚度它们全部相同或不同。雷电流当注入到翼梁帽时，其由所有导体共享，并且每次在顶部处添加拉挤半成品时都需要共享。也就是说，每次翼梁帽的总剖面都被修改。对于叶片的中跨区域处的部段，出现较大的剖面，而对于与叶片的末梢相对应的端部区域处的部段，出现较小的剖面。因此，流过翼梁的电流是相同的（总安培数），但电流密度（安培/平方毫米（mm2））不是，该电流密度取决于具体半径。当在翼梁帽的端部处注入和收集电流时，它会产生“向上”的电流流动（即，到添加在顶部处的拉挤半成品），这导致这些拉挤半成品之间的内部火花。本申请人不知晓任何解决了上面提到的缺点的用于风力涡轮机叶片的电连接系统。本专利技术的用于风力涡轮机叶片的电连接系统和相关方法解决了上述缺点，从而提供了一种用于风力涡轮机叶片的电连接系统，该电连接系统防止构成的碳层压件（carbonlaminatesthatmakeup）之间的电压差，并且沿不连续的剖面提供均匀的电流分布。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于风力涡轮机叶片的电连接系统，该电连接系统允许在所有导体之间共享电流，以便避免它们之间的电压差，从而避免优选地处于风力涡轮机叶片的翼梁帽中的拉挤板之间的内部火花。用于风力涡轮机叶片的该电连接系统包括：•翼梁帽组件，其又包括：-至少一组碳拉挤板，其包括至少第一拉挤板、第二拉挤板和第三拉挤板，第二拉挤板被设置在第一拉挤板上方，并且第三拉挤板被设置在第二拉挤板上方，其中，第一拉挤板、第二拉挤板和第三拉挤板中的每一个包括至少一个导电区域，其中，第一拉挤板、第二拉挤板和第三拉挤板限定了风力涡轮机叶片的纵向方向；-设置在第一拉挤板和第二拉挤板之间的至少一个第一板间导电片；设置在第二拉挤板和第三拉挤板之间的至少一个第二板间导电片；其中，第三拉挤板被部分地设置在第二拉挤板上方，并且包括至少一个端部，端部区域沿风力涡轮机叶片的纵向方向跟随该端部；以及其中，在风力涡轮机叶片的垂直于纵向方向的第一横向方向上对应于第三拉挤板的端部区域的区域中，该至少一个第一板间导电片和该至少一个第二板间导电片被设置成相应地与第一拉挤板和第二拉挤板的至少一个导电区域接触。可选地，该翼梁帽组件还包括至少部分地设置在第三拉挤板上方的至少一个附加的板间导电片，其中，该至少一个附加的板间导电片被设置成在第三拉挤板的端部区域中与第三拉挤板的至少一个导电区域接触。优选地，所述拉挤板包括中央剥离层区域以及与该中央剥离层区域相邻的两个远侧区域，其中，在如上文限定的该至少一个导电区域的意义上，这两个远侧区域是导电区域。还优选地，所述拉挤板包括中央剥离层区域以及与该中央剥离层区域相邻的两个远侧区域，其中，在如上文限定的该至少一个导电区域的意义上，该中央剥离层区域和两个远侧区域是导电区域，这是因为该中央剥离层区域已被预先打磨，以去除在拉挤成型制造过程期间附着的树脂，即构造打磨（sanded）的中央剥离层区域。优选地，沿风力涡轮机叶片的垂直于纵向方向的第二横向方向，该至少一个第一板间导电片和该至少一个第二板间导电片相应地至少部分地设置在第一拉挤板与第二拉挤板以及第二拉挤板与第三拉挤板之间。该解决方案防止了碳拉挤板之间的电压差，并且沿不连续的剖面提供了均匀的电流分布。可选地，该至少一个附加的板间导电片也被至少部分地设置在第一拉挤板、第二拉挤板中的任何一个或者它们两者上方。如此构成的用于风力涡轮机叶片的电连接系统允许在所有导体之间共享电流，以便避免它们之间的电压差，从而避免拉挤板之间的内部火花。本专利技术还涉及一种用于电连接风力涡轮机叶片中的导电帽的方法，该方法包括：•至少将第二拉挤板设置在第一拉挤板上方并且将第三拉挤板设置在第二拉挤板上方的步骤，其中，第一拉挤板、第二拉挤板和第三拉挤板限定了风力涡轮机叶片的纵向方向；•将至少一个第一板间导电片设置在第一拉挤板和第二拉挤板之间的步骤；•将第二板间导电片设置在第二拉挤板和第三拉挤板之间的步骤；其中，执行将第三拉挤板设置在第二拉挤板上方的步骤，从而部分地将第三拉挤板设置在第二拉挤板上方；以及其中，该方法还包括以下步骤：在风力涡轮机叶片的垂直于纵向方向的第一横向方向上对应于第三拉挤板的端部区域的区域中，将该至少一个第一板间导电片和该至少一个第二板间导电片设置成相应地与第一拉挤板和第二拉挤板的至少一个导电区域接触。可选地，该方法还包括至少部分地将至少一个附加的板间导电片设置在第三拉挤板上方的步骤；以及将至少一个附加的板间导电片设置成在第三拉挤板的端部区域中与第三拉挤板接触的步骤。当一个导体（第三拉挤板）被添加到现有结构（第一拉挤板和第二拉挤板）时，执行这两个现有导体（第一拉挤板和第二拉挤板）与新导体（第三拉挤板）之间的电连接。在该电连接未完成或未适当完成的情况下，将会发生“电弧”，该电弧可能会损坏该结构。本专利技术的方法中的所述解决方案执行适当的电连接，以避免部件之间的“电弧”。该解决方案是基于将拉挤板与现有的拉挤板连接，这是因为电流密度将根据所涉及的所有导体的各个剖面来平衡。由于添加了新的拉挤板（第三拉挤板），因此需要平衡先前存在的拉挤板（第一拉挤板和第二拉挤板）中的电流密度。这借助于以下步骤在沿风力涡轮机叶片的纵向方向对应于第三拉挤板的至少一个端部的区域中执行，即：在风力涡轮机叶片的垂直于纵向方向的第一横向方向上对应于第三拉挤板的端部区域的区域中，将该至少一个第一板间导电片和该至少一个第二板间导电片设置成相应地与第一拉挤板和第二拉挤板的至少一个导电区域接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于风力涡轮机叶片的电连接系统，所述电连接系统包括：/n- 至少一组碳拉挤板，其包括至少第一拉挤板（1、101）、第二拉挤板（2、102）和第三拉挤板（3、103），所述第二拉挤板（2、102）被设置在所述第一拉挤板（1、101）上方，并且所述第三拉挤板（3、103）被设置在所述第二拉挤板（2、102）上方，其中，所述第一拉挤板（1、101）、所述第二拉挤板（2、102）和所述第三拉挤板（3、103）中的每一个包括至少一个导电区域（22、122、21'、121'），其中，所述第一拉挤板（1、101）、所述第二拉挤板（2、102）和所述第三拉挤板（3、103）限定了所述风力涡轮机叶片的纵向方向（8）；/n- 设置在所述第一拉挤板（1、101）和所述第二拉挤板（2、102）之间的至少一个第一板间导电片（11、111）；设置在所述第二拉挤板（2、102）和所述第三拉挤板（3、103）之间的至少一个第二板间导电片（12、112）；/n其中，所述第三拉挤板（3、103）被部分地设置在所述第二拉挤板（2、102）上方，并且包括至少一个端部（28、128），端部区域（27、127、29、129）沿所述风力涡轮机叶片的所述纵向方向（8）跟随所述端部（28、128）；以及/n其中，在所述风力涡轮机叶片的垂直于所述纵向方向（8）的第一横向方向（10）上对应于所述第三拉挤板（3、103）的所述端部区域（27、127、29、129）的区域（27'、127'、29'、129'）中，所述至少一个第一板间导电片（1、101）和所述至少一个第二板间导电片（2、102）被设置成相应地与所述第一拉挤板（1、101）、所述第二拉挤板（2、102）和所述第三拉挤板（3、103）的所述至少一个导电区域（22、122、21'、121'）接触。/n...

【技术特征摘要】
20190626 EP 19380012.51.用于风力涡轮机叶片的电连接系统，所述电连接系统包括：
-至少一组碳拉挤板，其包括至少第一拉挤板（1、101）、第二拉挤板（2、102）和第三拉挤板（3、103），所述第二拉挤板（2、102）被设置在所述第一拉挤板（1、101）上方，并且所述第三拉挤板（3、103）被设置在所述第二拉挤板（2、102）上方，其中，所述第一拉挤板（1、101）、所述第二拉挤板（2、102）和所述第三拉挤板（3、103）中的每一个包括至少一个导电区域（22、122、21'、121'），其中，所述第一拉挤板（1、101）、所述第二拉挤板（2、102）和所述第三拉挤板（3、103）限定了所述风力涡轮机叶片的纵向方向（8）；
-设置在所述第一拉挤板（1、101）和所述第二拉挤板（2、102）之间的至少一个第一板间导电片（11、111）；设置在所述第二拉挤板（2、102）和所述第三拉挤板（3、103）之间的至少一个第二板间导电片（12、112）；
其中，所述第三拉挤板（3、103）被部分地设置在所述第二拉挤板（2、102）上方，并且包括至少一个端部（28、128），端部区域（27、127、29、129）沿所述风力涡轮机叶片的所述纵向方向（8）跟随所述端部（28、128）；以及
其中，在所述风力涡轮机叶片的垂直于所述纵向方向（8）的第一横向方向（10）上对应于所述第三拉挤板（3、103）的所述端部区域（27、127、29、129）的区域（27'、127'、29'、129'）中，所述至少一个第一板间导电片（1、101）和所述至少一个第二板间导电片（2、102）被设置成相应地与所述第一拉挤板（1、101）、所述第二拉挤板（2、102）和所述第三拉挤板（3、103）的所述至少一个导电区域（22、122、21'、121'）接触。


2.根据权利要求1所述的用于风力涡轮机叶片的电连接系统，还包括至少部分地设置在所述第三拉挤板（3、103）上方的至少一个附加的板间导电片（17、117），其中，所述至少一个附加的板间导电片（17、117）被设置成在所述第三拉挤板（3、103）的所述端部区域（27、127、29、129）中与所述第三拉挤板（3、103）的所述至少一个导电区域（22、122）接触。


3.根据权利要求1或2中任一项所述的用于风力涡轮机叶片的电连接系统，其中，所述拉挤板（1、101、2、102、3、103）包括中央剥离层区域（21、121）以及与所述中央剥离层区域（21、121）相邻的两个远侧区域（22、122），其中，所述两个远侧区域（22、122）是导电区域。


4.根据权利要求1或2中任一项所述的用于风力涡轮机叶片的电连接系统，其中，所述拉挤板（1、101、2、102、3、103）包括中央剥离层区域（21'、121'）以及与所述中央剥离层区域（21'、121'）相邻的两个远侧区域（22、122），其中，所述中央剥离层区域（21'、121'）和所述两个远侧区域（22、122）是导电区域，其中，所述中央剥离层区域（21'、121'）是打磨的中央剥离层区域。


5.根据前述权利要求中任一项所述的用于风力涡轮机叶片的电连接系统，其中，沿所述风力涡轮机叶片的垂直于所述纵向方向（8）的第二横向方向（9），所述至少一个第一板间导电片（11、111）和所述至少一个第二板间导电片（12、121）相应地至少部分地设置在所述第一拉挤板（1、101）与所述第二拉挤板（2、102）以及所述第二拉挤板（2、102）与所述第三拉挤板（3、103）之间。


6.根据权利要求2所述的用于风力涡轮机叶片的电连接系统，其中，所述至少一个附加的板间导电片（17、117）也被至少部分地设置在所述第一拉挤板（1、101）、所述第二拉挤板（2、102）中的任何一个或者它们两者（1、101、2、102）上方。


7.根据前述权利要求中任一项所述的用于风力涡轮机叶片的电连接系统，其中，所述第三拉挤板（3、103）的跟随所述至少一个端部（28、128）的所述端部区域（27、127）是倒角区域。


8.根据权利要求1至6中任一项所述的用于风力涡轮机叶片的电连接系统，其中，所述第三拉挤板（3、103）的跟随所述至少一个端部（28、128）的所述端部区域（29、129）是打磨的平面区域（29、129）。

【专利技术属性】
技术研发人员：F加尔西亚阿耶拉，O格雷罗布伊特拉戈，JP吉莱拉德吉斯帕特，V玛奇诺曼，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源创新与技术有限公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES