用于引导雷电感生电流的雷电分流器和制作雷电分流器的方法技术

本发明专利技术涉及一种制作雷电分流器的方法，雷电分流器用于引导雷电感生电流，并放置在这样的结构上，例如，风力涡轮机，飞机构件，天线罩等的叶片，其目的是防止雷电。该方法包括以下步骤：在导电材料的平板上制成多个孔，利用一种或多种非导电材料至少部分地填充所述孔，和最后把该平板分割成多个条状。因此，制成的雷电分流器是有一层非导电材料与多个孤立分段的导电材料构成。本发明专利技术还涉及一种有凹形孤立分段的分流器条，其优点是由于各个分段与非导电材料之间有良好的连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制作雷电分流器的方法，雷电分流器用于引导雷电感生电流并放置在这样的结构上，例如，风力涡轮机，飞机构件，天线罩等的叶片，其目的是防止雷电。本专利技术还涉及雷电分流器条的设计。
技术介绍
风能设备领域中不断增长的发展反映在更高的塔和较长叶片的巨大装置中，从而增加被雷电轰击的风险。通常保护风能设备免遭雷电轰击，因此，可能的雷电感生电流按照可控的方式被吸引并引导接地，为的是不损坏风能设备中的灵敏元件。一种防止雷电的最通用方法是安装一个或多个所谓的雷电接收器，雷电接收器是导电元件并放置在叶片的顶端和连接到叶片中的内部导电电缆。例如，这是从EP0783629中获悉的。在US 6457943中描述一个类似的方法，按照该方法构造的风力涡轮机是这样的，在叶片的整个长度上有很长部分的碳纤维材料。碳纤维是导电材料，它的作用是雷电接收器，使雷电感生电流引导通过碳纤维材料，并进入内部放置的导电电缆。因此，这种方法涉及整个叶片的结构，它不但要求在大部分叶片中使用并不总是需要的碳纤维，而且还要求碳纤维部分有特定的厚度，因此，该材料可以引导雷电感生电流而没有被损坏。叶片通常是风能设备中的最长部件，所以，它有被雷电轰击的很大风险。大量风能设备设置在海上，其形式是风力发电机组，从而导致服务和维修保养变得相当昂贵和复杂，这是由于天气的条件和很难接近的条件。空气中的盐份沉积到叶片上，从而使这些叶片变成导电的，它也增加这些叶片被雷电轰击的风险。在WO 01/77527中，人们建议粘贴铜线条到叶片上，并连接这些铜线条到接收器。铜线条的作用是引导雷电感生电流到接收器，从接收器可以引导该电流经电缆接地。这意味着铜线条有足够的电导率，为的是能够维持可能超过50kA的雷电感生电流。铜线条在雷电轰击之后必须是可替换，它是由于雷电感生电流产生很大热量造成的损坏，这不仅意味着需要监测风能设备和变化时的停顿，而且还有昂贵的费用。此外，还有铜线条变得松散的风险，从而负面影响叶片的空气动力学性质。铜线条还必须是由重材料制成，从而在叶片上增加多余的额外重量。在长叶片设计时的问题之一是减轻重量，这种额外的重量本身不仅使叶片变得更重，而且还使轮轴，导流罩和塔变得更重。飞机也容易遭受雷电轰击，所以必须防止雷电轰击。飞机配备与导航系统联系的雷达设备，雷达设备通常安装在飞机的头部，为的是能够向前看。当雷达设备放置在飞机的头部时，该头部不是由类似于飞机其他部分的铝制成。相反，它是由某种塑料制成，否则雷达不能穿透该头部。飞机的头部也必须防止雷电轰击，但它必须按照特定的方式实现，为的是不干扰雷达的运行。从上个世纪60年代以来，借助于所谓雷电分流器条防止雷电的思想是众所周知的，这些分流器条可以有不同的形状。在US 4237514中公开一个例子，其中由铝粉末制成的条状基片粘贴到飞机的头部。铝粉末不构成连续的导体，而是中断或分段的导电粒子。由于雷电轰击，这些金属和导电粒子就暴露在强电场下，在这些粒子之间发生短路现象，并在粒子以上的空气中建立导电离子通道，其中雷电感生电流可以被引导到飞机的某些金属部分。取代铝粉末，US 4506311描述一种按钮或菱形金属片，这些金属片被分散地包含在带状的基片中。这些带和条安装在飞机头部的外侧，它们对称地排列成可以从飞机头部的顶端辐射。这样的位置可以提供良好的保护，但是，与此同时，它导致空气动力扰动。此外，这些条的缺点是不能持续很长，由于雷电轰击或磨损，各个分段容易地从它们所在的基片上脱落。所以，在遭受雷电轰击之后，这些带往往需要更新。然而，在许多应用中，这是非常昂贵和不切实际的。按照US4506311描述的分流器条还有这样的问题，雷电感生电流可以从分段以下跳入到下一个分段，这增加电流跳入到分流器应当保护结构中的风险。另一个缺点是，分流器条很难固定到表面上而没有使这些条或带有一些拉伸，从而相应地改变各个分段之间的距离。这又改变分流器条的剥离电容以及在材料中形成小孔，而水可以穿透这些小孔并使材料开始恶化。
技术实现思路
所以，本专利技术的目的是提供一种分段分流器条，它比现有模式有较长的寿命，以及作为有效雷电导体有尽可能低的剥离电容，与此同时，它十分简单和甚至容易地放置在弯曲面上。本专利技术的另一个目的是描述一种制作分流器条的方法，该方法是低成本，且在分段的间隔和与下层的粘附提供高的精确度。本专利技术描述一种制作雷电分流器方法，雷电分流器用于引导雷电感生电流并放置在这样的结构上，例如，风力涡轮机，飞机构件，天线罩等的叶片，其目的是防止雷电。该方法包括以下步骤在导电材料板上制成多个孔，利用一种或多种非导电材料至少部分地填充所述孔，然后再分割该板，从而得到有多个孤立导电材料分段的一层非导电材料。以上描述的本专利技术是有利的，它可以制作有高精确度和非常低容差的一个或多个分流器条。可以控制该产品的所有重要参数，例如，制成分流器条的分段之间距离，分段的表面积和质量，分段以下的非导电材料层厚度，和分段与非导电材料的粘附力，这些参数对于制成分流器条的质量和效率是非常重要的。与此同时，按照本专利技术的制作方法不需要用于制作的特殊设备或机器，而且是一个相当简单和成本低的过程。此外，在过程中改变参数是很简单的，例如，制作有不同形状分段或不同厚度的分流器条。本专利技术还涉及一种按照以上描述制作雷电分流器的方法，其中平板被分割成多个长条。把平板分割成条状是制作方法中的一个最后步骤，在制作过程中必须处理并安排多个孤立的分段，而是有多个孔的平板。按照这种方法，分段在粘合剂中的定位变成一个完全可控的过程，这在很大程度上确保制成分流器条的质量。此外，本专利技术涉及一种按照以上描述制作雷电分流器的方法，其中利用切割技术在平板上制成多个孔，最好是激光切割或冲压技术。这些制作方法是有利的，因为它们是快速，但仍然可以在平板上切割出所需图形的孔，以及具有高的精确度并可以制成锐角和圆角。在本专利技术的一个实施例中，导电材料最好是金属，例如，不锈钢，黄铜，紫铜，镀镍黄铜，或涂漆紫铜。金属通常是具有良好导电性的材料，这是有利的。不易被周围空气氧化的金属是优选的。此外，金属有高度的抗耐磨性，暴露表面上的分流器条需要经受这种耐磨性。在本专利技术的另一个实施例中，非导电材料最好是粘合剂，例如，MS聚合物，或热塑材料或橡胶。粘合剂是有利的，它在各个分段与非导电材料之间有良好的连接性。这可以部分地确保这些分段保持在原有的位置，不会因雷电感生电流而脱落或分离，否则可以降低或甚至破坏分流器条的功能。此外，上述材料是非昂贵的材料，且在按照本专利技术描述的制作方法中具有良好的产品性质。上述的粘合剂还具有高度柔软性，它可以确保制成的分流器条同样适用于弯曲或不均匀的表面。此外，上述材料都具有良好的抗紫外线以及抗高温和低温的性能，从而确保有较长的寿命。另一个优点是可以按照具体的需求给粘合剂上色。本专利技术还涉及一种按照以上描述制作雷电分流器的方法，其中通过向下按压平板到一层非导电材料中，至少可以部分地填充平板中的孔。这给出一个简单的方法，可以埋入各个分段到粘合剂中，并确保粘合剂充分包围所有的分段。本专利技术还描述一种按照以上内容制作雷电分流器的方法，其中该方法包括以下步骤沿分流器条的方向加一层可以增加雷电分流器刚性的材料，和另一层非导电材料到第一层非导电材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作雷电分流器的方法，雷电分流器用于引导雷电感生电流并放置在这样的结构上，例如，风力涡轮机，飞机构件，天线罩等的叶片，其目的是防止雷电，其中该方法包括以下步骤：　　　　在导电材料的平板（１０１）中制成多个孔（１０２），　　　　利用一种或多种非导电材料至少部分地填充所述孔（１０２），　　　　分割平板（１０１），　　　　从而得到有多个孤立导电材料（１０５）分段的一层非导电材料（２０１）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫藤达哈尔，拉尔斯T利尔雷赫登，拉尔斯B汉森，
申请(专利权)人：LM玻璃纤维有限公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]