风力涡轮机防雷系统技术方案

一种风力涡轮机叶片包括防雷系统，所述防雷系统至少部分地设置在所述叶片的内侧部分中。所述防雷系统包括引下线电缆部分和支撑部件，所述支撑部件用于将所述电缆部分保持在自由空间中、处于在叶片翼型截面的中弧线附近或中弧线上的位置，使得所述电缆部分与至少一个导电结构部件间隔开。所述防雷系统包括多个内侧引下线电缆和分流电接头；和/或引下线电缆，所述引下线电缆具有根部部分和末梢部分，所述根部部分和所述末梢部分具有绝缘层，所述绝缘层具有不同击穿电压。层具有不同击穿电压。层具有不同击穿电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】风力涡轮机防雷系统


[0001]本专利技术属于风力涡轮机领域，特别是风力涡轮机防雷系统。

技术介绍

[0002]风力涡轮机可能被闪电击中。典型的负地闪放电中的电流在1
‑
10微秒内迅速上升到其峰值，然后在50
‑
200微秒内更慢地衰减。该电流在撞击风力涡轮机的叶片时经由最低阻抗路径传播到地。在没有任何防雷保护的情况下，该路径通常包括风力涡轮机的导电部件。通过这种部件的大电流有可能对该部件造成损坏。为了保护风力涡轮机的部件，已经开发了防雷系统。图3中示出了具有一个这样的防雷系统的风力涡轮机叶片。

技术实现思路

[0003]已经认识到，通过本专利技术的以下方面可以改进已知的防雷系统，其中，从叶片的末梢通过的电通过防雷系统。在本专利技术的以下方面中，电通过叶片的其他导电部件(例如导电结构部件)的可能性显著降低。
[0004]可以存在叶片的导电部件，例如包括碳纤维的翼梁椽条。在导电部件与叶片的在结构部件附近延伸的一个或更多个引下线(down conductors)之间可能存在电势差。在雷击在引下线中引起电流的情况下，可能希望避免电流通过导电部件。可能希望避免电流或附着到导电部件，因为电流不会通过所述部件流入可靠或可预测的路径，并且可能难以建模和预测通过导电部件的可能的电流路径的效果。
[0005]本专利技术的第一方面提供了一种风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片包括：
[0006]根部端和末梢端，在所述根部端和所述末梢端之间延伸的翼展方向尺寸；以及内侧部分，该内侧部分从所述根部端朝向所述根部端与所述末梢端之间的中点延伸多达所述翼展方向尺寸的50％；
[0007]至少一个导电部件，所述至少一个导电部件设置在所述内侧部分中；以及
[0008]防雷系统，该防雷系统包括：
[0009]引下线电缆部分，该引下线电缆部分设置在所述叶片的内侧部分内；以及支撑部件，
[0010]其中，所述引下线电缆部分被所述支撑部件固定在自由空间中，位于在叶片翼型截面的中弧线附近或中弧线上的位置，与所述至少一个导电部件间隔开。
[0011]本专利技术的第一方面的优点在于：允许防雷系统与叶片的任何其他导电部件之间的距离最大化，减少防雷系统与叶片的任何其他导电部件之间相互作用的可能性。
[0012]表述“内侧部分从根部端朝向根部端与末梢端之间的中点延伸多达翼展方向尺寸的50％”是指内侧部分从根部端开始并延伸到叶片上与根部相距不超过翼展方向尺寸的50％的点。换句话说，内侧部分仅在叶片长度的从根部测量的第一半中。换言之，内侧部分具有远端和在叶片根部处的近端，该远端定位成与根部相距不超过翼展方向尺寸的50％。
[0013]引下线电缆部分可以尽可能远离叶片的任何或每个导电部件。
[0014]所述至少一个导电部件可以包括结构部件。所述至少一个导电部件可以包括翼梁椽条。所述翼梁椽条可包括碳纤维。所述碳纤维可以是拉挤碳纤维。
[0015]所述叶片可包括两个半壳体。每个半壳体可以具有导电部件。所述引下线电缆部分可以与两个导电部件基本上相等地间隔开。
[0016]所述叶片可包括至少一个抗剪腹板。所述引下线电缆部分可以被所述支撑部件固定在自由空间中，与所述至少一个抗剪腹板间隔开。
[0017]所述支撑部件可以附接到所述至少一个抗剪腹板。
[0018]所述支撑部件可以在所述至少一个抗剪腹板上的至少两个位置处附接到所述抗剪腹板。所述叶片可包括至少两个抗剪腹板。所述支撑部件可以附接到所述至少两个抗剪腹板中的不止一个抗剪腹板。所述引下线电缆部分可大致居中地设置在所述至少两个抗剪腹板中的一对抗剪腹板之间。
[0019]所述支撑部件可以是以下中的一个或更多个：泡沫块；泡沫袋；支架，可选地，X形支架、C形支架、Y形支架；或直梁。
[0020]所述引下线电缆部分可以在翼展方向上至少部分地与所述导电部件重叠。
[0021]本专利技术的第二方面提供了一种风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片包括：
[0022]根部端和末梢端，在所述根部端和所述末梢端之间延伸的翼展方向尺寸；以及内侧部分，该内侧部分从所述根部端朝向所述根部端与所述末梢端之间的中点延伸多达所述翼展方向尺寸的50％；
[0023]至少一个导电部件，所述至少一个导电部件至少部分地设置在所述内侧部分中；以及
[0024]防雷系统，该防雷系统包括：
[0025]引下线；
[0026]分流电接头，该分流电接头设置在所述内侧部分中；以及
[0027]多个内侧引下线电缆，所述多个内侧引下线电缆彼此电并联地布置，设置在所述内侧部分中；
[0028]其中，所述防雷系统被构造成将电通过所述引下线、通过所述分流电接头、通过所述多个内侧引下线电缆朝向所述叶片的根部端传导。
[0029]本专利技术的第二方面具有减小防雷系统与叶片的任何其他导电部件之间的电势差的优点。多个内侧引下线电缆设置在分流电接头和根部端之间。具体地，彼此电并联地布置的多个内侧引下线电缆减小了通过每个单独引下线电缆的电流，并且减小了每个单独引下线电缆与叶片的任何其他导电部件之间的电势差。这在叶片的内侧部分中是特别有利的，因为在雷击期间电势差沿着防雷系统从叶片的末梢端向根部端增加。
[0030]所述多个内侧引下线电缆可以彼此间隔开。所述多个内侧引下线电缆可以彼此间隔开，远离所述分流电接头。
[0031]所述多个内侧引下线电缆可以包括在叶片的中性轴线上或中性轴线附近的至少一个引下线电缆。
[0032]所述多个内侧引下线电缆可以包括大致设置在所述叶片的前缘和抗剪腹板之间的至少一个内侧引下线电缆。替代地或另外地，所述多个内侧引下线电缆可以包括大致设置在所述叶片的后缘和抗剪腹板之间的至少一个内侧引下线电缆。替代地或另外地，所述
多个内侧引下线电缆可以包括大致设置在所述叶片的前缘处或附近的至少一个内侧引下线电缆。
[0033]所述多个内侧引下线电缆可以包括附接到所述叶片的外壳体的内表面的至少一个内侧引下线电缆。
[0034]所述内侧引下线电缆中的至少一个可以布置成至少部分曲折的构造。替代地或另外地，所述内侧引下线电缆中的至少一个可以布置成基本上是直的。
[0035]所述多个内侧引下线电缆可以包括大致设置在所述叶片的抗剪腹板处或附近的至少一个内侧引下线电缆。
[0036]所述多个内侧引下线电缆中的至少一个可以穿过所述叶片的抗剪腹板中的孔。
[0037]所述多个内侧引下线电缆可以包括至少三个引下线电缆。
[0038]所述内侧部分可以从所述根部端朝向所述末梢端延伸多达所述翼展方向尺寸的40％，优选地，从所述根部端朝向所述末梢端延伸多达所述翼展方向尺寸的30％。
[0039]所述引下线的至少一部分可以包括在所述叶片的外表面上的导电金属箔片。金属箔片可以包括铝。所述多个内侧引下线电缆中的至少一个可以与金属箔片电串联地布置。
[0040本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种风力涡轮机叶片(20)，该风力涡轮机叶片包括：根部端(21)和末梢端(22)，在所述根部端和所述末梢端之间延伸的翼展方向尺寸(25)；以及内侧部分(23)，该内侧部分从所述根部端朝向所述根部端与所述末梢端之间的中点延伸多达所述翼展方向尺寸的50％；至少一个导电部件(31，32)，所述至少一个导电部件设置在所述内侧部分中；以及防雷系统(300)，该防雷系统包括：引下线电缆部分(330)，该引下线电缆部分设置在所述叶片的内侧部分(23)内；以及支撑部件(340)，其中，所述引下线电缆部分(330)被所述支撑部件(340)固定在自由空间中，位于在叶片翼型截面的中弧线附近或中弧线上的位置，与所述至少一个导电部件(31，32)间隔开。2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中，所述至少一个导电部件是包括翼梁椽条的结构部件，可选地，其中，所述翼梁椽条包括碳纤维，可选地，其中，所述碳纤维是拉挤碳纤维。3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机叶片，其中，所述叶片包括两个半壳体，每个半壳体具有导电部件，并且其中，所述引下线电缆部分与两个导电部件基本上相等地间隔开。4.根据权利要求1至3中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述叶片包括至少一个抗剪腹板，并且所述引下线电缆部分被所述支撑部件固定在自由空间中，与所述至少一个抗剪腹板间隔开。5.根据权利要求4所述的风力涡轮机叶片，其中，所述支撑部件附接到所述至少一个抗剪腹板。6.根据权利要求5所述的风力涡轮机叶片，其中，所述支撑部件在所述至少一个抗剪腹板上的至少两个位置处附接到所述抗剪腹板。7.根据权利要求5或6所述的风力涡轮机叶片，其中，所述叶片包括至少两个抗剪腹板，并且所述支撑部件附接到所述至少两个抗剪腹板中的不止一个抗剪腹板。8.根据权利要求7所述的风力涡轮机叶片，其中，所述引下线电缆部分大致居中地设置在所述至少两个抗剪腹板中的一对抗剪腹板之间。9.根据前述权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
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：