一种包括电位控制布置的风力涡轮机叶片制造技术

本发明专利技术涉及一种风力涡轮机叶片(100)，其包括：叶片主体(102)；包含传导材料的至少三个电传导元件(112、114、116、118、122、200)，所述传导元件可选地包括至少一个避雷针(112)、至少一个主梁帽(114、116)和至少一个加热布置(200)；以及电位控制布置，其中所述至少三个传导元件具有与所述叶片主体的纵向轴线(Z)基本上同向的纵向轴线。所述电位控制布置包括多个耦接装置(126、128)，所述多个耦接装置中的每一个耦接所述传导元件中的至少两个，每个耦接装置定位在相对于叶片轴线的预定位置(130)处，所述叶片轴线为所述叶片主体的纵向轴线。所述预定位置的至少第一部分为至少基于关于所述传导元件中的至少两个的结构中断的位置的末端位置，所述第一部分包括与第一传导元件相关的至少一个末端位置和与第二传导元件相关的至少一个末端位置。所述预定位置的至少第二部分在距末端位置的所选择的最大距离内或者在距相邻预定位置的所选择的最大距离内。者在距相邻预定位置的所选择的最大距离内。者在距相邻预定位置的所选择的最大距离内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种包括电位控制布置的风力涡轮机叶片


[0001]本专利技术总体上涉及风力涡轮机。更具体地，本专利技术涉及一种用于风力涡轮机叶片的电位控制布置。

技术介绍

[0002]风力涡轮机通常包括用于针对闪电击中的防护(这通常通过沿着风力涡轮机叶片提供一个或多个避雷针来实现)的系统。避雷针电耦接到地。
[0003]一些风力涡轮机叶片包含传导材料，例如在叶片主体的部分中。例如，碳纤维增强塑料可以用于叶片的结构元件中，诸如主梁帽中。由于传导材料与被闪电击中的避雷针之间的电位差，传导材料可能在闪电击中涡轮叶片时引起放电或电弧。
[0004]众所周知，等电位联结可以帮助降低不同电位下的传导系统之间起拱的风险。例如，通用防雷标准(诸如IEC 62305)指导沿传导元件以5m的间隔提供等电位联结。还已知风力涡轮机叶片包括传导主梁帽与避雷针之间的等电位联结。在许多情况下，成功防止起拱可能具有挑战性，从而使叶片容易因这种起拱而损坏。
[0005]然而，在风力涡轮机叶片包括多种不同类型的传导结构或元件的情况下，在试图保持叶片结构和相关联的传导元件的功能性的同时，在闪电击中的情况下保护叶片甚至更加困难和关键。现有技术未涉及用于证明用于此类风力涡轮机叶片的电位控制布置的细节。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的为减轻现有技术中的至少一些问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片包括：叶片主体；包含传导材料的至少三个电传导元件，所述传导元件可选地包括至少一个避雷针、至少一个主梁帽和至少一个加热布置；以及电位控制布置，其中至少三个传导元件具有基本上与叶片主体的纵向轴线同向的纵向轴线，并且
[0007]所述电位控制布置包括多个耦接装置，该多个耦接装置中的每一个耦接所述传导元件中的至少两个，每个耦接装置定位在相对于叶片轴线的预定位置处，该叶片轴线为叶片主体的纵向轴线，其中
[0008]所述预定位置的至少第一部分为至少基于关于传导元件中的至少两个的结构中断的位置的末端位置，第一部分包括与第一传导元件相关的至少一个末端位置和与第二传导元件相关的至少一个末端位置，并且
[0009]所述预定位置的至少第二部分在距末端位置的所选择的最大距离内或者在距相邻预定位置的所选择的最大距离内。
[0010]独立权利要求14中还提供了一种用于制造风力涡轮机叶片的方法。
[0011]通过本专利技术，可以提供一种风力涡轮机叶片，其中可以调节风力涡轮机叶片的传导元件之间的电位/电压差，其中风力涡轮机叶片包括至少三个传导元件。有利地，可以将
电位差控制或保持在所选择的级别或低于所选择的级别，使得可以比现有技术中更有效地防止或至少减少在闪电击中叶片的情况下传导元件之间的电弧，并且/或者可以优化或选择耦接装置的数量以提供电位控制布置，其中与现有技术相比，可以最小化或减少耦接装置的数量。
[0012]专利技术人意识到，通过有目的地选择耦接装置的位置，可以以高效的与防止或减少闪电击中的情况下传导元件之间的放电相关的方式来控制传导元件之间的电位，但可以优化或选择单独的耦接装置的总的数量或数目，使得可以降低整个风力涡轮机叶片的复杂性、重量和/或成本。
[0013]可以更高效地控制传导元件之间的电压差，条件是基于以下来选择针对耦接装置的位置：首先传导元件中出现结构中断的末端位置(在距此类结构中断的位置的预定距离处或内，结构中断优选地为传导元件的端点)以获得预定位置的第一部分，以及其次选择另外的预定位置以获得预定位置的在距末端位置的或在相邻预定位置的所选择的最大距离内的至少第二部分。
[0014]末端位置可以指传导元件中的至少一个包括结构中断(诸如端点)的位置。在相同位置处或附近，传导元件中的多于一个没有必要具有结构中断的位置。然而，例如传导元件中的两个(或全部)可能可以具有例如相同位置处或附近的端点。
[0015]专利技术人还认为，在风力涡轮机叶片包括至少三个传导元件(特别是传导元件包括至少三个结构不同的传导元件)的情况下，有目的地选择针对耦接装置的位置可以是尤其有益的，该至少三个传导元件中的至少两个包括沿着其纵向轴线的一个或多个结构中断的位置，该一个或多个结构中断的位置可以沿着叶片轴线对齐，使得不同元件的结构中断的位置沿着叶片轴线在距彼此的或者在距预定位置的阈值距离内。
[0016]电位控制布置可以被适配成保持至少两个耦接的传导元件之间的电压差，使得所述电压差保持低于阈值电压值，优选地低于估计的击穿电压，并且优选地基本上沿着传导元件的整个纵向轴线。
[0017]在预定位置中的至少一个处或在距至少一个预定位置的所选择的阈值距离内，至少第一耦接装置可以被布置成将第一传导元件耦接到第二传导元件，并且第二耦接装置可以被布置成将第一传导元件耦接到第三传导元件。
[0018]通过在第一与第二传导元件之间布置第一耦接装置以及在第一与第三传导元件之间布置第二耦接装置使得第一和第二耦接装置被放置在一个预定位置处或附近，获得第二传导元件与第三传导元件之间的期望电压差可以不需要第二传导元件与第三传导元件的直接耦接。如果实现耦接，例如仅在预定位置处的第一传导元件与第二传导元件之间，则沿着叶片轴线在此位置处，可能需要第二传导元件与第三传导元件之间的耦接以防止起拱。专利技术人发现，通过如本文所述布置预定位置和耦接装置，可以避免例如第二传导元件和第三传导元件的直接耦接，从而降低风力涡轮机叶片的成本和重量，尤其是在以下情况下：第二或第三传导元件为加热元件，这将需要浪涌保护装置作为耦接装置。有利地，沿着叶片轴线在传导元件各自跨越叶片轴线的位置处，耦接装置可以将剩余的传导元件中的每一个耦接到所选择的第一传导元件，例如，在预定位置处或附近(在距预定位置的所选择的阈值距离内)的避雷针。
[0019]所选择的阈值距离可以例如为10m或5m。所选择的阈值距离可以至少基于在所考
虑的预定位置处的第一传导元件与第二传导元件之间的距离。
[0020]末端位置可以基于所考虑的传导元件的端点，并且预定位置的至少一个第二部分可以沿着叶片轴线处于预定间隔，相邻预定位置在距彼此的所选择的最大距离内。预定间隔可以为基本上均匀的间隔，或者间隔可以彼此相差小于所选择的阈值间隔，诸如小于15m，优选地小于10m，最优选地小于5m。可以通过所选择的最大距离来确定针对任何间隔的最大值，而间隔的至少一部分可以短于所选择的最大距离。
[0021]专利技术人发现，通过将耦接装置(等电位联结装置)放置在预定位置使得预定位置被设置成在距相邻预定位置的所选择的距离内，可以有效地将两个传导元件之间的电压差保持低于阈值(优选地沿着传导元件中的一个的整个纵向轴线)。
[0022]所选择的最大距离可以小于50m，优选地小于45m，最优选地小于40m。相邻预定位置可以分开10至50m，优选地15至40m，最优选地20至35m，诸如约30m的距离。所发现的针对所选择的最大距离的值被发现是针对耦接装置的适合的最大距离间隔，使得可以将传导本文档来自技高网...

【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(100)，其包括：叶片主体(102)；包含传导材料的至少三个电传导元件(112、114、116、118、122、200)，所述传导元件可选地包括至少一个避雷针(112)、至少一个主梁帽(114、116)和至少一个加热布置(200)；以及电位控制布置，其中所述至少三个传导元件具有与所述叶片主体的纵向轴线(Z)基本上同向的纵向轴线，并且所述电位控制布置包括多个耦接装置(126、128)，所述多个耦接装置中的每一个耦接所述传导元件中的至少两个，每个耦接装置定位在相对于叶片轴线的预定位置(130)处，所述叶片轴线为所述叶片主体的纵向轴线，其中所述预定位置的至少第一部分为至少基于关于所述传导元件中的至少两个的结构中断的位置的末端位置，所述第一部分包括与第一传导元件相关的至少一个末端位置和与第二传导元件相关的至少一个末端位置，并且所述预定位置的至少第二部分在距末端位置的所选择的最大距离内或者在距相邻预定位置的所选择的最大距离内。2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中所述电位控制布置被适配为将至少两个耦接的传导元件之间的电压差保持低于阈值，优选地低于估计的击穿电压。3.根据任一前述权利要求所述的风力涡轮机叶片，其中在所述预定位置中的至少一个处或在距所述至少一个预定位置的所选择的阈值距离内，至少第一耦接装置被布置成将第一传导元件耦接到第二传导元件，并且第二耦接装置被布置成将所述第一传导元件耦接到第三传导元件。4.根据权利要求3所述的风力涡轮机叶片，其中所选择的阈值距离为10m或5m，可选地其中所选择的阈值距离至少基于在所考虑的预定位置处的所述第一传导元件与所述第二传导元件之间的距离。5.根据任一前述权利要求所述的风力涡轮机叶片，其中所述末端位置基于所考虑的传导元件的端点，并且所述预定位置的至少一个第二部分沿着所述叶片轴线处于预定间隔，相邻预定位置在距彼此的所选择的最大距离内，所述预定间隔优选地为基本上均匀的间隔或者所述间隔彼此相差小于所选择的阈值间隔，诸如小于15m，优选地小于10m，最优选地小于5m。6.根据任一前述权利要求所述的风力涡轮机叶片，其中所选择的最大距离小于50m，优选地小于45m，最优选地小于40m，进一步其中所述相邻预定位置分开10至50m，优选地15至40m，最优选地20至35m，诸如约30m的距离。7.根据任一前述权利要求所述的风力涡轮机叶片，其中所述传导元件包括至少一个避雷针(112)，所述避雷针优选地电连接到接地电位。...

【专利技术属性】
技术研发人员：西苏，
申请(专利权)人：维斯泰克OY公司，
类型：发明
国别省市：