本发明专利技术涉及一种风轮机转子叶片，该风轮机转子叶片包括叶尖和避雷系统。该叶片在叶尖的末梢附近的叶片表面处包括至少一个金属接闪器。该叶片包括部分地由纤维增强的层压体构成的叶片壳体，还包括形式为金属网的接地引下线元件。该接地引下线元件仅延伸到距叶尖的末梢一定距离处，该距离大于接闪器的位置和叶尖的末梢之间的距离。因此保证雷击比接地引下线元件更可能击中接闪器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种风轮机转子叶片，该风轮机转子叶片包括叶尖和避雷 系统，所述叶片在靠近叶尖的末梢的叶片表面处包括至少一个金属接闪器， 该叶片可能在叶片的表面内包括接闪器基底，所述叶片包括叶片壳体，该 壳体部分地由纤维增强层压材料构成，所述叶片包括形式为金属网的接地 引下线元件。本专利技术还涉及制造具有叶尖的避雷系统的风轮机转子叶片的方法，该 方法包括制造叶片体部的步骤，所述叶片体部包括纤维增强的聚合物，优 选碳纤维增强的聚合物，该方法还包括将取金属网的形式的接地引下线元 件施加到叶片的表面上或埋置在叶片的表面中的步骤。
技术介绍
已观察到闪电击中风轮机转子叶片的叶尖的问题。已知对该问题存在 不同的公知解决方案。这些解决方案的共同点是存在佳束面复合材料层离 或烧灼和/或加热及熔化金属部件的危险。还存在的危险是由内部电弧引起 的冲击波可能使叶片爆炸，从而使叶片表面壳体沿着边缘以及从内承载翼 梁剥离。WO2005/026538描述了 一种使风能发电设备的叶片防雷的方法。该叶 片包括基本构造成纤维增强的层压体的叶片壳体，该层压体包括导电纤维。 该叶片包括至少一个配置成用于传导雷电电流的避雷器，优选地包括接地。 导电纤维相互连接，并且在叶片的外表面处或附近安装至少一个金属接闪 器以用于捕集雷电电流。该接闪器和纤维连接到避雷器上，以用于平衡避 雷器和导电纤维之间的电位差。该文献揭示，当导电纤维相互连接时，各纤维对传导可能的雷电电流 将协同工作，以防止电流在各单独纤维中运行。金属接闪器同时用作主雷 电捕集装置和用于减少雷击层压体的危险。接闪器连接到避雷器上，电流 传导到地，同时传送到层压体的危险降到最小，因为纤维和避雷器之间可 能的电位差已被平衡。该文献未涉及叶片的叶尖处的具体问题。
技术实现思路
提供一种风轮机转子叶片可看作本专利技术的一个目的，该风轮机转子叶 片具有一体化的导电机构，并且能在导电机构和/或叶尖(叶片末端，叶片 尖端)不被雷击损坏的情况下转移雷电。提供一种制造风轮机转子叶片的方法也可以看作本专利技术的一个目的， 所述风轮机转子叶片的叶尖至少由不导电的材料制造，或者至少具有较高 的绝缘强度(介电强度)。本专利技术的前一个目的通过一种风轮机转子叶片实现，其中-叶片表面处的所述至少 一个金属接闪器定位在距叶尖的末梢(末端， 远端)第一距离处，以及-所述金属网沿着叶片的纵向轴线从距叶尖的末梢第二距离处朝向叶 片的根端延伸，-所述第二距离大于所述第一距离。若接地引下线元件延伸到距叶尖的末梢一定的第二距离，以及若至少 一个接闪器位于距叶尖的末梢第 一距离，并且其中第 一距离小于第二距离， 则接闪器和接地引下线元件被物理上/实体上分开，即，接闪器和接地引下 线元件之间没有直接电接触。使接地引下线元件仅延伸到距叶尖的末梢一定距离可保证雷击更容易 击中接闪器而不是接地引下线元件。在金属接闪器和接地引下线元件之间设置电导体，可仍旧在金属接闪 器和接地引下线元件之间实现电接触。因此，雷电击中至少一个金属接闪 器时感生的电荷被沿着电导体引导到接地引下线元件，并进一步引导接地。所得到的优点是尽管当制造叶片时使用金属纤维和/或碳纤维，但也大 大减少在雷击期间损坏接地引下线元件的危险的几率。按照优选实施例，所述至少一个金属接闪器支承在叶片的表面中，所 述接闪器被埋置在绝缘垫片中，该绝缘垫片被埋置在叶片的表面中，所述 绝缘垫片至少部分地沿着叶片的表面外接(包围，限制)接闪器。优选地，绝缘垫片的绝缘强度大于10,000,000伏/米，可能在从 20,000,000伏/米到80,000,000伏/米的范围内。其内埋置所述至少一个接闪器并且沿着叶片的表面至少部分地外接该 接闪器的绝缘垫片可使接闪器进一步与叶片的其余部分电绝缘。因此，雷 电将击中接闪器而不击中接地引下线或者可能地在接闪器和接地引下线元 件之间延伸的电导体的几率大大增加。在一个实施例中，绝缘垫片至少在叶片的表面中完全外接接闪器。这 使得在接闪器的每个方向上都完成接闪器的电绝缘。因此，防止接闪器中 的任何雷击沿着叶片的表面行进，并强制该雷击沿着电导体行进到接地引 下线元件。在一个实施例中，绝缘垫片至少在叶片的表面中仅部分地外接接闪器。 这使得在从接闪器的选定的方向上完成接闪器的电绝缘。因此，防止接闪 器中的任何雷击至少在其中绝缘垫片外接接闪器的选定方向上沿着叶片的 表面行进，并且强制该雷击沿着电导体行进到接地引下线元件。所述选定的方向优选是电导体沿着其从接闪器延伸到接地引下线元件的方向。接闪器可以具有一长度，该长度从叶片的表面朝向叶片的中心部分延 伸，所述绝缘垫片具有一长度，该长度从叶片的表面和朝向叶片的中心部 分延伸，接闪器的所述长度大于绝缘垫片的所述长度。电导体的至少一部 分放置在绝缘垫片的下表面的下方，并且接闪器连接到电导体，以便强制 雷击从接闪器行进到电导体。仅沿叶片的表面而不是像上述那样在叶片的内部(传输雷击)，最有 可能的是存在雷击冲击叶片的其它部分而非接闪器的危险，或者是雷击在7冲击接闪器之后易于朝其它方向而非沿着电导体的预定方向4亍进。因此， 绝缘垫片不需要始终贯穿叶片，而是只需要伸入到叶片中一4艮小距离，只 要表面被覆盖即可。使绝缘垫片具有比接闪器的长度小的长度将导致对叶尖的机械完整性 的影响尽可能地小。绝缘垫片优选地用塑料制成，优选由塑料树脂制成，更优选由纤维增 强的塑料树脂制成，它们全都是具有高绝缘强度的材料。当设计接闪器和绝缘垫片时，可以采用不同的横截面。这样，接闪器 的横截面具有圆形外圆周(周边)，而绝缘垫片的横截面具有一内圆周， 该内圆周与第一截面区域的外圆周相对应，亦即是圆形。接闪器的横截面可以是盘形，而绝缘垫片的横截面将是环形，该环形 具有 一优选地与接闪器的外圆周对应的内圆周，并具有紧靠接闪器而外接 该接闪器的绝缘垫片。电导体可以由一块金属板构成，该金属板具有在叶片表面中沿着一个 分段的第一宽度，所述分段布置在叶尖附近并在接闪器的位置处，所述金 属具有在叶片表面中沿着另 一分段的第二宽度，该另 一个分段远离叶尖并 处在接地引下线元件的位置处，所述金属板的较近分段的第一宽度小于该 金属板的较远分段的第二宽度。金属板的与接闪器接触或者可能与接闪器安装于其上的接闪器基底接 触的分段具有 一有限的宽度，因此雷击金属板的危险与雷击接闪器的几率 相比受限制。另一方面，金属板与接地引下线元件接触的分段具有放大的宽度，因 此电流被分布到尽可能大的接地引下线元件的表面上。如果叶片设有接闪器绝缘垫片，则所述金属板的第一分段的初始部分 可以在绝缘垫片的下表面上相对于叶片的表面从接闪器朝向较远分段延 伸，而金属板的其余部分在叶片的表面上朝位于接地引下线元件的位置处 的金属板的较远分段延伸。电导体的在绝缘垫片的下表面下方延伸一即以在叶片的结构内部的某说明书第5/10页一埋置距离延伸而不在叶片的表面延伸一的初始部分产生雷击金属板的危 险与雷击接闪器的几率相比受限制。在风轮机转子叶片的优选实施例中，至少一个第一接闪器设置在叶片 的一个表面中，至少一个第二接闪器设置在叶片的另一个对置的表面中， 所述第一接闪器和第二接闪器均与电导体电连接，其中一个电导体沿着叶 片的所述一个表面延伸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种风轮机转子叶片，包括叶尖和避雷系统， －所述叶片至少部分地用纤维增强的层压体制成， －所述避雷系统包括位于叶片表面的至少一个金属接闪器，所述至少一个金属接闪器接近叶尖的末梢安放，所述叶片包括至少一个接地引下线元件，该接地引下 线元件取金属网的形式，以及 －至少一个电导体，该电导体用于将雷击期间在所述至少一个金属接闪器中感生的电流从所述至少一个金属接闪器传导到该金属网， 其中 －叶片表面的所述至少一个金属接闪器设置成与叶尖的末梢相距第一距离，以及 －所述金属网沿叶片的纵向轴线从与叶尖的末梢相距第二距离处朝向叶片的根端延伸， －所述第二距离大于所述第一距离。
【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：K贝特尔森，
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：DK[丹麦]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。