風力發電機葉片防雷裝置和風力發電機組的制作方法

本發明屬于風力發電機防雷，具體地涉及一種風力發電機葉片防雷裝置和風力發電機組。

背景技術：

1、電加熱融冰是在風力發電機葉片表面預埋電加熱元件等進行加熱融冰，可以通過對電熱元件通電進行電加熱融冰，但電阻絲等加熱元件會導致風機葉片碳纖維敷設位置雷擊風險激增，降低了葉片的安全運行水平。同時，根據風電場現場運行情況表明，普通葉片95％以上的雷擊故障點主要分布在葉片尖端5m內的位置。而現有的防雷裝置普遍有以下兩種：一種采用接閃器加接地引下線的葉片防雷裝置，在葉片上安裝引雷接閃器，引導雷電擊中接閃器，并通過接地引下線導入大地，但該裝置據葉片葉尖部位仍有一段距離，當雷擊在葉片葉尖處發生時，不能快速將雷電流引入接地線，導致葉尖被擊穿損毀，無法防止葉片電加熱元件鋪設部分被雷擊損壞；另一種采用導流條作為風機葉片防雷裝置，雷擊時將導流條上方空氣擊穿，雷電流沿擊穿的空氣進入接地引下線，起到防雷作用。但是現有導流條引雷效果有限，難以實現雷電有效接閃，且導流條通流能力不足，在60ka雷電流作用下即發生損壞，導致風力發電機上葉片雷擊損壞事故依然頻發。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種風力發電機葉片防雷裝置和風力發電機組，解決現有技術中風力發電機葉片防雷效果不佳的技術問題。

2、為了實現上述目的，本發明提供一種風力發電機葉片防雷裝置，風力發電機葉片防雷裝置包括：

3、風機葉片，包括葉片本體以及位于葉片本體的端部的葉尖部；

4、電加熱件，布置在葉片本體的外部并用于對葉片本體加熱融冰，電加熱件表面覆蓋有防雷金屬層；

5、接閃器，設于葉尖部上且與電加熱件間隔布置；

6、接地組件，包括兩個用于接地的接地引下線，其中一個接地引下線的一端連接在接閃器上，另一個接地引下線焊接于防雷金屬層上。

7、在本發明的實施例中，葉尖部的外周套設有金屬防護套，葉尖部的外周壁上沿周向開設有多條環形溝槽，多個環形溝槽沿葉片本體的高度方向間隔布置，環形溝槽內填充有絕緣膠，以將金屬防護套粘接于葉尖部上。

8、在本發明的實施例中，葉尖部上開設有接閃通孔，金屬防護套上對應接閃通孔處開設有安裝孔，接閃器依次貫穿安裝孔、接閃通孔并與金屬防護套電連接。

9、在本發明的實施例中，葉尖部上還開設有固定通孔，金屬防護套上對應固定通孔處開設有鎖定孔，風力發電機葉片防雷裝置還包括緊固件，緊固件依次貫穿鎖定孔、固定通孔并連接在葉片本體上。

10、在本發明的實施例中，緊固件包括套管以及軸向相對設置的兩個螺栓，套管嵌置于固定通孔并與固定通孔的內壁緊固連接，兩個螺栓均為盤頭結構，螺栓的螺桿置于套管內并與套管螺紋連接。

11、在本發明的實施例中，金屬防護套和防雷金屬層的厚度均大于等于0.5mm且小于1mm。

12、在本發明的實施例中，多個環形溝槽之間等間距間隔排布，任意相鄰的兩個環形溝槽的間距范圍為15mm～25mm。

13、在本發明的實施例中，環形溝槽的橫截面為v型結構，環形溝槽的槽寬范圍為2mm～4mm，環形溝槽的槽深范圍為1mm～2mm。

14、在本發明的實施例中，金屬防護套和防雷金屬層均為鋁、銅或不銹鋼中的一種。

15、在本發明的實施例中，提出一種風力發電機組，包括如上的風力發電機葉片防雷裝置。

16、通過上述技術方案，本發明的實施例所提供的風力發電機葉片防雷裝置和風力發電機組具有如下的有益效果：

17、本實施例中的風力發電機葉片防雷裝置包括，風機葉片、電加熱件、接閃器和接地組件。風機葉片包括葉片本體以及位于所述葉片本體端部的葉尖部，電加熱件布置在葉片本體外部并用于對葉片本體進行加熱融冰，電加熱件表面覆蓋有防雷金屬層。由于葉尖部容易遭受雷擊，本實施例中的接閃器布置在葉尖部上且與電加熱件間隔布置，接閃器上連接有一個接地引下線，通過在葉尖部設置有接閃器能夠進行高效引雷，在葉尖部遭受雷擊時，雷電電流可以迅速通過接閃器引入接地引下線通道，釋放雷電電流，避免風機葉片受雷擊損壞。同樣地，由于電加熱件也容易吸引雷擊，本實施例在電加熱件表面的防雷金屬層上連接有另一個接地引下線，在電加熱件遭受雷擊時，雷電電流可以迅速通過防雷金屬層引入接地引下線通道，釋放雷電電流，從而避免雷擊損壞電加熱件，影響到電加熱件對風機葉片的加熱融冰。同時，因為在防雷金屬層上連接有接地引下線，增加了風機葉片的導雷面積，減少了雷電對風機葉片的損傷，使得風機葉片能夠承受更大的雷電電流沖擊。

18、本發明實施方式的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

技術特征：

1.一種風力發電機葉片防雷裝置，其特征在于，所述風力發電機葉片防雷裝置包括：

2.根據權利要求1所述的風力發電機葉片防雷裝置，其特征在于，所述葉尖部(12)的外周套設有金屬防護套(6)，所述葉尖部(12)的外周壁上沿周向開設有多條環形溝槽(7)，多個所述環形溝槽(7)沿所述葉片本體(11)的高度方向間隔布置，所述環形溝槽(7)內填充有絕緣膠，以將所述金屬防護套(6)粘接于所述葉尖部(12)上。

3.根據權利要求2所述的風力發電機葉片防雷裝置，其特征在于，所述葉尖部(12)上開設有接閃通孔(8)，所述金屬防護套(6)上對應所述接閃通孔(8)處開設有安裝孔，所述接閃器(4)依次貫穿所述安裝孔、所述接閃通孔(8)并與所述金屬防護套(6)電連接。

4.根據權利要求2所述的風力發電機葉片防雷裝置，其特征在于，所述葉尖部(12)上還開設有固定通孔，所述金屬防護套(6)上對應所述固定通孔處開設有鎖定孔，所述風力發電機葉片防雷裝置還包括緊固件(9)，所述緊固件(9)依次貫穿所述鎖定孔、所述固定通孔并連接在所述葉片本體(11)上。

5.根據權利要求4所述的風力發電機葉片防雷裝置，其特征在于，所述緊固件(9)包括套管以及軸向相對設置的兩個螺栓，所述套管嵌置于所述固定通孔并與所述固定通孔的內壁緊固連接，兩個所述螺栓均為盤頭結構，所述螺栓的螺桿置于所述套管內并與所述套管螺紋連接。

6.根據權利要求2所述的風力發電機葉片防雷裝置，其特征在于，所述金屬防護套(6)和所述防雷金屬層(3)的厚度均大于等于0.5mm且小于1mm。

7.根據權利要求2所述的風力發電機葉片防雷裝置，其特征在于，多個所述環形溝槽(7)之間等間距間隔排布，任意相鄰的兩個所述環形溝槽(7)的間距范圍為15mm～25mm。

8.根據權利要求2所述的風力發電機葉片防雷裝置，其特征在于，所述環形溝槽(7)的橫截面為v型結構，所述環形溝槽(7)的槽寬范圍為2mm～4mm，所述環形溝槽(7)的槽深范圍為1mm～2mm。

9.根據權利要求2至8中任一項所述的風力發電機葉片防雷裝置，其特征在于，所述金屬防護套(6)和所述防雷金屬層(3)均為鋁、銅或不銹鋼中的一種。

10.一種風力發電機組，其特征在于，包括根據權利要求1至9中任一項所述的風力發電機葉片防雷裝置。

技術總結
本發明涉及風力發電機防雷技術領域，公開了一種風力發電機葉片防雷裝置和風力發電機組。由于葉尖部容易遭受雷擊，本實施例中的接閃器布置在葉尖部上且與電加熱件間隔布置，接閃器上連接有一個接地引下線，通過在葉尖部設置有接閃器能夠進行高效引雷，在葉尖部遭受雷擊時，雷電電流可以迅速通過接閃器引入接地引下線通道，釋放雷電電流，避免風機葉片受雷擊損壞。同樣地，由于電加熱件也容易吸引雷擊，本實施例在電加熱件表面的防雷金屬層上連接有另一個接地引下線，在電加熱件遭受雷擊時，雷電電流可以迅速通過防雷金屬層引入接地引下線通道，釋放雷電電流，從而避免雷擊損壞電加熱件，影響到電加熱件對風機葉片的加熱融冰。

技術研發人員：任克威,李波,羅晶,毛新果,朱帥格,楊博遠,孫逸海
受保護的技術使用者：國網湖南省電力有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/3/13