一种用于风力发电机的防雷装置的制作方法

本发明涉及雷电安防领域，具体涉及一种用于风力发电机的防雷装置。

背景技术：

在风力发电领域，风力发电机组的塔架为高耸结构，极易遭受雷击，为了避免风力发电机组被雷电破坏，在叶片上安装接闪器，防雷引下线的一端与所述变桨轴承外圈或内圈的固定螺栓点电连接、另一端与接闪器电连接，通过防雷引下线将叶片上的雷电传递给变桨轴承，雷电经变桨轴承传递给风力发电机的轮毂，经轮毂进入大地；这种防雷方式存在缺陷，雷电流过变桨轴承时，雷电会击穿变桨轴承外圈(内圈)滚子油膜，造成变桨轴承滚子油膜击穿形成电腐蚀，随着防雷装置使用时间的变长，变桨轴承一直承受电腐蚀，直至变桨轴承损坏。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种用于风力发电机的防雷装置，解决现有技术中防雷装置会导致变桨轴承电腐蚀的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种用于风力发电机的防雷装置，其特征在于，包括：

变桨轴承；

防雷引下线；

防雷机构，所述防雷机构包括第一导电组件、第二导电组件，所述第一导电组件绝缘连接于所述变桨轴承的外圈，且所述第一导电组件接地；所述第二导电组件绝缘连接于所述变桨轴承的内圈，且所述第二导电组件可滑动抵接于所述第一导电组件，所述第二导电组件与所述防雷引下线电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过设置第一导电组件、第二导电组件，通过第二导电组件一直可滑动抵接于所述第一导电组件，所述第一导电组件接地、所述第二导电组件与所述防雷引下线电连接，能将电流从防雷引下线经第一导电组件传导给大地，电流不会经过变桨轴承，不会存在变桨轴承电腐蚀的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中变桨轴承、防雷机构的三维示意图；

图3是本发明中第一导电组件、第二导电组件的三维示意图；

图4是本发明中第一导电组件、第二导电组件的结构示意图；

图5是沿图4中b—b线的剖视图；

图6是图5中c处的局部放大示意图；

图7是本发明中第二导电组件的三维示意图；

图8是本发明实施例四中第一导电组件的三维示意图；

图9是本发明实施例四中第二导电组件的三维示意图；

图10是本发明实施例五中变桨轴承、防雷机构的三维示意图；

图11是本发明实施例六中变桨轴承、防雷机构的三维示意图；

图12是图11中d处的局部放大示意图；

图13是本发明实施例六中变桨轴承、防雷机构另一视角的三维示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

本发明提供了一种用于风力发电机的防雷装置，如图1至7所示，包括变桨轴承1、防雷引下线2、防雷机构3，防雷机构3包括第一导电组件31、第二导电组件32，第一导电组件31绝缘连接于变桨轴承1的外圈，且第一导电组件31接地；第二导电组件32绝缘连接于变桨轴承1的内圈，且第二导电组件32一直可滑动抵接于第一导电组件31，第二导电组件32与防雷引下线2电连接。

本发明的具体工作流程：风力发电机的变桨轴承1采用转盘轴承，通常，转盘轴承的外圈与风轮轮毂连接，内圈与桨叶的叶根连接，由变桨电机驱动内圈，使桨叶发生偏转，达到改变桨叶迎风角度的目的，雷电击中风力发电机的叶片时，雷电被叶片上的接闪器吸收，接闪器将雷电通过防雷引下线2传递给第二导电组件32，由于第二导电组件32一直可滑动抵接于第一导电组件31，电流从第二导电组件32传递给第一导电组件31，经第一导电组件31将电流导入大地。

实施例二：

如图1至7所示，实施例二与实施例一的相同之处不再阐述，实施例二与实施例一的不同之处在于，第一导电组件31包括第一导电件311，第一导电件311同轴且绝缘连接于变桨轴承1的外圈，且第一导电件311接地；第二导电组件32包括至少一个第一电刷321，第一电刷321绝缘连接于变桨轴承1的内圈，且第一电刷321一直可滑动抵接于第一导电件311，第一电刷321与防雷引下线2电连接。

本发明的具体工作流程：雷电击中风力发电机的叶片时，雷电被叶片上的接闪器吸收，接闪器将雷电通过防雷引下线2传递给第一电刷321，由于第一电刷321一直可滑动抵接于第一导电件311，电流从第一电刷321传递给第一导电件311，经第一导电件311经导线将电流传导给风力发电机的轮毂，通过风力发电机的轮毂将电流传导给大地，实现接地。

实施例三：

如图1至7所示，实施例三与实施例一的相同之处不再阐述，实施例二与实施例一的不同之处在于，第一导电件311为第一导电环311a，第一导电环311a通过导线接地，优选的，第一导电环311a通过导线与风力发电机的轮毂电连接；第二导电组件32还包括一第二导电环322，第二导电环322的一端同轴内置于第一导电环311a，且第二导电环322同轴且绝缘连接于变桨轴承1的内圈，第一电刷321电连接于第二导电环322，且第一电刷321一直可滑动抵接于第一导电环311a的内壁。

第一导电组件31还包括第一导电轴312，第一导电轴312同轴内置于第二导电环322，且第一导电轴312电连接于第一导电环311a；第一电刷321一直可滑动抵接于第一导电轴312的外壁。

优选的，第二导电环322径向开设有四个长条形通孔，所述长条形通孔沿第二导电环322的长度方向设置，四个所述长条形通孔沿第二导电环322的周向均匀设置，第一电刷321的中部固定内置于所述长条形通孔，第一电刷321的两端分别抵接于第一导电轴312的外壁、第一导电环311a的内壁；

通过设置四个长条形通孔，使得第一电刷321同时抵接于第一导电轴312的外壁、第一导电环311a的内壁，实现了第一导电轴312、第一导电环311a与第二导电环322的同时导通，通过设置多个第一电刷321，使得第一电刷321与第一导电轴312、第一导电环311a的接触点增多，实现了第一导电轴312、第一导电环311a与第二导电环322的多处导通，防止出现第一导电轴312、第一导电环311a与第二导电环322断开的情况，且多个第一电刷321能将电流进行分散，防止瞬间电流或电压过高损坏第一电刷321。

优选的，第一导电组件31还包括第一导电盘313、第二导电轴314，第一导电盘313的一端与第一导电环311a、第一导电轴312均相连接，第二导电轴314同轴连接于第一导电盘313的另一端；第二导电轴314通过导线接地，优选的，第二导电轴314通过导线与风力发电机的轮毂电连接。

优选的，第二导电组件32还包括一第二导电盘323、第三导电轴324，第二导电盘323与第一导电环311a同轴设置，且第二导电盘323的一端同轴连接于第二导电环322远离第一导电环311a的一端；第三导电轴324同轴连接于第二导电盘323的另一端，且第三导电轴324与防雷引下线2电连接。

防雷机构3还包括第一绝缘支架33、第二绝缘支架34，第一绝缘支架33的一端与第一导电环311a相连接、另一端与变桨轴承1的外圈相连接；第二绝缘支架34的一端与第二导电盘323相连接、另一端与变桨轴承1的内圈相连接；

优选的，第一绝缘支架33包括第一绝缘杆331、第二绝缘杆332、第一连接条333、第二连接条334，第一绝缘杆331、第二绝缘杆332的一端与第一导电环311a相连接，第一连接条333的两端分别连接于第一绝缘杆331、第二绝缘杆332的另一端，且第一连接条333通过螺栓可拆卸连接于变桨轴承1的外圈；第二连接条334的两端分别连接于第一绝缘杆331、第二绝缘杆332；第二绝缘支架34包括第三绝缘杆341、第四绝缘杆342、第三连接条343、第四连接条344，第三绝缘杆341、第四绝缘杆342的一端与第二导电盘323相连接；第三连接条343的两端分别连接于第三绝缘杆341、第四绝缘杆342的另一端，且第二连接条334通过螺栓可拆卸连接于变桨轴承1的内圈；第四连接条344的两端分别连接于第三绝缘杆341、第四绝缘杆342。

优选的，第一连接条333的高度大于第三连接条343的高度，使得第一绝缘杆331、第二绝缘杆332、第一连接条333、第二连接条334与第三绝缘杆341、第四绝缘杆342、第三连接条343、第四连接条344相互错开，当变桨轴承1转动时，第一绝缘支架33、第二绝缘支架34不会出现干涉。

通过设置第一绝缘杆331、第二绝缘杆332、第一连接条333、第二连接条334能稳定的将第一导电组件31固定在变桨轴承1的外圈上，通过设置第三绝缘杆341、第四绝缘杆342、第三连接条343、第四连接条344能稳定的将第二导电组件32固定在变桨轴承1的内圈上。

雷电击中风力发电机的叶片时，雷电被叶片上的接闪器吸收，接闪器将雷电通过防雷引下线2传递给第三导电轴324，第三导电轴324将电流传导给第二导电盘323、第二导电环322、第一电刷321，由于第一电刷321一直可滑动抵接于第一导电轴312、第一导电环311a，电流从第一电刷321传递给第一导电轴312、第一导电环311a，经第一导电轴312、第一导电环311a传导给第一导电盘313、第二导电轴314，第二导电轴314通过导线将电流传导给风力发电机的轮毂，由风力发电机的轮毂将电流传导给大地；第三导电轴324与防雷引下线2可以通过螺栓连接，也可以焊接；导线与风力发电机的轮毂、第二导电轴314可以通过螺栓连接也可以焊接。

第一导电环311a和第二导电盘323、第二导电环322之间形成的气隙可等效为双极板电容器，当高频雷电发生并在风力发电机叶片的叶尖接闪时，接闪器产生的雷电流经防雷引下线2传导至第三导电轴324，此时第二导电盘323、第二导电环322和第一导电环311a的放电腔及内部第一电刷321组成的结构实际等效组成了电阻与电容器的并联结构，更利于雷电流的传导和消除雷电流波形陡度，降低雷电电磁脉冲强度。

实施例四：

如图7至9所示，实施例四与实施例三的相同之处不再阐述，实施例四与实施例三的不同之处在于，第一导电组件31还包括至少一个第二电刷315，第二电刷315呈螺旋形，第二电刷315连接于第一导电轴312，且第二电刷315与第一导电轴312电连接，第二电刷315可滑动抵接于第二导电环322的内壁；

优选的，第二电刷315的数量为四个，第二电刷315同轴连接于第一导电轴312，四个第二电刷315沿第一导电轴312的周向均匀分布。

进一步优选的，第一导电环311a、第二导电环322为碳环，第一导电轴312相对第二电刷315同轴开设有四个螺旋槽，第二电刷315与所述螺旋槽一一对应设置，第二电刷315的一侧配合嵌设于所述螺旋槽、另一侧抵接于可滑动抵接于第二导电环322的内壁；优选的，第一电刷321为毛刷，第二电刷315为金属刷，当第一电刷321与第二电刷315相遇时，第一电刷321为毛刷发生弯曲，实现第二电刷315穿过第一电刷321。

通过设置第二电刷315，第二导电环322相对第一导电环311a、第一导电轴312转动的过程中，第二导电环322会产生碳粉，通过设置螺旋形的第二电刷315，第二电刷315会推动碳粉向第一导电轴312的一端聚集，能将第二导电环322与第一导电轴312之间的碳粉进行清理，使得碳粉集中，便于维护时对碳粉径向清理，且第二电刷315一直可滑动抵接于第二导电环322的内壁，即使第一电刷321出现故障，第二电刷315也能承担导通第二导电环322与第一导电轴312的作用，防止第一电刷321出现问题时电流无法从防雷引下线2传导给大地；同理，当第二电刷315出现故障时，第一电刷321也能承担导通第二导电环322与第一导电环311a的作用，防止第一电刷321出现问题时电流无法从防雷引下线2传导给大地，双层防护。

实施例五：

如图10所示，实施例五与实施例一的相同之处不再阐述，实施例五与实施例一的不同之处在于，第一导电组件31包括至少一个第二电刷316，第二电刷316绝缘连接于变桨轴承1的外圈；第二导电组件32包括第二导电件325，第二导电件325同轴且绝缘连接于变桨轴承1的内圈，且第二导电件325一直可滑动抵接于第二电刷316，第二导电件325与防雷引下线2电连接，第二导电件325为回转体，优选的，第二导电件325为圆轴。

优选的，第一导电组件31包括四个第二电刷316、一第一导电圈317，第一导电圈317同轴套设于第二导电件325，且第一导电圈317通过导线接地，第一导电圈317通过导线与风力发电机的轮毂电连接；第二电刷316呈l形，第二电刷316的一直角段沿第一导电圈317的轴向连接于第一导电圈317，第二电刷316的另一直角段沿第二导电件325的径向设置，且第二电刷316的另一直角段一直可滑动抵接于第二导电件325的外壁。

防雷机构3还包括第一绝缘支架33、第二绝缘支架34，第一绝缘支架33包括第一绝缘杆331、第二绝缘杆332、第一连接条333、第二连接条334，第一绝缘杆331、第二绝缘杆332的一端与第一导电圈317相连接，第一连接条333的两端分别连接于第一绝缘杆331、第二绝缘杆332的另一端，且第一连接条333通过螺栓可拆卸连接于变桨轴承1的外圈；第二连接条334的两端分别连接于第一绝缘杆331、第二绝缘杆332；

第二绝缘支架34包括第三绝缘杆341、第四绝缘杆342、第三连接条343、第四连接条344，第三绝缘杆341、第四绝缘杆342的一端与第二导电件325相连接；第三连接条343的两端分别连接于第三绝缘杆341、第四绝缘杆342的另一端，且第二连接条334通过螺栓可拆卸连接于变桨轴承1的内圈；第四连接条344的两端分别连接于第三绝缘杆341、第四绝缘杆342，第三绝缘杆341、第四绝缘杆342、第三连接条343、第四连接条344设置于变桨轴承1与第一连接条333之间。

通过设置第一导电圈317、四个第二电刷316、四个第二电刷316、第二导电件325即可实现雷电从防雷引下线2到大地，防止雷电经过变桨轴承1，变桨轴承1不会出现电腐蚀，结构简单，便于维护。

本发明的具体工作流程：雷电击中风力发电机的叶片时，雷电被叶片上的接闪器吸收，接闪器将雷电通过防雷引下线2传递给第二导电件325，由于第二导电件325一直可滑动抵接于第二电刷316，电流从第二导电件325传递给第二电刷316，第二电刷316将电流传递给第一导电圈317，第一导电圈317通过导线将电流传递给风力发电机的轮毂，由风力发电机的轮毂将电流传导给大地。

实施例六：

如图11至13所示，实施例六与实施例二的相同之处不再阐述，实施例六与实施例二的不同之处在于，第一导电件311为第一导电环311a，第一导电环311a与变桨轴承1的外圈同轴设置，第一导电环311a通过导线接地，优选的，第一导电环311a通过导线与风力发电机的轮毂电连接；第一导电组件31还包括第一绝缘支架33，第一绝缘支架33包括第一绝缘杆331、第二绝缘杆332、第一连接条333、第二连接条334，第一绝缘杆331、第二绝缘杆332的一端与第一导电环311a相连接，第一连接条333的两端分别连接于第一绝缘杆331、第二绝缘杆332的另一端，且第一连接条333通过螺栓可拆卸连接于变桨轴承1的外圈；

第二导电组件32包括第四导电轴326、四个第一电刷321、第二绝缘支架34，第四导电轴326的一端同轴内置于第一导电环311a，第一电刷321的一端内置于第一导电环311a，且四个第一电刷321沿第四导电轴326的周向均匀分布，第一电刷321的一端沿第四导电轴326的径向连接于第四导电轴326、另一端可滑动抵接于第一导电环311a的内壁；

第二绝缘支架34包括第三绝缘杆341、第四绝缘杆342、第三连接条343、第四连接条344，第三绝缘杆341、第四绝缘杆342的一端与第四导电轴326的另一端相连接；第三连接条343的两端分别连接于第三绝缘杆341、第四绝缘杆342的另一端，且第二连接条334通过螺栓可拆卸连接于变桨轴承1的内圈；第四连接条344的两端分别连接于第三绝缘杆341、第四绝缘杆342。

通过设置第四导电轴326、四个第一电刷321、第一导电环311a实现了雷电从防雷引下线2到大地，防止雷电经过变桨轴承1，变桨轴承1不会出现电腐蚀，结构简单。

本发明的具体工作流程：雷电击中风力发电机的叶片时，雷电被叶片上的接闪器吸收，接闪器将雷电通过防雷引下线2传递给第四导电轴326，由第四导电轴326传递给第一电刷321，由于第一电刷321可滑动抵接于第一导电环311a的内壁，电流从第一电刷321传递给第一导电环311a，第一导电环311a将电流通过导线传递给风力发电机的轮毂，由风力发电机的轮毂将电流传导给大地。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。