专利名称：一种风力发电机组风轮叶片防雷装置及其安装方法
技术领域：
本发明涉及风力发电机组防雷装置领域，具体地，涉及一种风力发电机组风轮叶片防雷装置及其安装方法。
背景技术：
随着现代风力发电技术的发展，风电机组的单机容量越来越大，塔筒高度及风轮直径不断增加，增加了风轮叶片遭受雷击的危险，尤其是在中国西南部雷暴多发地区。传统的风轮叶片防雷系统多采用在叶尖及叶身固定点布置通过导线接地的金属接闪点方式防止叶片遭受雷击。这种传统的防雷方式具有接闪效果差，防雷击保护小得缺点，但基本可以 满足一般的全玻璃纤维增强复合材料风轮叶片的防雷要求。大MW级(3MW及以上)风力发电机组多采用碳纤维增强复合材料制作风轮叶片主梁，相对碳纤维增强复合材料的导电性能明显优于玻璃纤维增强复合材料，传统的防雷装置已经不能满足此种叶片的防雷要求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种主梁采用碳纤维增强复合材料制作的风力发电机组风轮叶片防雷装置，目的在于提高叶片防雷装置的保护区域面积，防止由碳纤维增强复合材料的良导电性造成叶片雷击损伤。本发明的另一个目的在于提供上述防雷装置的安装方法。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案—种风力发电机组风轮叶片防雷装置，所述风轮叶片的主梁采用碳纤维增强复合材料，在非主梁区域的风轮叶片壳体中预埋有接闪器，接闪器通过位于风轮叶片内腔中的导线接地；且在所述风轮叶片的外表面上固定有导电分流带，导电分流带通过螺母与接闪器连接。进一步地，所述导电分流带由上表面至下表面依次为导电铝箔层、环氧树脂层及不饱和聚酯胶带层，且下表面与风轮叶片外表面粘接。进一步地，所述导电分流带横跨风轮叶片的主梁。进一步地，所述接闪器位于导电分流带一端的风轮叶片壳体中，且与导电分流带的一端连接。进一步地，所述与导电分流带一端连接的接闪器靠近风轮叶片的后缘。进一步地，所述风轮叶片的每侧壳体内均设置有多个接闪器，两侧对称分布，所述导电分流带有多个，与多个接闪器一一对应，且位于风轮叶片两个侧面相同位置的导电分流带不搭接。进一步地，所述位于风轮叶片每侧壳体外表面的多个导电分流带沿风轮叶片轴向并排均匀设置。进一步地，所述导线通过轮毂接地。
进一步地，所述导线通过叶根金属法兰与轮毂连接接地。上述风力发电机组风轮叶片防雷装置的安装方法，包括如下步骤(I)将接闪器预埋于非主梁区域的风轮叶片壳体中，并与风轮叶片壳体一体成型；(2)在风轮叶片合模粘接前，通过位于风轮叶片内腔中的导线将接闪器与叶根金 属法兰连接，通过轮毂接地；(3)在风轮叶片起模后喷漆前，将导电分流带粘贴在风轮叶片外表面，粘贴区域必须横跨碳纤维增强复合材料的主梁，且位于风轮叶片两个侧面相同位置的导电分流带不得搭接；(4)通过螺帽将导电分流带与接闪器固定；(5)防雷装置安装完成。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果本发明通过在风轮叶片外表面设置导电分流带，可提高风轮叶片防雷装置的保护区域面积，接闪效果好，适用于采用碳纤维增强复合材料作为风轮叶片主梁的大MW级(3MW及以上)风力发电机组。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图I为风力发电机组结构示意图；图2为带防雷装置的风轮叶片结构示意图；图3为图2中的A-A截面图；图4为图3中的B部位的局部放大图；图5为导电分流带的基本结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。本发明的风力发电机组风轮叶片防雷装置，主要适用于如图I所示的风力发电机组的风轮叶片I采用碳纤维增强复合材料作为主梁的情况。如图2、3、4、5所示，本发明的风力发电机组风轮叶片防雷装置，在非主梁4区域的风轮叶片I壳体中预埋有接闪器2，接闪器2通过位于风轮叶片I内腔中的导线5与叶根金属法兰连接，通过轮毂接地；且风轮叶片I的外表面上固定有导电分流带3，导电分流带3由上表面至下表面依次为导电铝箔层7、环氧树脂层8及不饱和聚酯胶带层9，且下表面与风轮叶片I外表面粘接。导电分流带3横跨风轮叶片I的主梁4，接闪器2位于导电分流带3 —端的风轮叶片I壳体中，靠近风轮叶片I的后缘部位，且接闪器2与导电分流带3的一端通过螺母6固定连接。在上述实施例中，风轮叶片I的每侧壳体内均可设置有多个接闪器2，两侧对称分布，导电分流带3有多个，与多个接闪器2 —一对应，且位于风轮叶片I两个侧面相同位置的导电分流带3不搭接。位于风轮叶片I每侧壳体外表面的多个导电分流带3可沿风轮叶片I轴向并排均匀设置。上述风力发电机组风轮叶片防雷装置的安装方法，包括如下步骤(I)将接闪器预埋于非主梁区域的风轮叶片壳体中，并与风轮叶片壳体一体成型；(2)在风轮叶片合模粘接前，通过位于风轮叶片内腔中的导线将接闪器与叶根金属法兰连接，通过轮毂接地；(3)在风轮叶片起模后喷漆前，将导电分流带粘贴在风轮叶片外表面，粘贴区域必须横跨碳纤维增强复合材料的主梁，且位于风轮叶片两个侧面相同位置的导电分流带不得搭接；(4)通过螺帽将导电分流带与接闪器固定；
(5)防雷装置安装完成。最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种风力发电机组风轮叶片防雷装置，其特征在于，所述风轮叶片的主梁采用碳纤维增强复合材料，在非主梁区域的风轮叶片壳体中预埋有接闪器，接闪器通过位于风轮叶片内腔中的导线接地；且在所述风轮叶片的外表面上固定有导电分流带，导电分流带通过螺母与接闪器连接。
2.根据权利要求I所述的风力发电机组风轮叶片防雷装置，其特征在于，所述导电分流带由上表面至下表面依次为导电铝箔层、环氧树脂层及不饱和聚酯胶带层，且下表面与风轮叶片外表面粘接。
3.根据权利要求I或2所述的风力发电机组风轮叶片防雷装置，其特征在于，所述导电分流带横跨风轮叶片的主梁。
4.根据权利要求3所述的风力发电机组风轮叶片防雷装置，其特征在于，所述接闪器位于导电分流带一端的风轮叶片壳体中，且与导电分流带的一端连接。
5.根据权利要求4所述的风力发电机组风轮叶片防雷装置，其特征在于，所述与导电分流带一端连接的接闪器靠近风轮叶片的后缘。
6.根据权利要求3所述的风力发电机组风轮叶片防雷装置，其特征在于，所述风轮叶片的每侧壳体内均设置有多个接闪器，两侧对称分布，所述导电分流带有多个，与多个接闪器一一对应，且位于风轮叶片两个侧面相同位置的导电分流带不搭接。
7.根据权利要求6所述的风力发电机组风轮叶片防雷装置，其特征在于，所述位于风轮叶片每侧壳体外表面的多个导电分流带沿风轮叶片轴向并排均匀设置。
8.根据权利要求I所述的风力发电机组风轮叶片防雷装置，其特征在于，所述导线通过轮毂接地。
9.根据权利要求8所述的风力发电机组风轮叶片防雷装置，其特征在于，所述导线通过叶根金属法兰与轮毂连接接地。
10.根据权利要求1-9任一项所述的风力发电机组风轮叶片防雷装置的安装方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)将接闪器预埋于非主梁区域的风轮叶片壳体中，并与风轮叶片壳体一体成型； (2)在风轮叶片合模粘接前，通过位于风轮叶片内腔中的导线将接闪器与叶根金属法兰连接，通过轮毂接地； (3)在风轮叶片起模后喷漆前，将导电分流带粘贴在风轮叶片外表面，粘贴区域必须横跨碳纤维增强复合材料的主梁，且位于风轮叶片两个侧面相同位置的导电分流带不得搭接; (4)通过螺帽将导电分流带与接闪器固定； (5)防雷装置安装完成。
全文摘要
本发明公开了一种风力发电机组风轮叶片防雷装置及其安装方法，所述风轮叶片的主梁采用碳纤维增强复合材料，在非主梁区域的风轮叶片壳体中预埋有接闪器，接闪器通过位于风轮叶片内腔中的导线接地；且在所述风轮叶片的外表面上固定有导电分流带，导电分流带通过螺母与接闪器连接。本发明通过在风轮叶片外表面设置导电分流带，可提高风轮叶片防雷装置的保护区域面积，接闪效果好，适用于采用碳纤维增强复合材料作为风轮叶片主梁的风力发电机组。
文档编号H02G13/00GK102661240SQ201210153158
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月16日 优先权日2012年5月16日
发明者代海涛, 刘伟超, 闫文娟 申请人:国电联合动力技术有限公司