CN210460962U - 一种风机雷电保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种风机雷电保护系统，风机包括旋转轮毂和机舱，旋转轮毂上设有接闪器和靠近机舱的第一螺栓环，机舱上设有靠近旋转轮毂的第二螺栓环，风机雷电保护系统包括防雷内层、防雷外层以及接地组件，防雷外层套设于防雷内层，防雷内层设置于旋转轮毂上并环绕贴合设置于第一螺栓环的外环上，防雷内层连接于接闪器；防雷外层设置于机舱上并环绕贴合设置于第二螺栓环的内环上；接地组件分别连接于防雷外层和地面，通过防雷内层随旋转轮毂转动，使得防雷内层与防雷外层之间形成电磁场，实现将雷电产生的电荷传导至地面，在保护风机的重要部件的基础上，电流经最小阻抗路径流至接地组件，将电荷平稳、高效且不间断的传导至地面。

Description

一种风机雷电保护系统

技术领域

本实用新型涉及风电风力发电领域，尤其涉及一种风机雷电保护系统。

背景技术

风机一般设置在高于周围地区的高点上，因此容易被雷电击中，尤其是风机叶片。90％以上的直接雷电会击中风机三个旋转叶片中的一个，并且这类雷击造成90％以上的风机结构故障，因此采取有效地防雷措施，将雷击造成的损失减小是重中之重。目前，通常采用的叶片防雷设计是在叶片上装设接闪器捕捉雷电，再通过敷设在叶片内腔连接到叶片根部的导引线使雷电导入大地，约束雷电，保护叶片。而风机在正常运行过程中，叶片的尖端为最高点，遇到带电云团后，电荷会通过叶片接闪器导入风机避雷通道，最先接触到带电云团的是叶尖部位，电流通过叶尖才能够有效传导到风机的避雷通路，但通过叶尖放电，会瞬间产生强大的电流，非常容易造成叶尖被击坏或击毁。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种风机雷电保护系统，其在保护风机的重要部件的基础上，实现将雷电产生的电荷平稳且不间断的传导至地面。

一种风机雷电保护系统，风机包括旋转轮毂和机舱，所述旋转轮毂上设有接闪器和靠近所述机舱的第一螺栓环，所述机舱上设有靠近所述旋转轮毂的第二螺栓环，其特征在于，包括：

防雷内层，其设置于所述旋转轮毂上并环绕贴合设置于所述第一螺栓环的外环上，所述防雷内层连接于所述接闪器；

防雷外层，其设置于所述机舱上并环绕贴合设置于所述第二螺栓环的内环上；

接地组件，其分别连接于所述防雷外层和地面；

其中，所述防雷内层随所述旋转轮毂转动与所述防雷外层之间形成电磁场，以将雷电产生的电荷经由所述防雷内层、所述防雷外层以及所述接地组件传导至地面。

在一些实施例中，风机雷电保护系统还包括导电组件，所述导电组件包括依次连接的第一触发器、第一导体线芯以及第一绝缘器，所述第一导体线芯连接于所述防雷外层。

在一些实施例中，所述接地组件包括引下线，以及分别连接于所述引下线的线芯的第二触发器和第二绝缘器，所述引下线的一端连接于所述防雷外层，其另一端接地。

在一些实施例中，所述引下线包括由内至外依次包裹设置的第一绝缘层、第一多芯导体线芯、第二绝缘层、第二多芯导体线芯以及绝缘外保护层，所述第一多芯导体线芯连接于所述防雷外层。

在一些实施例中，所述引下线连接所述防雷外层的一端分段依次剥离所述第二绝缘层和第二多芯导体线芯，所述第二导体线芯向下缠绕于所述绝缘外保护层的外壁上，并通过粘结层覆盖其上。

在一些实施例中，所述引下线为三根，且周向均匀连接于所述防雷外层上。

在一些实施例中，所述第一绝缘器或所述第二绝缘器设于所述第二螺栓环的多个螺栓上。

在一些实施例中，所述导电组件均布于所述防雷外层上。

在一些实施例中，相邻两个所述导电组件的距离为60毫米。

在一些实施例中，所述第二多芯导体线芯的剥离终端与所述第二绝缘层的剥离终端的距离至少为0.25米。

与现有技术相比，本实用新型实施例的有益效果在于：本实用新型通过在风机上的第一螺栓环上设置的防雷内层和在第二螺栓环上设置的防雷外层，防雷内层随旋转轮毂转动，使得防雷外层与防雷内层之间形成电磁场，以将防雷内层接收到的电荷传至防雷外层，电荷再经与防雷外层连接的接地组件传导至地面，实现在保护风机的重要部件的基础上，电流经最小阻抗路径流至接地组件，将雷电产生的电荷平稳、高效且不间断的传导至地面。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1为本实用新型实施例风机雷电保护系统的局部结构示意图；

图2为本实用新型实施例风机雷电保护系统的导电组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例风机雷电保护系统的接地组件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例风机雷电保护系统的引下线的剖面图；

图5为本实用新型实施例风机雷电保护系统的引下线的剥离结构示意图；

图6为本实用新型实施例风机雷电保护系统的整体结构示意图。

图中的附图标记所表示的构件：

1-第一螺栓环；2-第二螺栓环；3-防雷内层；4-防雷外层；5-接地组件；501-第二触发器；502-第二绝缘器；6-导电组件；601-第一触发器；602-第一导体线芯；603-第一绝缘器；7-引下线；701-第一绝缘层；702-第一多芯导体线芯；703-第二绝缘层；704-第二多芯导体线芯；705-绝缘外保护层；8-地面。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本实用新型中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本实用新型使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本实用新型所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

本实用新型提供了一种风机雷电保护系统，其中风机包括旋转轮毂和机舱，风机的机舱容纳着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机等，如图1所示，旋转轮毂上设有接闪器(图中未示出)和靠近机舱的第一螺栓环1，机舱上设有靠近旋转轮毂的第二螺栓环2，第二螺栓环2设置于第一螺栓环1的外环上。

进一步地，继续结合图1，上述风机雷电保护系统包括防雷内层3、防雷外层4以及接地组件5，防雷外层4套设于防雷内层3，防雷内层3设置于旋转轮毂上并环绕贴合设置于第一螺栓环1的外环上，其随旋转轮毂转动而转动，防雷内层3连接于接闪器，接闪器是用来接收雷击的物体，防雷内层3能够接收到接闪器收集的雷电产生的电荷并将电荷传出；防雷外层4设置于机舱上并环绕贴合设置于第二螺栓环2的内环上，通过防雷内层3随旋转轮毂做旋转运动，使得防雷外层4与防雷内层3之间形成电磁场，实现防雷外层4接收经由接闪器传导到防雷内层3上的电荷；接地组件5分别连接于防雷外层4和地面8，接地组件5将防雷外层4收集的电荷传导至地面8，以达到防雷的目的。通过防雷内层3随旋转轮毂转动，使得防雷内层3与防雷外层4之间形成电磁场，最终实现将雷电产生的电荷经由防雷内层3、防雷外层4以及接地组件5传导至地面8。

本实用新型通过在风机上的第一螺栓环1上设置的防雷内层3和在第二螺栓环2上设置的防雷外层4，防雷内层3随旋转轮毂转动，使得防雷外层4与防雷内层3之间形成电磁场，以将防雷内层3接收到的电荷传至防雷外层4，电荷再经与防雷外层4连接的接地组件5传导至地面8，实现在保护风机的重要部件的基础上，电流经最小阻抗路径流至接地组件5，将雷电产生的电荷平稳、高效且不间断的传导至地面8。

在一些实施例中，风机雷电保护系统还包括导电组件6(如图1和图2所示)，导电组件6包括依次连接的第一触发器601、第一导体线芯602以及第一绝缘器603，第一导体线芯602连接于防雷外层4，由于连接防雷外层4的导电组件6连接了第一绝缘器603，使得产生的电流经最小阻抗路径流至接地组件5，避免电流反向流至旋转轮毂上，第一触发器601能够提高雷电产生的电荷由防雷内层3传导至防雷外层4的效率。

在一些实施例中，接地组件5包括引下线7(如图1和图3所示)，以及分别连接于引下线7的线芯的第二触发器501和第二绝缘器502，第二触发器501能够提高雷电产生的电荷由防雷内层3传导至防雷外层4的效率，第二绝缘器502能够使产生的电流经最小阻抗路径流向地面8，引下线7的一端连接于防雷外层4，其另一端接地，引下线7能够消除风机雷电保护系统中的自感，提高电荷传导效率。

在一些实施例中，图4为本实用新型实施例风机雷电保护系统的引下线7的剖面图，如图4所示，引下线7包括由内至外依次包裹设置的第一绝缘层701、第一多芯导体线芯702、第二绝缘层703、第二多芯导体线芯704以及绝缘外保护层705，第一多芯导体线芯702连接于防雷外层4，上述引下线7是由多芯法拉第屏蔽包围的多芯内导电芯，由于集肤效应，即导体中有交流电或者交变电磁场时，电流集中在导体的“皮肤”部分，诸如雷击之类的高频能量流将集中在固体导体的皮肤上，因此，上述引下线7的结构不仅可以有效的导电，还能够减小引下线7单位长度的质量，节省产品的材料费用。

在一些实施例中，引下线7连接防雷外层4的一端分段依次剥离第二绝缘层703和第二多芯导体线芯704(如图5所示)，即将第一多芯导体线芯702外露以直接连接于防雷外层4，并在靠近第一多芯导体线芯702的外露部分的下一段保留第二绝缘层703，第二导体线芯向下剥离的部分缠绕于绝缘外保护层705的外壁上，并通过粘结层覆盖其上，该结构便于操作人员将引下线7的第一多芯导体线芯702直接连接于防雷外层4上。

在一些实施例中，引下线7为三根，且周向均匀连接于防雷外层4上，如图6所示，三根引下线7与防雷外层4的连接端间隔角度为120度，以实现均匀传导雷电产生的电荷，避免电荷在防雷外层4上积聚，导电不及时。

在一些实施例中，继续结合图1，第一绝缘器603或第二绝缘器502设于第二螺栓环2的多个螺栓上，防雷外层4通过第一绝缘器603和第二绝缘器502与第二螺栓环2实现绝缘连接，第一绝缘器603应间隔设置，以保证防雷外层4与第二螺栓环2之间的绝缘连接效果。

在一些实施例中，导电组件6均布于防雷外层4上，多个导电组件6实现提高防雷内层3将电荷传导至防雷外层4的传导效率，而均布的多个导电组件6能够将电荷均匀且平稳的传导至防雷外层4。上述多个导电组件6之间的距离不限，能够保证电荷的平稳传导即可，优选地，相邻两个导电组件6的距离为60毫米。

在一些实施例中，第二多芯导体线芯704的剥离终端与第二绝缘层703的剥离终端的距离至少为0.25米，该距离实现在便于操作人员操作的基础之上，还能够保证引下线7与防雷外层4之间的连接稳定性。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本实用新型的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本实用新型。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本实用新型的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本实用新型的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风机雷电保护系统，风机包括旋转轮毂和机舱，所述旋转轮毂上设有接闪器和靠近所述机舱的第一螺栓环，所述机舱上设有靠近所述旋转轮毂的第二螺栓环，其特征在于，包括：

防雷内层，其设置于所述旋转轮毂上并环绕贴合设置于所述第一螺栓环的外环上，所述防雷内层连接于所述接闪器；

防雷外层，其设置于所述机舱上并环绕贴合设置于所述第二螺栓环的内环上；

接地组件，其分别连接于所述防雷外层和地面；

其中，所述防雷内层随所述旋转轮毂转动与所述防雷外层之间形成电磁场，以将雷电产生的电荷经由所述防雷内层、所述防雷外层以及所述接地组件传导至地面。

2.根据权利要求1所述的风机雷电保护系统，其特征在于，还包括导电组件，所述导电组件包括依次连接的第一触发器、第一导体线芯以及第一绝缘器，所述第一导体线芯连接于所述防雷外层。

3.根据权利要求2所述的风机雷电保护系统，其特征在于，所述接地组件包括引下线，以及分别连接于所述引下线的线芯的第二触发器和第二绝缘器，所述引下线的一端连接于所述防雷外层，其另一端接地。

4.根据权利要求3所述的风机雷电保护系统，其特征在于，所述引下线包括由内至外依次包裹设置的第一绝缘层、第一多芯导体线芯、第二绝缘层、第二多芯导体线芯以及绝缘外保护层，所述第一多芯导体线芯连接于所述防雷外层。

5.根据权利要求4所述的风机雷电保护系统，其特征在于，所述引下线连接所述防雷外层的一端分段依次剥离所述第二绝缘层和第二多芯导体线芯，所述第二多芯导体线芯向下缠绕于所述绝缘外保护层的外壁上，并通过粘结层覆盖其上。

6.根据权利要求3所述的风机雷电保护系统，其特征在于，所述引下线为三根，且周向均匀连接于所述防雷外层上。

7.根据权利要求3所述的风机雷电保护系统，其特征在于，所述第一绝缘器或所述第二绝缘器设于所述第二螺栓环的多个螺栓上。

8.根据权利要求2所述的风机雷电保护系统，其特征在于，所述导电组件均布于所述防雷外层上。

9.根据权利要求8所述的风机雷电保护系统，其特征在于，相邻两个所述导电组件的距离为60毫米。

10.根据权利要求5所述的风机雷电保护系统，其特征在于，所述第二多芯导体线芯的剥离终端与所述第二绝缘层的剥离终端的距离至少为0.25米。

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