[发明专利]一种风力发电机组防雷装置及风力发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术，尤其涉及一种风力发电机组防雷装置及具有该防雷装置的风力发电机组。

背景技术

随着风电技术的发展，风力发电机组的高度也不断增加。目前，新型的风力发电机组的高度达到甚至超过160米。然而，风力发电机组通常安装在比较空旷的高海拔地区或沿海地区，因自身高度成为这些地区的突起物体而容易遭受雷击。为避免风力发电机组遭受雷击而损害，需要为风力发电机组设置防雷装置。

目前永磁直驱风力发电机组的直击雷防护方法通常为：除叶片内部用单独电缆引线之外，整体永磁直驱风力发电机组均利用自身的金属铸件、结构件及轴承作为直击雷的传导路径。具体为：叶片接闪器的引下线直接连接在永磁直驱风力发电机组叶片根部法兰上，而叶片根部法兰通过变桨轴承连接到轮毂上，轮毂又通过发电机主轴承连接到发电机，发电机和机舱底座相连，机舱底座又通过偏航轴承连接到塔筒，塔筒与地面连接。

然而，这种方法使得雷电流必定会通过永磁直驱风力发电机组变桨轴承、发电机主轴承和偏航轴承，而因轴承中存在间隙，导致雷电流通道中阻抗较高，影响了雷电流的泄放。因此，雷电流会导致轴承发生灼烧而损坏，从而导致永磁直驱风力发电机组运行中断，需要对轴承进行更换，这就会造成巨大的经济损失。

发明内容

本发明致力于解决现有技术存在的上述问题，为此，本发明提供了一种风力发电机组防雷装置，其可有效疏导雷电流使其不通过风力发电机组各处的轴承，降低了雷电流释放通道的阻抗，使得风力发电机组不会因雷电流释放受阻而烧坏轴承或其他部件。

此外，本发明还提供了一种风力发电机组，其具有本发明提供的防雷装置，具有独立的雷电流释放通道，使得发电机组变桨轴承、发电机主轴承、偏航轴承或其他部件不会因雷电流释放受阻而损坏，有效保护风力发电机组，降低风力发电机组的故障率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种风力发电机组防雷装置，其包括位于叶尖位置处的叶片接闪器和与叶片接闪器电连接的叶片引下线，以及变桨轴承防雷部件、发电机主轴轴承防雷部件和偏航轴承防雷部件，其中所述变桨轴承防雷部件设置于叶片根部位置，并且一端与叶片引下线电连接，另一端与所述发电机主轴轴承防雷部件电连接；所述发电机主轴轴承防雷部件设置在发电机主轴上，并且与所述偏航轴承防雷部件电连接；所述偏航轴承防雷部件设置在塔筒顶部，并且与塔筒接地电缆电连接；所述叶片接闪器、叶片引下线、变桨轴承防雷部件、发电机主轴轴承防雷部件、偏航轴承防雷部件以及塔筒接地电缆形成与变桨轴承、发电机组主轴轴承、偏航轴承电隔离的雷电流释放通道。

其中，对于每个叶片而言，所述变桨轴承防雷部件包括一根防雷电缆，所述防雷电缆一端固定于叶片根部内侧边缘，并所述与叶片引下线电连接，另一端固定于叶片根部的空腔部位，并与发电机主轴轴承防雷部件电连接。

其中，所述防雷电缆的其中一端固定于所述叶片根部空腔的中心位置处。

其中，还包括用于固定所述防雷电缆的电缆固定部件，所述电缆固定部件一端位于变桨柜支架上，另一端位于叶片根部的空腔部位。

其中，所述发电机主轴轴承防雷部件包括固定于发电机主轴上的防雷滑环，所述防雷滑环包括固定部及与转动部，所述转动部一端位于所述固定部内部并与所述固定部滑动接触，另一端通过电缆与所述变桨轴承防雷部件电连接，所述固定部通过电缆与所述偏航轴承防雷部件电连接。

其中，还包括设置在发电机主轴靠近轮毂一端的防雷滑环固定部件。

其中，所述偏航轴承防雷部件包括防雷电缆，所述防雷电缆一端固定于塔筒顶部中空位置处并与发电机主轴轴承防雷部件电连接，另一端固定于塔筒内壁上并与塔筒接地电缆电连接。

其中，还包括防雷电缆固定部件，所述防雷电缆固定部件一端位于机舱内部，另一端位于所述塔筒顶部中空位置处。

此外，本发明还提供了一种风力发电机组，其包括塔筒、机舱、发电机、轮毂及叶片，以及本发明提供的上述风力发电机组防雷装置，在叶片根部设置有变桨轴承防雷部件，在发电机主轴上设置有发电机主轴轴承防雷部件，在塔筒顶部设有偏航轴承防雷部件。

其中，所述风力发电机组为永磁直驱风力发电机组。

本发明具有如下有益效果：