[实用新型]直驱风力发电机组的防雷装置及直驱风力发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及防雷装置技术领域，尤其涉及一种直驱风力发电机组的防雷装置及直驱风力发电机组。

背景技术

风力发电机组通常位于比较空旷的地区或沿海地区，而风力发电机组的高度一般都超过130米，尤其是新型的风力发电机组都超过了160米，在这些地区风力发电机组属于特别突起的物体，因而风力发电机组容易遭受雷击。

因此，对于风力发电机组的防雷保护至关重要，尤其对于发电机处于机舱外部的直驱风力发电机组，由于其发电机中的变桨轴承、发电机主轴承及偏航轴承的成本在整机成本中的比例较高，雷电流会造成这三种轴承的灼烧及损坏，因而对直驱风力发电机组的防雷保护尤为重要。

直驱风力发电机组与双馈式风力发电机组在结构上有着本质的区别，最典型的特点是直驱风力发电机组的发电机处于机舱的外部，而双馈型风力发电机组的发电机处于机舱的内部。对于直驱风力发电机组的直接雷击防护来说，这就意味着雷电流必定会通过直驱风力发电机组的各个轴承。直驱风力发电机组包含了三种轴承，即变桨轴承、发电机主轴承、偏航轴承。雷电流会造成这三种轴承发生灼烧并损坏，从而进一步造成了直驱风力发电机组损坏。

目前，直驱风力发电机组的防雷保护方法为：在叶片内部使用单独的电缆引线，利用直驱风力发电机组自身的金属铸件、结构件及轴承作为直击雷的传导路径，即：将叶片接闪器的引下线连接在直驱风力发电机组叶片根部法兰上，然后利用叶片根部法兰通过变桨轴承连接轮毂、轮毂通过发电机主轴承连接到发电机、发电机连接机舱底座、机舱底座通过偏航轴承连接到塔筒、塔筒连接风机基础的直驱风力发电机组的自身结构将直击雷电流导出。如图1所示，为现有技术直击雷流通路径通过直驱风力发电机组的示意图，可见直击雷流通路径通过直驱风力发电机组的变桨轴承a、发电机主轴承b、偏航轴承c。

然而，发电机中轴承的内圈与外圈之间存在间隙，导致雷电流流通路径中阻抗较高，影响雷电流的泄放；并且，利用各个轴承作为雷电流流通路径会导致雷电流对轴承灼烧从而损坏轴承，造成整机成本较高，且停机更换新轴承会中断直驱风力发电机组的正常运行，进一步造成巨大的经济损失。

现有技术还存在一种风力发电机组防雷方法及装置，其构建“叶片—轮毂罩—机舱罩—大地”的雷电流泄放路径，完全避免了雷电流流过变桨轴承，保证了变桨轴承的安全。但是其他的轴承，如发电机主轴承、偏航轴承，还是可能会流过雷电流造成损坏，且其构建的雷电流泄放路径经过轮毂罩和机舱罩，但可能会有雷电流分流到轴承中，对轴承造成损害，且对于直驱风力发电机组来说，由于发电机处于外部，这种设计并不能够彻底解决发电机的防雷问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种直驱风力发电机组的防雷装置及直驱风力发电机组，能够使雷电流沿着新的外部通道流通而不经过直驱风力发电机组中的各个轴承，避免各个轴承遭受雷电流的损伤，延长了各个轴承的使用寿命，有效地保证了直驱风力发电机组中各个轴承的正常运转，从而保证直驱风力发电机组的正常运行，同时还可以提高雷电流泄放通道的电气导通性。

为达到上述目的，本实用新型实施例采用如下技术方案：

一方面，本实用新型提供了一种直驱风力发电机组的防雷装置，包括设置在非金属叶片上的用于接收雷电流的接闪器及与该接闪器电气连接的叶片引下线，其中，所述直驱风力发电机组的防雷装置还包括：

第一引雷电流部件，与所述叶片引下线电气连接，且与发电机转子的外表面绝缘连接；

第二引雷电流部件，与所述发电机转子的外表面及绝缘机舱罩绝缘连接，所述第二引雷电流部件通过金属导体与所述第一引雷电流部件电气连接；

防雷引下线，用于电气连接所述第二引雷电流部件与设置于塔筒内的接地部件，以通过塔筒将雷电流泄放到大地。

进一步地，所述直驱风力发电机组的防雷装置还包括：第一绝缘部件，设置在所述发电机转子的外表面上且靠近所述叶片；

所述第一引雷电流部件包括第一导电端和第二导电端，所述第一导电端设置在所述叶片的根部上并与所述叶片引下线电气连接，所述第二导电端设置在所述第一绝缘部件上并与所述金属导体电气连接，所述叶片转动时所述第一导电端与所述第二导电端滑动接触。

进一步地，所述直驱风力发电机组的防雷装置还包括：第二绝缘部件，设置在所述发电机转子的外表面上且靠近绝缘机舱罩；