[实用新型]一种风力发电机雷电流引导结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电机的防雷技术，具体来讲是一种风力发电机雷电流引导结构。

背景技术

由于风力发电机组是在自然环境下工作，不可避免的会受到自然灾害的影响，其中，遭受雷击是最为常见的灾害。

由于现代科学技术的迅猛发展，风机发电机组的单机容量越来越大，为了吸收更多的能量，轮毂高度和叶轮直径也越来越高，风机的高度和安装位置决定了它是雷击的首选目标，而且风机内部集中了大量敏感的电气、电子设备，一次雷击带来的损坏将是非常大的。因此，必须为风机设置完整的防雷保护系统，使雷电流沿安全的路径流入大地。

风机的塔筒是接地的，雷电流可经塔筒流入大地，但由于机舱是运动部件，要在塔筒上左、右方向往复摆动，机舱与塔筒之间的雷电流传导成为技术难题。

传统上采用碳刷和放电间隙板结合的方式，用碳刷作为滑动接触体，碳刷中还有引出导线与传导部件连接。碳刷的导电、导热及润滑性能良好，并且具有一定的机械强度。

但是这种雷电流引导方式也存在一定的缺陷，首先，风力发电机组内部部件较多，齿轮箱、液压站以及偏航轴承等大部件内存在润滑油、液压油等潜在污染源，一旦齿轮箱或液压站发生油源泄漏，就会直接对导电碳刷及碳刷所接触的导电金属表面造成油污染，这样就阻隔了雷电流通过碳刷在旋转部件到固定部件的传导，严重影响碳刷的导电效果。

其次，雷电流的传导要经过偏航轴承引入塔筒，据IEC61400-24引述的实验数据显示，雷电流经过时，就可能会击穿偏航轴承滚珠和滚道之间的绝缘润滑油，从而在轴承的滚珠和滚道上形成电弧的位置上造成擦伤。造成轴承损伤的电流密度的下限值大约是4KA/mm2，这个下限值会随着设备机械负载的增加而增大，低机械负载的轴承上呈现离散的蚀损和熔损，而高机械负载的轴承在受损时则是沿着滚道和滚珠的接触面上呈现笛装的伤痕，这样就会缩短偏航轴承的使用寿命。

发明内容

为了解决机架与塔筒间雷电流传导不畅的问题和避免雷电流对偏航轴承的损害，本实用新型提供一种风力发电机雷电流引导结构，可以实现机架与塔筒间雷电流的有效传导。

本实用新型的技术方案是：一种风力发电机雷电流引导结构，在风力发电机上敷设一条电缆，该电缆的一端与风力发电机的机舱连接，另一端与风力发电机的塔筒连接；当风力发电机遭受雷击时，雷电流经机舱、电缆、塔筒顺序流入大地。

进一步的，所述塔筒上设有固定装置，所述电缆的腰部搭在该固定装置上。

本实用新型的有益效果：

电缆能可靠地引导雷电流入地，电缆跨越了偏航轴承，可避免雷电流对偏航轴承造成的损坏，提高偏航轴承的使用寿命；不再使用碳刷，减少维护工作量，降低经济成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

参见图1：在风力发电机上敷设一条电缆1，该电缆1的一端与风力发电机的机舱机架2连接，另一端与风力发电机的塔筒3连接，当风力发电机遭受雷击时，雷电流经机舱、电缆1、塔筒3顺序流入大地，跨过了偏航轴承6。

电缆1选型根据IEC-62305的标准，最小为95mm2的铜芯电缆。

电缆1的两个端头分别用紧固螺栓4固定在机舱机架2和塔筒3上，紧固螺栓4规格为M12，为保证接触良好，还应加上垫片，把电缆头压紧、压牢。

所述塔筒3上设有固定装置5，所述电缆1的腰部搭在该固定装置5上。对于风力发电机这一特定设备，风机在运行时会有一个偏航或解缆的过程，风机的机舱会在一个特定的角度范围内左、右摆动，因此使用电缆1在机架2和塔筒3之间柔性连接是最恰当的，电缆1的腰部搭在该固定装置5上，电缆1长度有足够余量，可满足机舱摆动。