[发明专利]风力发电机组的叶片防雷系统及叶片

说明书

本发明提供一种风力发电机组的叶片防雷系统及叶片。所述叶片防雷系统包括间隔设置在叶片上的多个接闪器，沿叶片的叶尖至叶根的方向，相邻两个接闪器之间的间距逐渐增大。采用本发明的技术方案，通过控制相邻接闪器的间距沿叶尖至叶根方向逐渐增大，对易遭受雷击的叶尖位置进行重点防雷保护，可以有效降低叶片因雷击而损坏的概率。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组的叶片防雷系统及叶片。

背景技术

随着风力发电技术的不断发展，风机发电机组的单机容量不断扩大，而风力发电机组的叶片的长度也逐渐加长。常规型叶片的长度已经达到50m以上，再加上轮毂的高度已经超过100m，风力发电机组的整体高度已经达到150m以上。这样的高度使风力发电机组在运行过程中存在较高的雷电风险，尤其是风力发电机组的叶片易遭受雷击而损坏。

如图1所示，现有技术中风力发电机组的叶片防雷装置主要包括设置叶片1上的现有技术的接闪器2，以及与叶片1根部的金属法兰4连接的防雷引下线3。现有技术的接闪器2的数量以及间距主要根据GL导则(Guideline for the Certification of WindTurbines，风力发电机组认证指南)设置，由于GL导则根据长度45m以下的叶片进行规定，而目前风力发电机组的叶片大多都超过了45m，根据GL导则只需设置4组现有技术的接闪器2，使得相邻现有技术的接闪器2之间的间距较长。而且，现有技术的接闪器2对称分布在叶片1的迎风面和背风面，使得叶片1上的接闪点较为分散。现有技术的接闪器2在叶片1上的设置方式没有考虑对叶片1易遭受雷击的位置进行保护，使雷电易击穿非接闪器位置的部位，造成叶片直接损坏。

由于上述原因，现有技术中风力发电机组的叶片防雷装置已经无法满足叶片的防雷要求。经过统计和调查，2011年～2015年，每1000台风力发电机组中有超过4％以上的遭受雷电而损害，在雷击严重的年份这个比例甚至超过8％，最终导致风力发电机组的发电量受到严重损失，以及增加对叶片维修和更换的高额费用。

发明内容

本发明的实施例提供一种风力发电机组的叶片防雷系统及叶片，以解决现有技术中风力发电机组的叶片防雷装置防雷效果较差的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例提供一种风力发电机组的叶片防雷系统，包括间隔设置在叶片上的多个接闪器，沿所述叶片的叶尖至叶根的方向，相邻两个所述接闪器之间的间距逐渐增大。

进一步地，所述叶片后缘的各顶点与前缘的垂线为弦长，各所述接闪器沿垂直于相应的弦长的方向投影在所述相应的弦长上并形成第一投影点，各所述第一投影点沿相应的弦长的方向投影在所述前缘上形成第二投影点，沿所述叶片的叶尖至叶根方向，各相邻所述第二投影点之间的间距构成第一数列，所述第一数列为等比数列。

进一步地，各所述第一投影点均位于相应的弦长的中点位置。

进一步地，所述叶片的迎风面和背风面上均间隔设置有所述多个接闪器。

进一步地，所述迎风面上的接闪器与所述背风面上的接闪器一一对应。

进一步地，所述叶片的迎风面和背风面中的一个上设置有第一接闪器阵列，所述第一接闪器阵列的各相邻接闪器对应的第二投影点之间的间距构成所述第一数列；所述迎风面和背风面中的另一个上设置有第二接闪器阵列，所述第二接闪器阵列靠近叶尖的第一个接闪器与所述第一接闪器阵列靠近叶尖的第一个接闪器对齐，所述第二接闪器阵列的各相邻接闪器对应的第二投影点之间的间距构成与所述第一数列不同的第二数列。

进一步地，所述第一数列为b₁、b₂、b₃……b_n-1，所述第二数列为b₁+d、b₂+2d、b₃+3d……b_n-1+(n-1)d。