[发明专利]一种风力发电设备用叶片避雷装置

说明书

一种风力发电设备用叶片避雷装置，包括轮毂和多个风电叶片，风电叶片包括内部带有空腔的绝缘壳体，避雷装置包括叶尖接闪器，叶身接闪器和导电金属板，和设置在叶根部位的金属圆盘和输导组件，叶尖接闪器、叶身接闪器、导电金属板和金属圆盘均设置在绝缘壳体的外表面上，叶身接闪器安装在导电金属板上；输导组件包括连接导线、金属带和碳刷，金属带呈环状布设在风电叶片的叶根部位，且其通过连接导线与金属圆盘连接，碳刷固定设置在轮毂上，碳刷的末端连接有接地线，碳刷能够在风电叶片转动时与风电叶片根部的金属带动态接触。本发明能够有效防止叶片壳体被雷电击穿，且使用寿命长、安全可靠性高。

技术领域

本发明涉及风电叶片避雷技术领域，具体的说是一种风力发电设备用的叶片防击穿型避雷装置。

背景技术

随着风电技术的不断发展，风力机组塔架高度不断增加，叶片长度不断加长，风机受到雷击的概率也随之上升。传统风电叶片的防雷方法主要是在叶片上安装避雷接闪器，在叶片内部设置金属引线，将引导线连接至叶片根部穿出连接到轮毂上的避雷接口再连接地线，最终通过避雷接闪器接收雷电、引导线传导雷电，逐步将雷电引导入大地。

这种传统的避雷方式主要存在以下缺陷：1、雷电流路径为通过叶片内部的金属引线，引导雷电传导至大地。故经常发生雷电流在传导过程中金属引线的绝缘皮被击穿，进而叶片内部电弧放电造成叶片腔体损坏的情况。同时，叶片内部设置有金属引线时，金属与雷电之间也会发生电场感应，从而引导雷电从外部非接闪器覆盖区域击穿壳体从而造成叶片损坏，造成巨大的经济损失。2、在叶片根部区域，与轮毂内的导雷接口连接的导线会随着叶片变桨时发生转动，而反复的转动使得线缆容易破坏，雷电不能顺利地传导，导致避雷系统不能顺利发挥作用，叶片容易受到雷击破坏，造成巨大的经济损失。

目前，风电叶片损坏中相当一部分是由于雷击破坏。因此，改善和增强防雷系统中避雷装置的性能来有效防止大型风力发电叶片受到雷击破坏实为必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种安装设置简单、不损伤叶片结构，能够有效防止叶片壳体被雷电击穿，且使用寿命长、安全可靠性高的风机叶片避雷装置，来有效降低风电叶片受雷击的概率。

本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种风力发电设备用叶片避雷装置，包括轮毂以及设置在轮毂上的多个风电叶片，所述的风电叶片包括一个叶片状的绝缘壳体，在该绝缘壳体的内部具有一个空腔，所述的避雷装置包括设置在风电叶片叶尖部位的叶尖接闪器，设置在叶身部位的叶身接闪器和导电金属板，以及设置在叶根部位的金属圆盘和输导组件，其中，叶尖接闪器、叶身接闪器、导电金属板和金属圆盘均设置在绝缘壳体的外表面上，叶身接闪器安装在导电金属板上，且叶尖接闪器、叶身接闪器和金属圆盘均与导电金属板导电连接；

所述的输导组件包括连接导线、金属带和碳刷，金属带呈环状布设在风电叶片的叶根部位，且其通过连接导线与金属圆盘连接，所述的碳刷固定设置在轮毂上，碳刷的末端连接有接地线，所述碳刷能够在风电叶片转动时与风电叶片根部的金属带动态接触。

优选的，所述的叶尖接闪器为固定在绝缘壳体叶尖部位顶端的金属块，且该金属块通过铆接或者螺栓连接的方式连接在导电金属板上。

优选的，所述的叶身接闪器为固定在导电金属板外表面上的金属片，且该金属片通过铆接或者螺栓连接的方式固定在导电金属板上。

优选的，所述的导电金属板呈长条状，且沿绝缘壳体的长度方向布置。

优选的，所述的连接导线通过接线鼻和螺栓与金属圆盘连接。

优选的，所述叶身接闪器的个数至少为两个，且沿绝缘壳体长度方向均与分布。

优选的，所述每个风电叶片的叶根部位均固定设置有一个环向的非金属支撑架，金属带通过粘结和铆接方式固定在该环向的非金属支撑架上。

优选的，所述的连接导线通过安装在金属带上的一个金属螺栓与金属带连接。