[实用新型]与风叶气动性互补的消雷阵列及无源等离子拒雷系统

说明书

一种与风叶气动性互补的消雷阵列及无源等离子拒雷系统，该消雷阵列包栝基板、阵列针和固定部，基板和阵列针为导电体，该基板一端和固定部连为一体，该基板通过该固定部连接在风叶的顶端部，该基板的另一端部设有阵列针，该阵列针为锯齿边，所述的锯齿边包含若干个锯齿；由消雷阵列、强电离放电单元和接地单元组成拒雷装置该消雷阵列安装在风叶的顶端部，所述锯齿边朝向离心力的方向放置；强电离放电单元安装于风叶内，该强电离放电单元包含电极A和电极B，该电极A通过第一导体连接消雷阵列的基板；该电极B通过第二导体连接接地单元。本实用新型适用于风电站改善风叶气动性和直击雷防护。

技术领域：

本实用新型涉及防雷和风叶气动技术领域，特别是涉及一种与风叶气动性互补的消雷阵列及无源等离子拒雷系统。

背景技术：

风电机组,特别是风电机组的风叶遭受雷击损坏是风叶损坏的主要原因，由于风力发电机组的风叶高度较高和端部尖窄则在雷云电场感应下具有尖端效应而成为机组中最易遭受直接雷击的异突部件。雷击造成风叶损坏主要有两个方面：一方面是雷电击中叶尖后，释放大量能量，强大的雷电流使叶尖结构内部的温度急骤升高，水分受热汽化膨胀，从而产生很大的机械力，造成叶尖结构爆裂破坏，严重时使整个风叶开裂；另一方面雷击造成的巨大声波，对风叶结构造成冲击破坏。风叶受到雷击损害后的维修或更换都是耗资耗时和难度极大的事故，风叶的雷击损坏对全球风电行业来说都是一个突出的运行障碍，风叶的防雷一直是个全球性的难题。

现在国际上有很多厂商在风叶的设计和制作上采用了多种防雷方法，比如，在风叶内部或背面安置接闪器类避雷针及避雷线，或在风叶翼面复合材料中加入具有良好导电性能和比重轻的碳纤维新材料，并在叶尖部位配置金属接闪器，通过接地线与风叶法兰连接，再由轮毂通过机舱内的接地线经钢塔架接入地网形成雷电通道。当雷电击中风叶时，强大的雷电流通过雷电通道泄入大地，以期能够实现避雷而不致对风叶及其他设备造成损坏。这样实际上风叶成了引雷针，接闪周围的雷电并泄放强大的雷电流，因此要求雷电通道阻抗必须很小，连接导线要有足够导电截面及良好的导电性，接地网一定要保证在不少现场难以实现的足够小的接地电阻值,否则将带来强反击过电压和电磁脉冲辐射过电压,损坏强弱电和机械设备。大量运行统计资料表明：引雷入地即“引狼入室”。因此，防雷界著名专家们呼吁：避雷针一般应该停用！

鉴于除异突的风叶易遭受雷击外，风电机组周围的输变电设施也同样容易遭受雷击，因此出现了针对风电场整体防雷的方案，即所谓的区域防雷，在风电场来雷气流通道的前端区域安装避雷针塔，以期阻截顺流侵入风电场的雷电顺流侵入风电场。但是对于面积极大的风力发电场，雷电侵入通道方位存在很大的随机性和全方位性(例如由山底飘升的能量和危害较顶空负极性雷更大的正极性雷)，在水平气流通道入口处装设避雷针塔只能很有限地解决极少数风叶及其周围输变电设施被雷击的问题，并且高大的避雷针塔的建设成本高昂，而且不能实现全方位防雷，因此在防雷可靠性和实用性方面受到很大限制而难以推广应用。