[实用新型]一种三电极脉冲沿面流光放电等离子体防破覆冰装置

说明书

本实用新型公开一种三电极脉冲沿面流光放电等离子体防破覆冰装置，在风力发电机叶片的易覆冰区域安装等离子体激励器，实现对该区域的防破覆冰。该激励器是高压激励电极、第一接地电极和第二接地电极交错布置于绝缘材料制成的风力发电机叶片表面和内部，其中高压激励电极和第二接地电极位于风力发电机叶片同侧且裸露在低温气相中，第一接地电极植入风力发电机叶片内部，采用高压脉冲电源激励。利用脉冲沿面流光放电的热效应加热来流和风力发电机叶片表面附着的液滴和冰晶使其融化和蒸发，利用产生的压力波及冲击效应将液滴与冰晶击碎和驱除，防破覆冰的发生。本实用新型提出的方法可以广泛应用于风力发电机叶片或其它有防除覆冰需求的对象。

技术领域

本实用新型属于放电等离子体在防除绝缘材料表面覆冰的应用技术领域，涉及一种三电极脉冲沿面流光放电等离子体防破风力发电机叶片覆冰的装置，用于快速高效防破风力发电机叶片覆冰，也可以用于暴露于湿冷气体中绝缘材料表面覆冰去除。

背景技术

由于传统化石能源的巨大消耗与不可再生，各国都在积极开发和研究可再生能源，而风能作为一种天然的清洁可再生能源，其发展与利用受到人们的普遍关注与青睐。风力发电机叶片作为捕获风能的装置，其运行效率显著影响着风力发电机的发电效率。风力发电机一般安装在高山与边疆区域，但由于该类地区温度低，湿度大，容易造成风力发电机叶片覆冰，大幅降低风力发电机的发电效率和使用寿命，甚至对周边的人和设备造成伤害。

当前风力发电机叶片的防除覆冰技术主要有机械防除覆冰、涂料防除覆冰和热能防除覆冰。其中最为常见的为热能防除覆冰，虽然上述方式均表现出一定的效果，但都包含一定问题。机械防除覆冰容易对风力发电机叶片造成损伤，影响发电机的正常运行。涂料防除覆冰虽然操作简单，但由于涂料性能不稳定，不能很好保证叶片的防除覆冰效果。热能防除覆冰通常为气热法和电阻丝防除覆冰，但由于叶片的传热性能限制，其防除覆冰效果相对受限，并且当防除覆冰面积较大时，所需能耗将会很大。

目前与应用等离子体防除覆冰相关在审与授权的专利主要有以下三份：(用于风力发电机叶片的等离子体控制装置和方法，中国实用新型专利，申请号：201310242446.0，邵涛，车学科，严萍，聂万胜，2016.01.20)、(一种基于等离子体冲击射流的破除冰方法，中国实用新型专利申请，申请号：201610841778.4，罗振兵，王林，蒋浩，夏智勋，周岩，2017.01.11) 和(一种介质阻挡放电等离子体除积冰装置及方法，中国实用新型专利申请，申请号：201510275368.3，蔡晋生，田永强，孟宣市，翟琪，2015.09.09)。其中邵涛和蔡晋生等人的专利是基于传统沿面放电结构，存在放电区域有限，即防除覆冰范围受限的缺点。罗振冰等人的专利需安装等离子体激励器于孔内，孔的存在对激励器的安装要求较高，且当孔内充满冰和水时，其将不易产生合成射流实现破除覆冰。本申请的三电极脉冲沿面流光放电等离子体防破覆冰的装置通过第二接地电极的引入可有效增强其放电强度，且当流光接通第二接地电极时可产生火花放电，达到冲破覆冰的效果，但又不存在需要安装孔的问题。综上所述，风力发电机叶片急需一种高效、方便的防除覆冰的装置及方法，避免叶片覆冰造成不必要的损失。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术对于风力发电机叶片防除覆冰存在的问题：对叶片有损伤、防除覆冰性能不稳定、防除覆冰效果受限、能耗较大和存在安装孔等，提出一种三电极脉冲沿面流光放电等离子体防破风力发电机叶片覆冰的装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：