[发明专利]具有雷电保护系统的风力叶片

说明书

提出了一种用于风力叶片的雷电保护子系统。雷电保护子系统包括一个或多个传导节段，其中一个或多个传导节段中的每个包括导体和联接部分，其中联接部分构造成将一个或多个传导节段固定到风力叶片的边缘。此外，一个或多个传导节段在风力叶片的外表面处沿边缘的长度的至少部分形成长形雷电传导路径。

技术领域

本说明书的实施例大体上涉及雷电保护子系统。特别地，本说明书公开了一种沿风力叶片的边缘设置在风力叶片的外表面上的雷电保护子系统。本公开还涉及沿风力叶片的边缘安装雷电保护子系统的方法。

背景技术

可注意到，雷电保护子系统通常包括设置在风力叶片的内腔中的导体/线缆。更具体地，雷电导体/线缆沿风力叶片的抗剪腹板设置。由于雷电导体/线缆设置在风力叶片的内腔中，因此难以接近雷电导体/线缆。在雷电导体/线缆中有故障的情况下，难以接近和维修雷电导体/线缆。可能需要在风力叶片表面上设置人孔以接近设置在内腔中的雷电导体。这些人孔/接近面板是风力叶片表面上的大孔，并且可能继而又影响风力叶片的结构完整性。

近期以来，公开了在风力叶片的外表面上使用雷电导体/线缆。然而，这些雷电导体/线缆会影响风力叶片的空气动力学轮廓。因此，风力叶片的空气动力性能受到影响。

此外，通常，雷电导体/线缆是长的连续线缆。因此，在模块化/分体式叶片的情况下，如果采用单根连续线缆作为雷电导体，则单独运输风力叶片的不同区段是不可行的。这继而又增加了长风力叶片的运输的复杂性。

将引下导体一体化到风力涡轮机叶片的前缘和/或后缘中也是已知的。然而，此类系统具有与具有内部引下导体的雷电保护系统相同的问题并且更难以维护。

发明内容

根据本说明书的一些方面，提出了一种用于风力叶片的雷电保护子系统。雷电保护子系统包括一个或多个传导节段，其中一个或多个传导节段中的每个包括导体和联接部分。联接部分构造成将一个或多个传导节段固定到风力叶片的边缘。此外，一个或多个传导节段在风力叶片的外表面处沿边缘的长度的至少部分形成长形雷电传导路径。

根据本说明书的又一个方面，提出了一种制造具有雷电保护子系统的风力叶片的方法。制造风力叶片的方法包括模制风力叶片的至少部分，以及沿风力叶片的边缘的长度的至少部分设置一个或多个传导节段，其中一个或多个传导节段包括导体和联接部分，其中联接部分构造成将一个或多个传导节段固定到风力叶片的边缘，并且其中一个或多个传导节段在风力叶片的外表面处沿边缘的长度的至少部分形成长形雷电传导路径。

在优选实施例中，雷电保护子系统可进一步包括多个连接节段，其中多个连接节段中的至少一个连接节段设置在一个或多个传导节段中的两个传导节段之间。

在另一个优选实施例中，长形雷电传导路径包括雷电导体、雷电传导线缆或它们的组合。在另一个优选实施例中，至少两个传导节段之间存在气隙，并且其中气隙有助于电流的传导。

在另一个优选实施例中，多个连接节段由柔性材料制成。

在另一个优选实施例中，一个或多个传导节段包括至少部分地包裹导体的外部覆盖物，并且其中外部覆盖物包括绝缘体。

在另一个优选实施例中，绝缘体包括复合材料、热塑性材料或它们的组合。

在另一个优选实施例中，一个或多个传导节段构造成提供风力叶片的期望的空气动力学轮廓。

在另一个优选实施例中，一个或多个传导节段的第一尺寸沿风力叶片的边缘的长度变化。

在另一个优选实施例中，一个或多个传导节段的第一尺寸包括一个或多个传导节段的高度、长度和宽度中的至少一者。

在另一个优选实施例中，一个或多个传导节段具有渐缩的几何形状。

在另一个优选实施例中，一个或多个传导节段包括碳纤维和传导金属中的至少一者。