一種用於風輪葉片的防雷接閃裝置製造方法
2023-06-28 07:25:41
一種用於風輪葉片的防雷接閃裝置製造方法
【專利摘要】一種用於風輪葉片的防雷接閃裝置，其具有接閃器、接閃器支座，該接閃器與該接閃器支座安裝於風輪葉片的空腔內，該接閃器穿過風輪葉片上的孔與接閃器支座連接，該接閃器具有至少一個擴徑部，該擴徑部的側面與該接閃器支座的至少一側表面相貼合，而形成電傳導。採用本實用新型的防雷接閃裝置，使接閃器和接閃器支座之間可通過擴徑部的側面與接閃器支座面-面接觸，使接閃器在傳導雷電流時雷電傳導效果更好，使用更為可靠，滿足風輪葉片長期使用壽命的設計規範。
【專利說明】—種用於風輪葉片的防雷接閃裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種防雷接閃裝置，特別涉及一種用於風輪葉片的防雷接閃裝置。
【背景技術】
[0002]為了防止雷擊對風力發電機組的損傷，要求在風輪葉片上加裝防雷保護裝置以保護風輪葉片免受雷擊的損害。原有的防雷保護裝置，包括布置到葉片葉尖的接閃器和布置到葉片中部的葉身接閃器，接閃器接受雷電後，通過風輪葉片內腔設置的引雷導線將雷電流導至到輪轂後再導向大地。現在的風輪葉片在設計時期望的壽命通常為20年，上述防雷裝置很難保證一直滿足防雷要求。
[0003]根據最新規範，要求在風輪葉片的壓力面和吸力面均布置接閃點。因此，中國實用新型專利申請公開說明書CN202431453U公開了一種風輪機葉片防雷裝置，該防雷裝置是先在葉片內腔安裝接閃器支座，用泡沫與玻纖布將接閃器支座固定，之後將引雷導線連接固定在接線端子上，再將接線端子用螺釘固定在接閃器支座上，葉片脫模後，在事先確定的接閃器支座的位置標記，用電鑽在標記處鑽孔，並用絲錐對接閃器支座攻絲，使支座上形成帶螺紋的安裝孔，將帶螺紋的接閃器從風輪葉片的一面擰進至冒出葉片的另一面。
[0004]上述風輪葉片防雷裝置能夠較好的滿足風輪葉片的防雷要求與設計規範，但是這種防雷裝置的接閃器支座與接閃器之間僅通過螺紋兼顧起固定以及雷電傳導的作用，而螺紋的之間存在螺紋間隙，導致螺紋連接不一定能長久可靠地傳導雷電流，使雷電傳導的效果變差，存在雷擊損壞的安全隱患。又，因為現有技術中接閃器和接閃器支座之間必須依賴接閃器與接閃器支座的安裝孔同時實現固定結合以及電性連接，由於接閃器及其支座均是由金屬材料製成，隨著風輪葉片的高速運行，葉片會產生震動，造成接閃器和接閃器支座之間的鬆動；而金屬材質間的不斷摩擦，也會使接閃器和接閃器支座被磨損，使二者間的間隙增大，導電效果下降，其防雷作用受到很大影響。同時，接閃器支座是通過泡沫和玻纖布固定，隨著風輪葉片的長期高速運轉，會影響接閃器支座的定位，使接閃器支座和接閃器間的導電效果下降。
【發明內容】
[0005]本實用新型為解決上述現有技術中存在的技術問題，即本實用新型要解決的技術問題是提供一種用於風輪葉片的防雷接閃裝置，該裝置的雷電傳導效果更為可靠，可滿足風輪葉片長期的防雷要求與設計規範。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種用於風輪葉片的防雷接閃裝置，包括接閃器及接閃器支座，該接閃器與該接閃器支座安裝於風輪葉片的空腔內，該接閃器通過結合於該接閃器支座而設於該風輪葉片，該接閃器的兩端露出於該風輪葉片的上、下殼體表面，該接閃器支座具有一個安裝孔，該接閃器穿設於該安裝孔，其中該接閃器具有至少一個擴徑部，該擴徑部的側面與該接閃器支座的至少一側表面相貼合以形成電傳導。[0007]本發明的一個實施例，該接閃器支座設於該風輪葉片的空腔內部，該接閃器支座是以粘接劑粘接到該風輪葉片殼體的內壁並且以玻璃布進行加固。
[0008]本發明的一個實施例,該接閃器具有一個底座,該底座構成該擴徑部，於該底座的一側中央處延伸出一個柱狀的接閃柱，該底座與接閃柱之間形成徑差，該徑差所構成的環面與該接閃器支座的一側表面相貼合，形成電傳導。
[0009]本發明的一個實施例，該環 面與該接閃器的該側表面之間填充有導電膠或導電膏。
[0010]本發明的一個實施例，該接閃器和該接閃器支座之間以緊配合方式或螺紋結構相結合，優選的，該接閃器和該接閃器支座以螺紋結構相結合，且該接閃器與該安裝孔內壁間填充有螺紋膠。
[0011]本發明的一個實施例，該接閃器的上下兩金屬端面露出於該風輪葉片的外表面，且與葉片殼體外表面相平齊。
[0012]本發明的一個實施例，該風輪葉片的上、下殼體上形成有穿孔，該接閃器設於該穿孔內，且該接閃器與該風輪葉片的該穿孔內壁之間的縫隙處填充有密封膠。
[0013]本發明的一個實施例，該接閃器支座為板狀結構。
[0014]本發明的一個實施例，還包括一條防雷引下線，該接閃器支座連接到該防雷引下線。
[0015]本實用新型的有益效果在於，本實用新型的風輪葉片雷電接閃裝置，由於其接閃器上設有一個擴徑部，通過擴徑部的側面與接閃器支座的表面貼合進行面-面雷電傳導，因此本實用新型較現有技術，其雷電流傳導效果更好，使用更為可靠，可滿足風輪葉片20年壽命的設計要求。又，藉助該擴徑部位於接閃器支座的一側，因而可在接閃器安裝時施加一定的預緊力，使接閃器和接閃器支座之間的螺紋連接更加可靠，更可緩解葉片振動所產生的零件磨耗和鬆動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為現有技術中的風輪葉片防雷接閃裝置示意圖。
[0017]圖2為本實用新型一較佳實施例的風輪葉片內部結構示意圖。
[0018]圖3為本實用新型另一較佳實施例中接閃器和接閃器支座的放大示意圖。
[0019]符號說明
[0020]
[0021]1、接閃器2、接閃器支座3、引雷導線
[0022]4、接線端子5、螺釘6、玻纖布
[0023]7、泡沫
[0024]〈本實用新型〉
[0025]10、風輪葉片11、壓力面12、吸力面
[0026]20、接閃器30、接閃器支座40、防雷引下線
[0027]21、底座22、接閃柱24、環面
[0028]25、螺紋膠31、安裝孔。【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖，對本實用新型的【具體實施方式】作詳細說明。
[0030]如圖2所示，為本實用新型第一實施例的風輪葉片內部結構示意圖。於該葉風輪葉片10的空腔內，設有一個接閃器支座30，該接閃器支座30粘接到殼體空腔內的指定位置，防雷引下線40連接到該接閃器支座30。如圖2所示，在接閃器支座30上形成了一個安裝孔31，而對應位置處的葉片殼體12上形成一個穿孔，該穿孔與該安裝孔31連通，且較佳具有同一軸線。如圖2所示，本實施例中，穿孔的外徑大於安裝孔31的外徑，使接閃器支座30的部分側表面露於該穿孔。
[0031]風輪葉片10內還設置有一個接閃器20，該接閃器20固定於該接閃器支座30的安裝孔31內，該接閃器支座30與一條雷引下線40電連接。接閃器20與該接閃器支座30安裝於風輪葉片壓力面11與吸力面12形成的一個空腔內，該接閃器20穿過預先在風輪葉片10上開好的穿孔，再穿過接閃器支座30的安裝孔31。本發明中，接閃器20並非各處的寬度都相同，而是具有至少一個擴徑部，該擴徑部可以位於該接閃器20的任一個末端、或位於中段的任意位置，主要目的是以該擴徑部所形成的側面與接閃器支座30的一表面貼接，構成面-面的電性傳導。
[0032]在本實施例中，該擴徑部位於該接閃器20的一個末端，即設於該接閃器的底座21，而於該底座21的一側中央處延伸形成柱狀的接閃柱22，該接閃柱22的直徑小於該底座21，兩者之間形成一個徑差r，該徑差r構成一個環面24，該環面與該接閃器支座30的一側表面相貼合，可構成面-面接觸的雷電傳導性能，因此，比現有技術中依賴螺絲的紋路結構的雷電傳導，本發明中該接閃器20與該接閃器支座30之間除了使用螺紋連接(緊固連接和電連接)之外，還通過該環面24與接閃器支座30形成面-面接觸，從而使雷電傳導時更為迅速、可靠，能夠長時間保持良好的傳導效果，滿足風輪葉片20年壽命的使用要求。該接閃器支座30可通過粘接劑(如結構膠)粘接到該風輪葉片10吸力面12的內壁並使用玻璃布進行加固，在風輪葉片10轉動時，可保持接閃器支座30的牢固性。
[0033]更進一步的，該接閃器20通過螺紋或緊配合的方式與該接閃器支座30連接，上述結構可將該接閃器20與該接閃器支座30牢固的連接在一起，也起到一定的傳導雷電流的作用。該接閃器支座30的安裝孔31所設的內螺紋結構，可以在安裝該接閃器20的時候臨時進行製作，也可以在加工該接閃器支座30構件時一體製作，考慮到接閃器20螺紋在製作時攻絲的質量要求，優選的，該接閃器支座30安裝孔31所設的螺紋可在該接閃器支座30加工時一體進行製作。接閃器20和接閃器支座30連接後，還可在該接閃器20的環面24與該接閃器支座30的縫隙處還可以填充一些導電材料，優選的，如導電膠或者導電膏，使接閃器20達到更好的傳導雷電流的效果。
[0034]該接閃器20穿過該風輪葉片10的壓力面11與吸力面12，使風輪葉片10的外表面均外露有該接閃器20的金屬端面，形成接閃點，藉此可滿足風輪葉片設計的最新規範，即可在風輪葉片的壓力面與吸力面同時布置接閃點的要求，另一方面本實用新型的接閃器只需要一次安裝和一次連接即可使防雷接閃裝置到達該要求。在安裝完該接閃器20後，可以將高出風輪葉片10外表面的接閃器20打磨去除，使該接閃器20的上下金屬端面與該風輪葉片10的外表面平齊，在風輪葉片高速轉動時，減少氣流對接閃器20的衝擊。
[0035]更進一步的，該接閃器20也通過螺紋或緊配合的方式固定在該風輪葉片10的上、下殼體上的穿孔中，在接閃器20固定好後，在該接閃器20與該風輪葉片10的穿孔內壁之間的縫隙處用密封膠進行填充，從而保證了風輪葉片10的封閉性，可保護風輪葉片10內部所設的接閃裝置不會受到外部惡劣環境的影響。
[0036]再請如圖3所示，為本實用新型第二實施例中接閃器和接閃器支座的放大示意圖。第二實施例與第一實施例的區別僅在於:接閃器20與接閃器支座30的安裝孔31之間填充有不具導電性的螺紋膠，二者間只通過環面24與接閃器支座30的側面形成雷電傳導。如圖3所示，該接閃器20與該接閃器支座30採用螺紋方式相結合，即於接閃器20外表面設有外螺紋，而安裝孔31內側設有內螺紋。由於本實用新型中接閃器20擴徑部所形成的環面24可與接閃器支座30形成面-面接觸(為增加導電性，還可於其間填充導電膏等材料)，已經起到了傳導雷電的作用，則接閃器20與安裝孔31之間可無需形成電連接，而僅用於接閃器20的固定。因此，可以在接閃器20的外螺紋與安裝孔31內螺紋之間填充螺紋膠25，使接閃器20固定後，可牢固的固定在接閃器支座30上而不易產生鬆動。螺紋膠25是ー種厭氧密封粘和劑，其不具有導電性，已被廣泛的應用於航空航天、機械等行業，既可以用於粘接又可以用於密封。在安裝接閃器20吋，當接閃器20藉助其外螺紋而擰入接閃器支座30的安裝孔31吋，由於兩螺紋之間的縫隙被螺紋膠25填滿，擰緊後由於螺紋膠的厭氧特性，會在螺紋間隙中形成強韌塑性膠膜，使接閃器20在接閃器支座30上鎖緊。同吋，由於兩螺紋縫隙之間填充有螺紋膠25，接閃器20與接閃器支座30的金屬螺紋不會直接接觸，避免了風輪葉片10長期運轉振動造成接閃器20與接閃器支座30相互摩擦產生的磨耗，因而可使接閃器20和接閃器支座30之間的螺紋連接更加可靠。此外，相較於現有技術中「柱狀的接閃器20」而言，本實用新型由於接閃器20的一端形成擴徑部，且該擴徑部位於接閃器支座30的ー側，因而可在接閃器20安裝時施加一定的預緊力，使接閃器20和接閃器支座30之間的螺紋連接更加可靠。
[0037]本實用新型的用於風輪葉片的防雷接閃裝置，在實際安裝時，接閃器支座30可以在風輪葉片殼體成型過程中，層鋪時預先放置到風輪葉片10的夾心材料中，也可以風輪葉片成型之後，需要安裝防雷結構時再設置，該接閃器支座30上事先已經成型了具有內螺紋的安裝孔31。優選的，先將該接閃器支座30通過粘接劑粘接到該風輪葉片10的空腔內，在風輪葉片10的吸力面12打ー個穿孔，再在風輪葉片10的壓カ面11打出另ー個穿孔，藉助穿孔而在接閃器支座30的安裝孔31內壁塗抹螺紋膠25，並將該接閃器支座30與一條防雷引下線40電性連接。在啟模之後，將該接閃器20的螺紋段也塗抹螺紋膠後，再穿過葉片10表面的穿孔從風輪葉片10的吸力面12貫穿該接閃器支座30的安裝孔31以及風輪葉片10的壓カ面11，使接閃器20兩端突出於風輪葉片10外表面的部分打磨去除，之後再用密封膠將該接閃器20與風輪葉片10上、下殼體穿孔內壁間的縫隙填充。安裝完成後，接閃器20所設有的底座21 (擴徑部)被止擋於該接閃器支座30的ー側(擴徑部也可起到定位接閃器20的作用)，環面24與該接閃器支座30的一側面貼合，形成電性連接。當遇到雷暴天氣時，雷電傳導至風輪葉片10的接閃器20上下金屬端面所構成的接閃點，通過環面24與接閃器支座30面-面電性接觸，將雷電流傳導至接閃器支座30，再通過防雷引下線40將雷電傳導至引下系統，從而保護風輪葉片10及風カ發電機組免遭雷電的襲擊。
【權利要求】
1.一種用於風輪葉片的防雷接閃裝置，包括接閃器及接閃器支座，該接閃器與該接閃器支座安裝於風輪葉片的空腔內，該接閃器通過結合於該接閃器支座而設於該風輪葉片，使該接閃器的兩端露出於該風輪葉片的上、下殼體表面，該接閃器支座具有ー個安裝孔，該接閃器穿設於該安裝孔，其特徵在幹，該接閃器具有至少ー個擴徑部，該擴徑部的側面與該接閃器支座的至少ー側表面相貼合以形成電性傳導。
2.如權利要求1所述的用於風輪葉片的防雷接閃裝置，其特徵在幹，該接閃器支座設於該風輪葉片的空腔內部，該接閃器支座是以粘接劑粘接到該風輪葉片殼體的內壁並且以玻璃布進行加固。
3.如權利要求1所述的用於風輪葉片的防雷接閃裝置，其特徵在幹，該接閃器具有一個底座，該底座構成該擴徑部，於該底座的ー側中央處延伸出ー個柱狀的接閃柱，該底座與接閃柱之間形成徑差，該徑差所構成的環面與該接閃器支座的ー側表面相貼合，形成電性傳導。
4.如權利要求3所述的用於風輪葉片的防雷接閃裝置，其特徵在於，該環面與該接閃器的該側表面之間填充有導電膠或導電膏。
5.如權利要求1所述的用於風輪葉片的防雷接閃裝置，其特徵在幹，該接閃器和該接閃器支座之間以緊配合方式或螺紋相結合。
6.權利要求5所述的用於風輪葉片的防雷接閃裝置，其特徵在幹，該接閃器和該接閃器支座以螺紋相結合，且該接閃器與該安裝孔內壁間填充有螺紋膠。
7.如權利要求1所述的用於風輪葉片的防雷接閃裝置，其特徵在幹，該接閃器的上下兩金屬端面露出於該風輪葉片的外表面，且與葉片殼體外表面相平齊。
8.如權利要求1所述的用於風輪葉片的防雷接閃裝置，其特徵在於，該風輪葉片的上、下殼體上形成有穿孔，該接閃器設於該穿孔內，且該接閃器與該風輪葉片的該穿孔內壁之間的縫隙處填充有密封膠。
9.如權利要求1所述的用於風輪葉片的防雷接閃裝置，其特徵在幹，該接閃器支座為板狀結構。
10.如權利要求1-9中任一項所述的用於風輪葉片的防雷接閃裝置，其特徵在於，還包括一條防雷引下線，該接閃器支座連接到該防雷引下線。
【文檔編號】H01T19/00GK203430704SQ201320388891
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月1日 優先權日:2013年7月1日
【發明者】付磊, 陳志強, 閆迎志, 薛動 申請人:中航惠騰風電設備股份有限公司