一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及風機葉片防雷保護領域，特別是涉及一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的風電機組葉片防雷設計是在風機葉片上加裝接閃器，嵌裝在槳葉的葉尖、中間等部位，通過在葉片表面安裝金屬網(wǎng)來增大接閃面積，但是落雷點始終在被保護的風機葉片上，如果發(fā)生雷擊時雷電流的幅值較大，落雷容易在葉片內部產(chǎn)生高溫的電弧燒毀葉片，此外現(xiàn)有的防雷系統(tǒng)不能夠在葉片高速旋轉下利用儲能元件進行充電，在雷閃到來時沒有足夠的電荷來觸發(fā)放電脈沖引發(fā)上行先導來防止葉片遭受雷電直擊。

【發(fā)明內容】

[0003]為克服上述現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)，其可以在雷擊前保證儲能元件不會因為某只葉片旋轉到最低點時而導致儲存電荷的消散，利用儲能元件收集的電荷觸發(fā)放電脈沖引發(fā)上行先導攔截下行雷閃，避免葉片遭受雷閃直擊。
[0004]為達上述及其它目的，本發(fā)明提出一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)，包括具有若干葉片的風機，該防雷系統(tǒng)還包括一儲能元件，該儲能元件設置在該風機的輪轂里面，該儲能元件的一極板通過風機葉片防雷接地線連接至各葉片頂端的指針。
[0005]進一步地，該風機具有三只葉片，各葉片之間為120度。
[0006]進一步地，該儲能元件的一極板分出三根風機葉片防雷接地線接到各葉片頂端的主針用來收集電荷。
[0007]進一步地，該儲能元件的上極板通過風機葉片防雷接地線連接至各葉片頂端的指針。
[0008]進一步地，該儲能元件的下極板接地下引線。
[0009]進一步地，該儲能元件的下極板通過下引線接地電阻接到地面。
[0010]進一步地，在各風機葉片的主針頂端加裝一動態(tài)環(huán)以抑制電暈放電。
[0011]進一步地，該動態(tài)環(huán)通過三角支架設置于各風機葉片的主針頂端。
[0012]進一步地，雷閃時該儲能元件上極板儲存電荷量激增，使得葉片主針針尖的電場強度突破動態(tài)環(huán)限制，使針尖附近空氣迅速放電，形成很強的放電脈沖，該放電脈沖在雷云電場作用下速向上發(fā)展成上行先導，去攔截雷云底部先導或者進入雷云電荷中心。
[0013]進一步地，引雷成功后雷電流由針尖，經(jīng)過葉片內部的引線通過該儲能元件到達下引線最后流過接地電阻引向大地。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)通過將風機三只葉片的接地引線同接至儲能元件，同時利用三只葉片主針的感應正電荷對儲能元件進行不間斷充電，保證了在雷電到達時有足夠的電荷來觸發(fā)強大的放電脈沖，同時，本發(fā)明利用動態(tài)環(huán)在引雷前可抑制風機葉片主針放電，在雷云到達時由于主針電場的激增，打破動態(tài)環(huán)的限制形成強大的放電脈沖，引發(fā)上行先導，引發(fā)的上行雷對地面具有屏蔽作用，所以雷電感應過電壓相對較小，對于風機內部的絕緣材料要求降低，此外，上行的先導在上升過程中可以攔截雷云的下行先導，減少了風機葉片遭受直擊的概率。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)的結構示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明較佳實施例中風機葉片結構圖。
【具體實施方式】
[0017]以下通過特定的具體實例并結合【附圖說明】本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節(jié)亦可基于不同觀點與應用，在不背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾與變更。
[0018]圖1為本發(fā)明一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)的結構示意圖。如圖1所示，本發(fā)明風機葉片組合防雷系統(tǒng)，包括:風機，該風機包括若干風機葉片6，在本發(fā)明較佳實施例中，該風機包含三只風機葉片，各葉片之間為120度；儲能元件I，設置在風機的輪轂4里面，該儲能元件的上極板通過風機葉片防雷接地線3連接至各葉片頂端的主針以收集電荷，儲能元件I的下極板接地下引線，具體地，下極板通過下引線接地電阻接到地面，在本發(fā)明較佳實施例中，儲能元件I的上極板分出三根防雷接地線接到各葉片頂端的主針用來收集電荷。由于風機葉片處于高速旋轉的狀態(tài)，風機的三只葉片輪流經(jīng)過垂直平面的最高點，而下行雷的落雷點一般也在建筑物的最高點(即風機葉片的最高點)。當雷云靠近時，由于雷云負電荷的作用，會在葉片頂端主針產(chǎn)生感應正電荷，此時經(jīng)過最高點的葉片頂端的感應電荷量最大，另外兩個葉片頂端的感應電荷量要遠小于最高點的葉片，因此本發(fā)明通過在風機的輪轂里面加裝儲能元件，將儲能元件的上極板分出三根防雷接地線接到葉片頂端的主針用來收集電荷。三根防雷接地線匯流于儲能元件的同一極板，能夠保證在風機葉片在高速旋轉的狀態(tài)下進行不間斷的儲能，避免了一只葉片在旋轉到最低點時極板上的電荷消散，在雷云到達時因儲能元件電荷太少，不能成功的引發(fā)上行的先導。
[0019]圖2為本發(fā)明較佳實施例中風機葉片結構圖。在各風機葉片的主針8頂端加裝一個動態(tài)環(huán)5，該動態(tài)環(huán)5通過三角支架7設置于各風機葉片的主針8頂端，用于抑制電暈放電，雷云到達前，輪轂4里面的儲能裝置處于儲存雷云電場能的工況，由于動態(tài)環(huán)的作用，(針頭部件處于電位浮動狀態(tài)，主針針尖周圍電場分布比較均勻且與周圍大氣電位差小，)因此幾乎不會發(fā)生電暈放電，保證充足的電荷量。
[0020]本發(fā)明中，當雷云離風機較近時，雷云(雷云帶有負電荷)會對風機葉片頂端主針產(chǎn)生大量感應正電荷，由于風機葉片頂端的主針防雷接地線同接至儲能元件的上極板，即使風機的某只葉片處于水平最低點，(另外兩只葉片至少有一只離最高點較近)輪轂里面的儲能裝置也能保證持續(xù)儲能工況。
[0021 ] 雷閃時儲能元件上極板儲存電荷量激增，使得葉片主針針尖的電場強度突破動態(tài)環(huán)限制，使針尖附近空氣迅速放電，形成很強的放電脈沖，因沒有空間電荷的阻礙，該放電脈沖在雷云電場作用下速向上發(fā)展成上行先導，去攔截雷云底部先導或者進入雷云電荷中心，如果第一次脈沖引發(fā)不成上行先導，儲能元件立即進入儲能工況，由于三只葉片組合儲存電荷，電荷儲存不會中斷，電荷聚集速度很快，第二次脈沖產(chǎn)生，如此循環(huán)總能成功的引發(fā)上行雷。
[0022]引雷成功后雷電流由針尖，經(jīng)過葉片內部的引線通過儲能元件(達到一定電壓就會導通)到達下引線最后流過接地電阻(一般小于10歐，避免因感應電壓過大引起下引線對被保護物的反擊)引向大地。
[0023]綜上所述，本發(fā)明一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)通過將風機三只葉片的接地引線同接至儲能元件，同時利用三只葉片主針的感應正電荷對儲能元件進行不間斷充電，保證了在雷電到達時有足夠的電荷來觸發(fā)強大的放電脈沖，同時，本發(fā)明利用動態(tài)環(huán)在引雷前可抑制風機葉片主針放電，在雷云到達時由于主針電場的激增，打破動態(tài)環(huán)的限制形成強大的放電脈沖，引發(fā)上行先導，引發(fā)的上行雷對地面具有屏蔽作用，所以雷電感應過電壓相對較小，對于風機內部的絕緣材料要求降低，此外，上行的先導在上升過程中可以攔截雷云的下行先導，減少了風機葉片遭受直擊的概率。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0025](I)本發(fā)明通過將三只葉片的防雷接地線同接于儲能元件上極板，實現(xiàn)了三只葉片不間斷收集電荷，避免了因為一只葉片到達垂直平面最低點時，儲能元件電荷的消散，同時，組合式的儲能保證了聚集電荷的速度。
[0026](2)減少了風機葉片遭受雷電直擊，利用主針自主放電引發(fā)上行先導避免雷云底部的下行先導延伸至被保護物體。保證了落雷點不會在被保護物體上，防止雷電產(chǎn)生的高溫電弧燒毀風機葉片。
[0027](3)上行先導對地面物體具有屏蔽作用，可減輕放電時在風機上的感應過電壓，降低了對風機機艙內部的絕緣水平要求，減少了絕緣材料成本。
[0028]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領域技術人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發(fā)明的權利保護范圍，應如權利要求書所列。
【主權項】
1.一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)，包括具有若干葉片的風機，其特征在于:該防雷系統(tǒng)還包括一儲能元件，該儲能元件設置在該風機的輪轂里面，該儲能元件的一極板通過風機葉片防雷接地線連接至各葉片頂端的指針。2.如權利要求1所述的一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)，其特征在于:該風機具有三只葉片，各葉片之間為120度。3.如權利要求2所述的一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)，其特征在于:該儲能元件的一極板分出三根風機葉片防雷接地線接到各葉片頂端的主針用來收集電荷。4.如權利要求2所述的一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)，其特征在于:該儲能元件的上極板通過風機葉片防雷接地線連接至各葉片頂端的指針。5.如權利要求4所述的一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)，其特征在于:該儲能元件的下極板接地下引線。6.如權利要求5所述的一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)，其特征在于:該儲能元件的下極板通過下引線接地電阻接到地面。7.如權利要求1所述的一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)，其特征在于:在各風機葉片的主針頂端加裝一動態(tài)環(huán)以抑制電暈放電。8.如權利要求7所述的一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)，其特征在于:該動態(tài)環(huán)通過三角支架設置于各風機葉片的主針頂端。9.如權利要求6所述的一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)，其特征在于:雷閃時該儲能元件上極板儲存電荷量激增，使得葉片主針針尖的電場強度突破動態(tài)環(huán)限制，使針尖附近空氣迅速放電，形成很強的放電脈沖，該放電脈沖在雷云電場作用下速向上發(fā)展成上行先導，去攔截雷云底部先導或者進入雷云電荷中心。10.如權利要求9所述的一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)，其特征在于:引雷成功后雷電流由針尖，經(jīng)過葉片內部的引線通過該儲能元件到達下引線最后流過接地電阻引向地。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種風機葉片組合防雷系統(tǒng)，包括具有若干葉片的風機，該防雷系統(tǒng)還包括一儲能元件，該儲能元件設置在該風機的輪轂里面，該儲能元件的一極板通過風機葉片防雷接地線連接至各葉片頂端的指針,本發(fā)明可以在雷擊前保證儲能元件不會因為某只葉片旋轉到最低點時而導致儲存電荷的消散，利用儲能元件收集的電荷觸發(fā)放電脈沖引發(fā)上行先導攔截下行雷閃，避免葉片遭受雷閃直擊。
【IPC分類】F03D11/00, H01T19/04
【公開號】CN105024282
【申請?zhí)枴緾N201510493942
【發(fā)明人】曾明杰, 謝源
【申請人】上海電機學院
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年8月12日