一种考虑叶片转动的缩比风机接闪放电测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种考虑叶片转动的缩比风机接闪放电测试装置。包括试验主回路，动力传动系统和观测系统。试验主回路包括冲击电压发生器、弧形电极、风机模型。风机模型下端接地，弧形电极放置于风机模型正上方。动力传动系统由三相电源、空气开关、浪涌保护器、金属屏蔽箱、变频器、三相屏蔽线、异步电动机、电动机平台、皮带组成。变频器控制异步电动机输出不同转速，带动风机模型叶片以所需的角速度旋转。观测系统由分压器、示波器、相机组成。示波器用于测量冲击电压波形，相机用于观测风机接闪放电的放电路径。利用本测试装置，可以在风机接闪放电试验过程中计及叶片转动因素的影响。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及风机接闪放电测试装置，特别是涉及一种考虑叶片转动的缩比风机接闪放电测试装置。
技术介绍
随着风力发电技术的发展，风机尺寸以及叶片长度不断增加，风机叶片遭受雷击的概率大大增加，根据统计，超过95％的风机遭受雷击的部位在叶片上。此外，风力发电机在遭受雷击时叶片常处于旋转状态，这导致风机的接闪放电过程更加复杂，有必要对风机叶片转动时雷击接闪过程进一步研究。目前现有的风机接闪放电的试验研究平台，主要研究不同类型接闪器对雷电附着能力，接地电阻对风机引雷能力的影响等，并未考虑实际风机接闪放电时叶片的转动因素的影响。传统的风机接闪放电测试装置实验结果并不能准确反映实际风机遭受雷击时风机的运行状态，无法研究分析风机叶片转动时的雷击接闪过程。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种考虑叶片转动的缩比风机接闪放电测试装置，适用于开展模拟风机实际运行的接闪放电试验。本技术通过如下的技术解决方案来实现：一种考虑叶片转动的缩比风机接闪放电测试装置，其特征在于，包括试验主回路，动力传动系统和观测系统；所述试验主回路包括冲击电压发生器、弧形电极、风机模型；弧形电极放置于风机模型正上方，冲击电压发生器和弧形电极通过高压引线相连。动力传动系统包括三相电源、空气开关、浪涌保护器、金属屏蔽箱、变频器、三相屏蔽线、异步电动机、电动机平台、皮带组成；三相电源经过空气开关后接至变频器输入端，变频器输出端经三相屏蔽线连接至异步电动机输入端。异步电动机放置于安装在风机塔筒上的电动机平台中，异步电动机带动风机叶片转动。变频器放置于金属屏蔽箱中，变频器输入端并联浪涌保护器。观测系统由分压器、示波器、相机组成。分压器与冲击电压发生器并联，输出端通过同轴电缆与示波器相连。相机放置于风机正前方，用于观测风机接闪放电的放电路径。在上述的一种考虑叶片转动的缩比风机接闪放电测试装置，弧形电极采用空心钢管为材料，电极半径为叶片长度与放电间隙长度之和，弧度为140°，边缘处设置反向的曲面，反向弧面的角度为100°，半径为0.5m，用以保证叶片旋转时与高压电极的距离保持一致。在上述的一种考虑叶片转动的缩比风机接闪放电测试装置，异步电动机转轴处安装主动轮，风机叶片转轴处安装从动轮，转速比为1:1。主动轮与从动轮通过皮带相连，保证异步电动机与风机模型之间绝缘。本技术具有如下优点：一种考虑叶片转动的缩比风机接闪放电测试装置，通过动力传动系统可以实现叶片转速在0-1500r/min范围内进行连续调速，准确模拟实际风机各种运行状态下的叶尖线速度。利用弧形电极可以有效保证风机旋转过程中叶片与电极的距离相等，确保接闪放电试验结果准确有效。利用本测试装置，可以在风机接闪放电试验过程中计及叶片转动因素的影响。附图说明图1为技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本技术进行详细说明。图中，1-冲击电压发生器、2-分压器、3-弧形电极、4-皮带、5-异步电动机、6-风机模型、7-电动机平台、8-示波器、9-三相屏蔽线、10-相机、11-变频器、12-金属屏蔽箱、13-浪涌保护器、14-空气开关、15-三相电源。如图1所示，一种考虑叶片转动的缩比风机接闪放电测试装置，包括试验主回路，动力传动系统和观测系统。试验主回路包括冲击电压发生器1、弧形电极3、风机模型6。风机模型6下端接地，弧形电极3放置于风机模型6正上方。冲击电压发生器1和弧形电极3通过高压引线相连。动力传动系统由三相电源15、空气开关14、浪涌保护器13、金属屏蔽箱12、变频器11、三相屏蔽线9、异步电动机5、电动机平台7、皮带4组成。三相电源15经过空气开关14后接至变频器11输入端，变频器11输出端经三相屏蔽线9连接至异步电动机5输入端。异步电动机5放置于安装在风机塔筒上的电动机平台7中，异步电动机5通过皮带4带动风机叶片转动。变频器11放置于金属屏蔽箱12中，在变频器11输入端并联浪涌保护器13。观测系统由分压器2、示波器8、相机10组成。分压器2与冲击电压发生器1并联，输出端通过同轴电缆与示波器8相连。相机10放置于风机正前方。具体使用方式：当需要进行试验时，通过三相电源15给变频器11供电，变频器11根据试验要求输出一定频率f(Hz)的PWM调制波，通过三相屏蔽线9传到异步电动机5中，异步电动机5通过皮带4带动风机模型6的叶片以所需转速n(r/min)转动，f与n满足关系式n＝30f。冲击电压发生器1在高压引线的配合下给弧形电极3施加冲击电压，进行旋转风机的接闪放电试验。冲击电压的波形经分压器2衰减后用示波器8采集，由相机10观测接闪放电的放电路径。该测试装置可以实现风机模型的叶片转速在0-1500r/min范围内进行连续调速，准确模拟实际风机在各种运行状态下的叶尖线速度。同时可以保证风机叶片在转动过程中，叶尖与高压电极之间的距离保持不变。利用本测试装置，可以在风机接闪放电试验过程中计及叶片转动因素的影响。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本技术精神作举例说明。本技术所属
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本技术的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了1-冲击电压发生器、2-分压器、3-弧形电极、4-皮带、5-异步电动机、6-风机模型、7-电动机平台、8-示波器、9-三相屏蔽线、10-相机、11-变频器、12-金属屏蔽箱、13-浪涌保护器、14-空气开关、15-三相电源等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本技术的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本技术精神相违背的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑叶片转动的缩比风机接闪放电测试装置，其特征在于，包括试验主回路，动力传动系统和观测系统；所述试验主回路包括冲击电压发生器、弧形电极、风机模型；弧形电极放置于风机模型正上方，冲击电压发生器和弧形电极通过高压引线相连；动力传动系统包括三相电源、空气开关、浪涌保护器、金属屏蔽箱、变频器、三相屏蔽线、异步电动机、电动机平台、皮带；三相电源经过空气开关后接至变频器输入端，变频器输出端经三相屏蔽线连接至异步电动机输入端，异步电动机放置于安装在风机塔筒上的电动机平台中，异步电动机带动风机叶片转动，变频器放置于金属屏蔽箱中，变频器输入端并联浪涌保护器；观测系统包括分压器、示波器、相机；分压器与冲击电压发生器并联，输出端通过同轴电缆与示波器相连；相机放置于风机正前方，用于观测风机接闪放电的放电路径。

【技术特征摘要】
1.一种考虑叶片转动的缩比风机接闪放电测试装置，其特征在于，包括试验主回路，动力传动系统和观测系统；所述试验主回路包括冲击电压发生器、弧形电极、风机模型；弧形电极放置于风机模型正上方，冲击电压发生器和弧形电极通过高压引线相连；动力传动系统包括三相电源、空气开关、浪涌保护器、金属屏蔽箱、变频器、三相屏蔽线、异步电动机、电动机平台、皮带；三相电源经过空气开关后接至变频器输入端，变频器输出端经三相屏蔽线连接至异步电动机输入端，异步电动机放置于安装在风机塔筒上的电动机平台中，异步电动机带动风机叶片转动，变频器放置于金属屏蔽箱中，变频器输入端并联浪涌保护器；观测系统包括分压器、示波器、相机；分压...

【专利技术属性】
技术研发人员：文习山，雷为民，姒天军，曲兆旭，王羽，亢涵彬，屈路，王铮，徐剑伟，杨猛，
申请(专利权)人：武汉大学，国网湖北省电力公司，国家电网公司，国网冀北电力有限公司，国网新源张家口风光储示范电站有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42