【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电领域中，针对风电机组叶片遭受直接雷击时，雷电流能量对风力机桨叶、轴承和传动部件造成直接的、在没有被节流或削弱的恶劣情况下的部件损坏，引起机组停运甚至桨叶断裂或倒塔事故提出了一种风电机组叶片雷击保护装置。
技术介绍
1、雷云对地放电作为一种强大自然力的爆发，对包括风电机组在内的地面设施极具危害作用，就危害方式而言，主要表现在直接危害作用和间接危害作用两个方面。在直接危害方面，有雷击产生的热效应和机械效应；在间接危害方面，有雷电电磁感应效应和电涌过电压效应。
2、下面将大量检索风电机组防雷措施中，示例性给出一部分案件，展示部分防雷措施。
3、cn220636379u，风电叶片接闪器打孔定位装置。风力发电叶片工作在高山，沿海，海上等高海拔或空旷的环境中，是地面距离云层最近的物体，在雷雨天极易遭受雷击，叶片接闪器可定向引导雷电，并传导雷电流，接闪器的安装质量直接影响叶片及维护人员的运行安全。
4、cn117028175a，一种变桨轴承雷电防护结构及方法，公开了一种变桨轴承雷电防护结构及方法，该结构，包括变桨轴承内齿圈、变桨轴承外齿圈、防雷装置，变桨轴承内齿圈的上表面与变桨轴承外齿圈的上表面通过防雷装置电连接，防雷装置设于变桨轴承内齿圈及变桨轴承外齿圈的上方。
5、cn220748467u，一种风电叶片防雷结构，本技术的目的在于提供一种风电叶片防雷结构，通过设置防雷组件，防雷组件中的阻抗单元有效的对电流进行阻碍，通过设置安装组件，安装组件中的固定板通过螺钉快速安装在叶片
6、cn112483335b，一种风电叶片根部用防雷组件及其安装方法，本专利技术提供一种风电叶片根部用防雷组件及其安装方法，在保证导雷性的同时能够保证防雷组件简单牢固的粘接于叶片根部壳体的外表面上。该专利文献强调的是导雷性。
7、cn117569986a，一种应用于风力发电机组的雷电消解器，其基于能量转移空气式的直击雷主动防护装置，并利用电介质介入的方法，将雷云引起的空间电场变化提前进行能量转移，减小桨叶的叶尖聚集电荷的强度，使桨叶的叶尖电荷密度趋近于地表表面，以减少风电机组遭受雷击的概率。本技术利用空气式能量转移技术，在强大的雷电流到来之前时，只要空间电场有微弱变化，雷电消解器能够及时进行泄流和限制桨叶尖端电荷的建立，避免强大的雷电流强行入地，也避免二次伤害和接地不良带来的损失。强调及时泄流和限制桨叶尖端电荷的建立。
8、专利技术人在实现本专利技术的过程中发现，现有技术中针对风力发电装备随着单机容量的增大和机组高度的增加，机身的空间暴露范围在扩大，相应地，直接遭受雷击的概率也在增大，需要在整机接受风能的前端处置转换雷电流携带的部分能量削弱雷电流对传递路径上设备的损坏。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种风电机组叶片雷击保护装置，以在风电机组桨叶遭受直接雷击时，提前吸收并转化部分强大的雷电流能量，该装置将电能转化成液体气化潜热的热力学能和液体携带的压力能伴随气体和液体进行转移或释放能量，可以提前削弱或阻止雷电流将在其传输入地的路径上产生的热效应和机械效应，阻止对风力机桨叶、轴承和传动部件造成直接的、雷电流能量在没有被节流或削弱的恶劣情况下的部件损坏，引起机组停运甚至桨叶断裂或倒塔事故。
2、为达到上述目的，第一方面，本专利技术提供一种风电机组叶片雷击保护装置，所述雷击保护装置包括：
3、液体换能器，设置于叶片内，内部容纳导电液体和电极板，用于转化雷电流携带的能量或者限制雷电流的大小；
4、第一液体滑环，设置于轮毂内，通过输液管路连接所述液体换能器；
5、第二液体滑环，设置于塔筒内，通过输液管路连接所述第一液体滑环；
6、给液补液装置，设置于塔筒内，通过输液管路连接所述第二液体滑环，用于向所述液体换能器提供导电液体；
7、第一雷电流滑环，设置于轮毂内，与所述液体换能器和机舱底座金属电气连接，用于在所述轮毂与所述机舱底座金属之间传导雷电流；
8、第二雷电流滑环，设置于塔筒内，与所述机舱底座金属和所述塔筒电气连接，用于在所述机舱底座金属与所述塔筒之间传导雷电流。
9、在一些可能的实施方式中，叶片内部设置的金属骨架的电气汇流联结后的电气引出线与所述液体换能器的电极板引出线电性连接。
10、在一些可能的实施方式中，所述液体换能器包括：
11、围护结构绝缘壳体，内部容纳导电液体；
12、电极板，设置在所述围护结构绝缘壳体的内部，淹没在所述导电液体中；
13、电气绝缘隔离板，设置在所述围护结构绝缘壳体的内部，淹没所述导电液体中，用于对所述电极板的板面的两个方向实施电气绝缘隔离；
14、安全阀，设置在所述围护结构绝缘壳体上；
15、液体注入接口，连接来自所述第一液体滑环的液体注入管路。
16、在一些可能的实施方式中，所述液体换能器还包括：
17、缓冲防爆装置，其紧紧围绕所述围护结构绝缘壳体，且采用绝缘树脂浇筑填充所述缓冲防爆装置与所述围护结构绝缘壳体的结合面之间的缝隙，用于防止所述围护结构绝缘壳体爆炸；
18、所述安全阀的外周与所述缓冲防爆装置紧固连接一体，且采用绝缘树脂浇筑填充所述安全阀的外周与所述缓冲防爆装置的结合面之间的缝隙；
19、所述液体注入接口采用非金属材料制作的逆止阀结构，导电液体只进不出；
20、所述导电液体包括去离子水或去离子水和乙二醇混合液；
21、所述乙二醇混合液用于防冻；
22、所述导电液体用于对雷电流的数值大小进行限流，并且对雷电能量进行换能，换能成导电液体的潜热和气化潜热；
23、所述安全阀用于在所述围护结构绝缘壳体的内部导电液体膨胀产生的压力超过所述围护结构绝缘壳体允许承受的压力时，保护所述围护结构绝缘壳体并且进行缓冲排气。
24、在一些可能的实施方式中，所述安全阀的排气结构是拉法尔喷管结构；所述缓冲防爆装置是紧紧拦腰环抱所述围护结构绝缘壳体的空心腔体结构；所述缓冲防爆装的截面是矩形截面、圆形截面、或者梯形截面；所述围护结构绝缘壳体被电气绝缘支撑紧固件固定在叶片内腔体。
25、在一些可能的实施方式中，所述电极板具有一个穿越引出端部，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风电机组叶片雷击保护装置，其特征在于，所述雷击保护装置包括：
2.根据权利要求1所述的风电机组叶片雷击保护装置，其特征在于，所述液体换能器的电极板引出线，与叶片内部设置的金属骨架的电气汇流联结后的电气引出线电性连接。
3.根据权利要求1或2所述的风电机组叶片雷击保护装置，其特征在于，所述液体换能器包括：
4.根据权利要求3所述的风电机组叶片雷击保护装置，其特征在于，所述液体换能器还包括：
5.根据权利要求4所述的风电机组叶片雷击保护装置，其特征在于，
6.根据权利要求3所述的风电机组叶片雷击保护装置，其特征在于，
7.根据权利要求3所述的风电机组叶片雷击保护装置，其特征在于，所述电极板的数量为两个或三个以上；
8.根据权利要求5所述的风电机组叶片雷击保护装置，其特征在于，所述电极板设置成圆环形，构成所述液体换能器的环形板电极；
9.根据权利要求1所述的风电机组叶片雷击保护装置，其特征在于，所述给液补液装置包括：
10.根据权利要求9所述的风电机组叶片雷击保护装置，其
11.根据权利要求10所述的风电机组叶片雷击保护装置，其特征在于，所述给液补液装置还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种风电机组叶片雷击保护装置，其特征在于，所述雷击保护装置包括：
2.根据权利要求1所述的风电机组叶片雷击保护装置，其特征在于，所述液体换能器的电极板引出线，与叶片内部设置的金属骨架的电气汇流联结后的电气引出线电性连接。
3.根据权利要求1或2所述的风电机组叶片雷击保护装置，其特征在于，所述液体换能器包括：
4.根据权利要求3所述的风电机组叶片雷击保护装置，其特征在于，所述液体换能器还包括：
5.根据权利要求4所述的风电机组叶片雷击保护装置，其特征在于，
6.根据权利要求3所述的风电机组叶片雷击保护装...
【专利技术属性】
技术研发人员：马盛骏，杨学军，
申请(专利权)人：新疆洁净能源技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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