本发明涉及风力发电机防雷,具体而言,涉及一种用于垂直轴风力发电机的防雷系统。
背景技术:
1、随着风电行业的不断发展,风力发电机的功率越来越大,对应的塔筒高度和叶片长度也在逐渐增加,但某些区域因限高、生态红线、地理位置等因素无法安装大功率水平轴风力发电机,又因新能源产业发展得到大力支持,因此,在这些区域选择安装垂直轴风力发电机。而在高海拔、河边、屋顶、海边等区域,垂直轴风力发电机作为周围最高的建筑,具有雷击风险。
2、为避免垂直轴风力发电机被雷击后,雷电流通过发电机从而损坏发电机,可以在垂直轴风力发电机上采取一些避雷措施。
3、如申请号为cn202023001965.2的中国实用新型专利公开了一种带避雷针的球式垂直轴风力发电机,其防雷原理是在球式垂直轴风力发电机顶部增加避雷针,当雷电流击中避雷针后,因叶片与导电线连接,因此雷电流顺着叶片接入到导电线后再流入大地中从而实现避雷,而雷电流未通过发电机,从而保护了发电机。
4、但对于部分垂直轴风力发电机(例如h型、fh型、fx型等垂直轴风力发电机)则不能采用此种避雷方式。如图1所示,h型垂直轴风力发电机的发电机在正中间,上下都有导电装置,且叶片未与导电装置连接,无法对雷电流进行导通,若采用上述方式防雷,直接在顶端加入避雷针,则遭受雷击后,雷电击会全部通过发电机内,无法通过叶片引导雷电流,会造成发电机的损坏。
5、因此,现有的防雷系统的适用性有限,难以满足h型、fh型、fx型等垂直轴风力发电机的使用需求,不能有效保护发电机,因此亟需设计一种新型垂直轴风力发电机的防雷系统。
技术实现思路
1、本发明旨在提供一种用于垂直轴风力发电机的防雷系统,以解决现有的防雷系统的适用性有限,难以满足h型、fh型、fx型等垂直轴风力发电机的使用需求,不能有效保护发电机的问题。
2、本发明是采用以下的技术方案实现的:
3、本发明提供一种用于垂直轴风力发电机的防雷系统,包括避雷针、上导电机构、中导电机构、下导电机构和接地导电网;
4、所述避雷针安装在垂直轴风力发电机的塔杆上;所述上导电机构套设于所述避雷针的外部,并与所述避雷针相连接;所述下导电机构连接在垂直轴风力发电机的塔筒上;所述中导电机构连接在所述上导电机构和所述下导电机构之间;所述下导电机构与所述塔筒内部的导电杆相连接,所述导电杆连接至所述接地导电网。
5、其中,所述垂直轴风力发电机包括发电机,所述发电机的顶部连接有塔杆,所述发电机的底部连接有塔筒,所述塔杆上连接有连接轴,所述连接轴的周向上间隔连接有多根连接杆,每根所述连接杆的端部均连接有叶片。
6、作为优选的技术方案:
7、所述避雷针固定安装于所述塔杆的顶部。
8、作为优选的技术方案:
9、所述上导电机构上开设有第一连接孔,所述避雷针位于所述第一连接孔中,所述避雷针与所述上导电机构固定连接或可拆卸连接。
10、作为优选的技术方案:
11、所述下导电机构布置于垂直轴风力发电机的发电机和塔筒之间,位于所述塔筒的顶部,所述下导电机构上开设有第二连接孔,所述第二连接孔的直径与所述塔筒的直径相适配,所述下导电机构与所述塔筒固定连接或可拆卸连接。
12、作为优选的技术方案:
13、所述下导电机构与所述发电机固定连接或可拆卸连接,所述发电机与所述下导电机构连接的一侧设置有绝缘层。
14、作为优选的技术方案:
15、所述绝缘层可以通过涂刷绝缘漆形成。
16、作为优选的技术方案:
17、所述上导电机构和所述下导电机构均采用圆环结构。
18、作为优选的技术方案:
19、所述避雷针与所述塔杆之间、所述避雷针与所述上导电机构之间、所述塔筒与所述下导电机构之间可以采用焊接、螺栓连接等方式进行连接。
20、作为优选的技术方案:
21、所述导电杆的上端与所述下导电机构相连接,所述导电杆的下端与所述接地导电网相连接。
22、作为优选的技术方案:
23、所述导电杆可通过导电线等方式与所述下导电机构进行连接。
24、作为优选的技术方案:
25、所述中导电机构采用条状的弧形结构件。
26、作为优选的技术方案:
27、所述上导电机构和所述下导电机构之间连接有多个所述中导电机构,所有所述中导电机构在环向上均匀、间隔布置。
28、作为优选的技术方案:
29、所述中导电机构与所述上导电机构、所述下导电机构之间的连接方式也可以为焊接、螺栓连接等。
30、作为优选的技术方案:
31、所述塔筒安装在基座上,所述接地导电网位于所述基座的下方,所述导电杆穿过所述基座后与所述接地导电网进行连接。
32、作为优选的技术方案:
33、所述基座不限于上述布置方式,根据实际情况,所述基座还可以安装在所述接地导电网的下方,可根据当地的土地性质选择合适的安装方式。
34、作为优选的技术方案:
35、所述上导电机构、所述中导电机构、所述下导电机构的材质可以采用铜、铝合金等。
36、作为优选的技术方案:
37、所述中导电机构可以采用铜编织带。
38、作为优选的技术方案:
39、所述垂直轴风力发电机为h型垂直轴风力发电机。
40、作为优选的技术方案:
41、所述垂直轴风力发电机不限于h型垂直轴风力发电机,当然还可以是fh型、fx型等具有垂直叶片的风力发电机。
42、综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
43、1、本发明设计了避雷针、上导电机构、中导电机构、下导电机构和接地导电网,当遭受雷击时,雷电流通过避雷针传导至上导电机构,再通过中导电机构后到下导电机构,再经导电杆流入接地导电网上,最后传到大地,从而有效保护了发电机,避免发电机遭受雷击造成损坏。
44、2、本发明的防雷系统结构简单,使用方便,造价低,便于制造,实用性强,有利于推广,适用性广,弥补了垂直轴风力发电机(如fh型、fx型、h型等垂直轴风力发电机)没有适用的防雷系统的缺陷。
1.一种用于垂直轴风力发电机的防雷系统,其特征在于:
2.根据权利要求1所述的用于垂直轴风力发电机的防雷系统,其特征在于:
3.根据权利要求2所述的用于垂直轴风力发电机的防雷系统,其特征在于:
4.根据权利要求2所述的用于垂直轴风力发电机的防雷系统,其特征在于:
5.根据权利要求3所述的用于垂直轴风力发电机的防雷系统,其特征在于:
6.根据权利要求1所述的用于垂直轴风力发电机的防雷系统,其特征在于:
7.根据权利要求1所述的用于垂直轴风力发电机的防雷系统,其特征在于:
8.根据权利要求1所述的用于垂直轴风力发电机的防雷系统,其特征在于:
9.根据权利要求1所述的用于垂直轴风力发电机的防雷系统,其特征在于:
10.根据权利要求1-9任一项所述的用于垂直轴风力发电机的防雷系统,其特征在于: