[发明专利]具有防雷系统的风力涡轮机

说明书

本发明涉及一种包括防雷系统的风力涡轮机，该防雷系统包括将通信装置和信号载送结构相互连接的波导。在其他方面，本发明涉及波导在风力涡轮机的防雷系统中的用途、功率分配器及其在风力涡轮机的防雷系统中的用途。

技术领域

本发明涉及一种包括防雷系统的风力涡轮机。在其他方面，本发明涉及波导在风力涡轮机的防雷系统中的用途、功率分配器及其在风力涡轮机的防雷系统中的用途。

背景技术

风力涡轮机叶片中的叶片和叶片部件、特别是电子部件的防雷保护是重要的，因为雷电流可能是非常有破坏性的。因此，叶片可以配备有接收雷电的接闪器和用于将雷电流引导到地电势的下引导体。然而，这可能不足以保护位于叶片中的电子部件免受雷电流引起的损坏。

国际专利申请WO2014/187895A1描述了一种用于风力涡轮机叶片的防雷系统，该系统包括在通信装置的纵向位置处围绕叶片的周边定位的导电带，其中导电带与雷电下引导体耦合，用于连接到地平面。信号载送同轴电缆以公共电缆并入到雷电下引导体的内部，其中，雷电下引导体被构造成保护内部信号载送结构。

虽然这种现有技术的系统可以为电子器件提供对雷击的一定程度的保护，但是它们通常针对具有很大电势差的导体之间的雷电流的闪络提供的保护不能令人满意。

因此，本发明的一个目的是提供一种具有防雷系统的风力涡轮机叶片，其提供了对位于叶片内的电子部件、尤其是通信装置的提高的保护水平。

本发明的另一个目的是提供一种具有与现有技术系统相比性能改进的防雷系统的风力涡轮机叶片。

发明内容

在第一方面，本发明涉及一种风力涡轮机，其包括至少一个涡轮机叶片和防雷系统，涡轮机叶片在平行于纵向轴线的纵向方向上延伸并且具有尖端和根端，其中，风力涡轮机包括：

- 位于风力涡轮机内的至少一个通信装置；

- 连接到通信装置的至少一个天线；

- 用于在通信装置和所述至少一个天线之间传送信号的至少一个信号载送结构；

- 将通信装置和信号载送结构相互连接的至少一个波导；

- 至少一个雷电接闪器；

- 连接至雷电接闪器的至少一个雷电下引导体，用于将雷电流传导到叶片的根端，以连接到地平面；

其中，信号载送结构和雷电下引导体在叶片内的一个或更多个位置处短路。

优选地，所述至少一个通信装置位于风力涡轮机叶片内。甚至更优选地，所述至少一个通信装置、所述至少一个天线、所述至少一个信号载送结构、所述至少一个波导、所述至少一个雷电接闪器以及所述至少一个雷电下引导体位于叶片内。

通常，风力涡轮机叶片将包括型面化轮廓以及具有弦的前缘和后缘，型面化轮廓包括压力侧和吸力侧，弦具有在前缘和后缘之间延伸的弦长，型面化轮廓在被入射气流冲击时产生升力。

通信装置通常将包括若干电子部件，例如一个或更多个发射器、接收器、数据处理器、放大器和/或传感器。如果雷电流进入通信装置，那么上述部件可能会被毁坏或损坏。因此，有必要将雷电流从进入和离开通信装置的其他信号分开。

优选地，通信装置被定位为在技术上和物理上尽可能地靠近叶片的根端，以最小化由雷电流引起的冲击。

在一个实施例中，通信装置至少包括无线电信号接收器和数据处理器。这是有利的，因为通信装置然后能够接收和处理来自一个或更多个天线的信号。此外，通信装置可以包括使得通信装置能够发送无线电信号、接收无线电信号和处理无线电信号的无线电信号发射器。接收的信号优选地是从天线到从发射器发送的信号的应答。这种发射器可以是通信装置的一部分或者位于通信装置外部。