[发明专利]一种风电场风力机风叶防雷击装置及方法

说明书

本发明公开了一种风电场风力机风叶防雷击装置及方法，属于防雷灭弧领域，包括风机风叶，所述风机风叶的尖端设置有尖端反冲灭弧装置，所述风机风叶上设置有若干个叶面反冲灭弧装置，所述风机风叶内设置有接地线，并接地，尖端反冲灭弧装置和叶面反冲灭弧装置均与接地线连接。本发明反冲灭弧装置的结构简单，体积较小，适合应用于风机风叶上，反冲灭弧装置能够通过雷电弧自身的能量熄灭电弧，具有强大的灭弧能力，反冲灭弧装置能够熄灭全部或绝大部分的闪络电弧，此时流经风机接地导线的雷电流幅值已非常小，能够有效避免因土壤电阻率过高而造成的风机雷电反击事故。

技术领域

本发明涉及防雷灭弧领域，尤其涉及一种风电场风力机风叶防雷击装置及方法。

背景技术

近年来，风力发电得益于风能清洁可再生，且具有较强的适应性和环境友好性等优点而迅速发展，越来越受到世界各国的重视。

然而，风力发电的迅速发展与大规模应用，也带来了更加巨大的防雷挑战。大多数风电场地处空旷，风电机组由于其所处的复杂的大气环境，及自身高大耸立且带有旋转元件的非标准结构特点，极易遭受雷击。风电机组的装机容量的上升，机身高度及叶片长度的增加，更使得雷击风电机组的风险增大。且雷击风机造成的损伤多数为不可修复损伤，由其造成的故障与停机时间最为严重，产生的经济损失远超其它故障总和，已成为限制风电大规模发展的关键因素。叶片是风电机组中位置最高的部件，因此相较于其他位置极易遭受直接雷击，造成损失。

目前叶片主要采用的防雷方法是在叶片上安装接闪器。随着叶片长度的不断增加，仅靠一个接闪器很难实现完全保护覆盖，会有部分雷电先导在叶片表面的非接闪器部位发生闪击，引起叶片材料的损伤。为此，大型风机叶片常见做法是安装多个接闪器，各组接闪器均与内嵌引下线进行电气连接，引下线最终通过接地电阻与大地相连。由于风电场大多位于沿海山区等高土壤电阻率地区，雷击风机叶尖时流过的雷电流很大，容易造成雷电反击事故。为了减小雷击风机风叶时流经的雷电流幅值，防止或避免雷电反击，因此提出了一种风电场风力机风叶防雷击方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风电场风力机风叶防雷击装置及方法，解决现有风机容易造成雷电反击事故的技术问题。

一种风电场风力机风叶防雷击装置，包括风机风叶，所述风机风叶的尖端设置有尖端反冲灭弧装置，所述风机风叶上设置有若干个叶面反冲灭弧装置，所述风机风叶内设置有接地线，并接地，尖端反冲灭弧装置和叶面反冲灭弧装置均与接地线连接。

进一步地，尖端反冲灭弧装置和叶面反冲灭弧装置包括引弧电极、反冲管和接闪电极，所述接闪电极设置在反冲管的底部，且接闪电极与接地线连接，所述引弧电极设置在反冲管顶部。

进一步地，所述尖端反冲灭弧装置设置在风机风叶的尖端向内凹陷，尖端反冲灭弧装置的反冲口指向风机风叶的尖端指向的方向。。

进一步地，叶面反冲灭弧装置与叶面反冲灭弧装置之间设置有接闪线，所述接闪线一端设置在一个叶面反冲灭弧装置的引弧电极，另一端设置在相邻一个叶面反冲灭弧装置的引弧电极上。

进一步地，若干个叶面反冲灭弧装置设置为多排结构，从风机风叶的尖端往风机风叶的根部排列，多排结构的叶面反冲灭弧装置均与接地线连接，相邻的两排的叶面反冲灭弧装置设置接闪线连接。

一种风电场风力机风叶防雷击方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：在风机风叶上设置若干个叶面反冲灭弧装置，风机风叶内部设置有接地线，并接地，叶面反冲灭弧装置包括引弧电极、反冲管和接闪电极，所述接闪电极设置在反冲管的底部，且接闪电极与接地线连接，所述引弧电极设置在反冲管顶部；

步骤2：当雷击闪络电弧接近风机叶片时，叶面的反冲灭弧装置上的引弧电极通过对闪络电弧形成上行先导，将电弧牵引至反冲灭弧装置的入口处；