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CN120265878A - 用于风力涡轮转子叶片的雷电保护系统 - Google Patents

用于风力涡轮转子叶片的雷电保护系统 Download PDF

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CN120265878A
CN120265878A CN202280102089.5A CN202280102089A CN120265878A CN 120265878 A CN120265878 A CN 120265878A CN 202280102089 A CN202280102089 A CN 202280102089A CN 120265878 A CN120265878 A CN 120265878A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotor blade
conductive
conductive cage
blade assembly
flexible
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280102089.5A
Other languages
English (en)
Inventor
R·A·哈迪森
A·A·M·劳达尼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LM Wind Power AS
Original Assignee
LM Wind Power AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LM Wind Power AS filed Critical LM Wind Power AS
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D1/00Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06Rotors
    • F03D1/065Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0675Rotors characterised by their construction elements of the blades
    • F03D1/0677Longitudinally segmented blades; Connectors therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D80/00Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/30Lightning protection
    • F03D80/301Lightning receptor and down conductor systems in or on blades
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

一种转子叶片组件包括从弦向接头在相反方向上延伸的第一叶片节段和第二叶片节段。第一和第二叶片节段中的各个包括限定翼型表面的至少一个壳体部件和内部支承结构。第一叶片节段的内部支承结构包括纵向延伸的梁结构,其经由接收区段与第二叶片节段的内部支承结构在结构上连接。转子叶片组件还包括雷电保护系统,其具有与梁结构集成的第一导电笼和与接收区段集成并经由电连接件电连接到第一导电笼的第二导电笼。进一步地,第一和第二导电笼是接地的。

Description

用于风力涡轮转子叶片的雷电保护系统
技术领域
本公开大体上涉及风力涡轮转子叶片,并且更具体地涉及用于风力涡轮转子叶片的雷电保护系统。
背景技术
风能被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源之一,并且风力涡轮在这方面越来越受到关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。转子叶片利用已知的翼片原理从风中捕获动能并将动能通过旋转能传递以转动轴,轴将转子叶片联接到齿轮箱,或者如果不使用齿轮箱,则直接地联接到发电机。然后,发电机将机械能转化为可部署到公共电网的电能。
风力涡轮转子叶片大体上包括由复合层压材料形成的主体壳体。一般而言,主体壳体相对较轻,并且具有的结构特性(例如刚度、抗屈曲性和强度)未被构造为承受在操作期间施加在转子叶片上的弯曲力矩和其他载荷。为了提高转子叶片的刚度、抗屈曲性和强度,主体壳体典型地使用接合壳体的内表面的翼梁帽进行加固。翼梁帽可由各种材料构成,包括但不限于玻璃纤维层压复合材料和/或碳纤维层压复合材料。
在风力涡轮的使用寿命期间,转子叶片特别容易遭受雷击。特别地,当在主体壳体中使用碳纤维时,雷电可附着到这些纤维,从而对主体壳体造成严重损坏。因此,由于风力涡轮叶片的锋利的边缘和绝缘性能,雷电保护系统对于保护风力涡轮叶片至关重要。现代雷电保护系统典型地包括设置在转子叶片的外部上的一个或多个雷电接收器,以及雷电导体或线缆线材,雷电导体或线缆线材联接到雷电接收器并且通过主体壳体从叶片尖部延伸到叶片根部,并且通过其他构件,直至通过塔架向下接地到接地(ground)位置。因此,当雷电击中转子叶片时,电流流过雷电接收器并且通过雷电系统传导至接地。然而,当发生雷击时,从翼梁帽到雷电导体可出现不合需要的内部电弧,这会对转子叶片造成重大损坏。
因此,本领域正在不断寻求用于风力涡轮转子叶片的新的和改进的雷电保护系统。
发明内容
本发明的方面和优点将在下文的描述中部分地阐述,或者可从描述中显而易见,或者可通过实践本发明而获悉。
在一方面,本公开涉及一种转子叶片组件。转子叶片组件包括从弦向接头在相反方向上延伸的第一叶片节段和第二叶片节段。第一和第二叶片节段中的各个包括限定翼型表面的至少一个壳体部件和内部支承结构。第一叶片节段的内部支承结构包括纵向延伸的梁结构,其经由接收区段与第二叶片节段的内部支承结构在结构上连接。转子叶片组件包括雷电保护系统,其具有与梁结构集成的第一导电笼和与接收区段集成并经由电连接件电连接到第一导电笼的第二导电笼,第一和第二导电笼是接地的。
在另一方面,本公开涉及一种组装风力涡轮的转子叶片的方法。该方法包括提供第一叶片节段和第二叶片节段。第一和第二叶片节段中的各个具有限定翼型表面的至少一个壳体部件和内部支承结构。第一叶片节段的内部支承结构包括纵向延伸的梁结构,其经由接收区段与第二叶片节段的内部支承结构在结构上连接。该方法还包括将第一导电笼与梁结构集成,以及将第二导电笼与接收区段集成。进一步地,该方法包括经由电连接件将第一导电笼电连接到第二导电笼。此外,该方法包括将第一和第二导电笼电连接到接地。此外,该方法包括将第一叶片节段与第二叶片节段从弦向接头在相反方向上布置,以及将第一和第二叶片节段固连在一起。
在又一个方面,本公开涉及一种转子叶片组件,其具有至少一个叶片节段,该叶片节段具有限定翼型表面的至少一个壳体部件以及内部支承结构。内部支承结构包括纵向延伸的翼梁结构。翼梁结构包括集成在其中的上导电梁和下导电梁。上导电梁和下导电梁各自限定周边。转子叶片组件还包括具有与翼梁结构集成的导电笼的雷电保护系统。导电笼仅围绕上导电梁和下导电梁中的各个的周边的一部分。进一步地,雷电保护系统包括布置在至少一个叶片节段中并且接地的至少一个导体线缆,导电笼电连接到至少一个导体线缆。
参考以下说明书及所附权利要求,本发明的这些及其他特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书中并构成其一部分的附图示出本发明的实施例,并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
针对本领域的普通技术人员,在说明书中阐述了本发明的完整且能够实现的公开,包括其最佳模式,说明书参考了附图,其中:
图1示出根据本公开的风力涡轮的一个实施例的透视图;
图2示出根据本公开的具有第一叶片节段和第二叶片节段的转子叶片的一个实施例的平面图;
图3示出根据本公开的第一叶片节段的一个实施例的一区段的透视图;
图4示出根据本公开的第二叶片节段在弦向接头处的一区段的一个实施例的透视图;
图5示出根据本公开的风力涡轮的转子叶片的一个实施例的组件,该转子叶片具有与第二叶片节段连结的第一叶片节段;
图6示出根据本公开的风力涡轮的转子叶片的组件的多个支承结构的一个实施例的分解透视图;
图7示出根据本公开的雷电保护系统的实施例的局部侧视图,该雷电保护系统具有与转子叶片的梁结构集成的第一导电笼和与转子叶片的接收区段集成的第二导电笼;
图8示出图7的沿着截面线8-8的横截面视图;
图9示出根据本公开的图7的雷电保护系统的电连接件的详细视图;
图10示出图7的雷电保护系统的局部透视图,特别地示出根据本公开的电连接到第二导电笼的第一导电笼;
图11示出图10的雷电保护系统的局部侧视图;
图12示出根据本公开的与转子叶片的梁结构集成的第一导电笼和与转子叶片的接收区段集成并经由电连接件连接到第一导电笼的第二导电笼的实施例的示意图;
图13示出图12的示意图的侧视图;
图14示出根据本公开的转子叶片的梁结构的实施例的横截面视图,特别地示出与梁结构集成的导电笼;
图15示出根据本公开的接收在接收区段内的转子叶片的梁结构的实施例的横截面视图,特别地示出与接收区段集成的导电笼;以及
图16示出根据本公开的组装风力涡轮的转子叶片的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的实施例,其一个或多个示例在附图中示出。各个示例仅以解释本发明而非限制本发明的方式提供。事实上,对于本领域技术人员将显而易见的是,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,可以对本发明进行各种修改和变型。例如,示出或描述为一个实施例的特征可以与另一个实施例结合使用,以产生更进一步的实施例。因此,意图的是,本发明涵盖落在所附权利要求及其等同方案的范围内的此类修改和变型。
现在参考附图,图1示出根据本发明的风力涡轮10的一个实施例的透视图。在所示出的实施例中,风力涡轮10为水平轴线风力涡轮。备选地,风力涡轮10可为竖直轴线风力涡轮。此外,如所显示的,风力涡轮10可包括从支承表面14延伸的塔架12、安装在塔架12上的机舱16、定位在机舱16内的发电机18、联接到发电机18的齿轮箱20,以及利用转子轴24旋转地联接到齿轮箱20的转子22。进一步地,如所显示的,转子22包括可旋转的毂26和联接到可旋转的毂26并从其向外延伸的至少一个转子叶片28。如所显示的,转子叶片28包括叶片尖部17和叶片根部19。
现在参考图2,示出图1的转子叶片28的平面图。如所显示的,转子叶片28可包括第一叶片节段30和第二叶片节段32。进一步地,如所显示的,第一叶片节段30和第二叶片节段32可各自从弦向接头34在相反方向上延伸。此外,如所显示的,叶片节段30、32中的各个可包括至少一个壳体部件,诸如压力侧壳体部件、吸力侧壳体部件、前缘壳体部件、后缘壳体部件等等。第一叶片节段30和第二叶片节段32通过延伸到两个叶片节段30、32中的至少内部支承结构36连接,以促进叶片节段30、32的连结。箭头38显示,在所示出示例中的分节段转子叶片28包括两个叶片节段30、32,并且这些叶片节段30、32通过将内部支承结构36插入到第二叶片节段32中而连结。
现在参考图3,示出根据本公开的第一叶片节段30的一区段的透视图。如所显示的,第一叶片节段30包括梁结构40,该梁结构40形成内部支承结构36的一部分并且纵向延伸以用于与第二叶片节段32在结构上连接。进一步地,如所显示的,梁结构40形成与吸力侧翼梁梁44和压力侧翼梁梁46(本文也称为下导电梁和上导电梁)连接的抗剪腹板42的至少部分。
此外,如所显示的,第一叶片节段30可包括在梁结构40的接收端54处的一个或多个第一销接头。在一个实施例中,销接头可包括与衬套处于紧密过盈配合的销。更具体地说,如所显示的,销接头可包括一个销管52,该销管52位于梁结构40的接收端54上。因此,如所显示的,销管52可在展向方向上定向,即沿着转子叶片28的翼展或长度定向,该翼展或长度沿着从转子叶片28的叶片根部延伸到叶片尖部的轴线限定。进一步地,第一叶片节段30还可包括位于梁结构40上的销接头槽50。此外,如所显示的,销接头槽50可在弦向方向上定向,即沿着转子叶片28的翼弦定向,该翼弦沿着从转子叶片28的前缘延伸到后缘的轴线限定。
现在参考图4,示出根据本公开的第二叶片节段32的一区段的透视图。如所显示的,第二叶片节段32包括在第二叶片节段32内纵向延伸的接收区段60以用于接收第一叶片节段30的梁结构40。进一步地,如所显示的,接收区段60可包括纵向延伸的翼梁结构66以用于与第一叶片节段30的梁结构40连接。此外,如所显示的,接收区段60可包括弦向部件48,其具有穿过其中而限定的展向销接头槽56。此外,如所显示的,接收区段60可包括穿过其中而限定的弦向销接头槽58,该销接头槽58与梁结构40的销接头槽50对齐。
现在参考图5,示出根据本公开的转子叶片28的组件70,该组件具有与第二叶片节段32连结的第一叶片节段30。如所显示的,组件70示出转子叶片28的外壳体部件下方的多个支承结构。更具体地,如所显示的,梁结构40的接收端54的展向延伸销52被接收在接收区段60的展向销接头槽56内以便将第一叶片节段30和第二叶片节段32固连在一起。此外,如所显示的,梁结构40和接收区段60中的各个可相应地限定转子叶片28的翼梁梁44、46、53、55。
现在参考图6,示出组件70的朝向转子叶片28的叶片尖部的多个支承结构的分解透视图。如所显示的,接收区段60构造为接收梁结构40,并且可包括弦向销接头槽58,其与梁结构40的销接头槽50对齐,弦向延伸销62可通过销接头槽50插入。进一步地,如所显示的,弦向延伸销62可构造为在对齐的销接头槽50、58内保持紧密的过盈配合,使得接收区段60和梁结构40在组装期间连结在一起。进一步地,图6还示出弦向部件48,其包括构造为接收梁结构40的销管52的销接头槽56。因此,销管52构造为形成紧密的过盈配合接头。
现在参考图7至图15,示出具有根据本公开的雷电保护系统100的转子叶片(诸如转子叶片28)的实施例的各种视图。图7示出在转子叶片28的弦向接头34处与接收区段60连接的梁结构40的局部侧视图。图8示出图7的沿着截面线8-8的横截面视图。图9示出根据本公开的雷电保护系统100的电连接件106的详细视图。图10示出在图7的转子叶片28的弦向接头34处与接收区段60连接的梁结构40的局部透视图。图11示出在图7的转子叶片28的弦向接头34处与接收区段60连接的梁结构40的局部侧视图。
此外,如图7中所显示,雷电保护系统100可包括与梁结构40集成的第一导电笼102,以及与接收区段60集成并经由电连接件106电连接到第一导电笼102的第二导电笼104。在实施例中,例如,第一导电笼102和第二导电笼104可用作法拉第笼或屏蔽。此外,如图12和图13中所显示,在实施例中,第一导电笼102的一部分与第二导电笼104的一部分重叠。此外,图12示出根据本公开的与梁结构40集成的第一导电笼102以及与接收区段60集成并经由电连接件106电连接到第一导电笼102的第二导电笼104的实施例的示意图。图13示出图12的示意图的侧视图。在此类实施例中,例如,第一导电笼102和第二导电笼104可由实心片材、线材网、织带、网状物或织编片材中的一个构成。
此外,如图7和图9中所显示,雷电保护系统100还包括至少一个导体线缆108、110。例如,如图7和图10-12中所显示,雷电保护系统100可包括与第一导电笼102电联接的第一导体线缆110和与第二导电笼104电联接的第二导体线缆108。此外,如所显示的,第一导体线缆110与梁结构40一起布置并且第二导体线缆108与接收区段60一起布置。此外,如图7和图9中所显示,第一导体线缆110和第二导体线缆108在电连接件106处电连接。此外,在实施例中,第一导体线缆110和第二导体线缆108可为电连接到第一导电笼102和第二导电笼104并接地的引下导体。例如,如图7和图8中所显示,第一导体线缆110和第二导体线缆108可经由电连接件124接地。更具体地,如所显示的,电连接124构造为将本文所描述的任何导体线缆接地。
此外,如图7中所显示,雷电保护系统100可包括一个或多个雷电接收器120和/或一个或多个浮动导体122,它们与梁结构40和/或接收区段60一起布置。在实施例中,例如,浮动导体122可由碳纤维增强聚合物(CFRP)材料构成。更具体地,在此类实施例中,浮动导体122可为翼梁梁44、46。在另一个实施例中,例如,浮动导体122可为本文所描述的销接头中的一个,并且因此可由金属构成。此外,在实施例中,第一导体线缆110和第二导体线缆108可电连接到一个或多个雷电接收器120中的各个,并且因此使雷电接收器120接地。然而,相比之下,浮动导体122未电连接到第一导体线缆110和第二导体线缆108,并且因此未接地。由于由CFRP材料构成的浮动导体可能难以接地并且浮动导体有时位于转子叶片的可接近性受限区域(对于其,建立接地连接是复杂的)中,故本公开通过使用本文所描述的导电笼提供了无需将此类导体接地的益处。
在进一步的实施例中,如特别在图12和图13中所显示,第一导电笼102和/或第二导电笼104围绕浮动导体122。因此,在实施例中,第一导电笼102和/或第二导电笼104构造为在其中产生电场以减小引下导体与浮动导体122之间的电位差。因此,第一导电笼102和第二导电笼104、第一导体线缆110和第二导体线缆108、雷电接收器120和/或浮动导体122构造为用于控制由雷击引起的电场。
在此类实施例中,本文所描述的导电构件(诸如第一导电笼102和第二导电笼104、第一导体线缆110和第二导体线缆108、雷电接收器120和/或浮动导体122等)可为任何合适的导电材料,例如,诸如铜。此外,此类导电构件可根据需要具有不同的厚度和/或形状,以辅助雷电流。
特别地参考图7和图9,电连接件106可包括至少一个柔性连接器114,其将第一导体线缆110和第二导体线缆108电连接在一起。例如,在实施例中,柔性连接器114可为柔性电路、柔性编织电路、柔性母线排(bar)、柔性线缆、柔性棒料、柔性分层叠堆(stack)或柔性轨道。在具体实施例中,如图9中所显示,柔性连接器114可为例如连接在第一导体线缆110和第二导体线缆108之间的柔性编织电路116。此外,如所显示的,柔性编织电路116可使用例如相应地固连到梁结构40和接收区段60的一个或多个导电紧固件118而固连到第一导体线缆110和第二导体线缆108中的各个的端部。在进一步的实施例中,柔性编织电路116可利用任何合适的器件(例如,诸如焊接、机械紧固件、粘合剂或两者的组合)固连到第一导体线缆110和第二导体线缆108中的各个的端部。
现在参考图14和图15,提供的是梁结构40(图14)以及接收在接收区段60内的梁结构40(图15)的实施例的各种横截面视图。具体地,如图14中所显示,导电笼(诸如本文所描述的第一导电笼102和第二导电笼104)可集成到梁结构40中。在另一个实施例中,如图15中所显示,导电笼(诸如本文所描述的第一导电笼102和第二导电笼104)可集成到接收区段60中。此外,如所显示的,梁结构40包括集成在其中的上导电梁46和下导电梁44,本文也称为吸力侧和压力侧翼梁梁44、46和浮动导体122。此外,如所显示的,上导电梁46和下导电梁44各自限定了周边,该周边大体上是指形成吸力侧和压力侧翼梁梁44、46中的各个的边界的连续线。因此,如图14和图15中所显示,导电笼102、104仅围绕吸力侧和压力侧翼梁梁44、46中的各个的周边的一部分。换句话说,如所显示的,导电笼102、104围绕吸力侧和压力侧翼梁梁44、46的外表面126延伸,但不围绕吸力侧和压力侧翼梁梁44、46的内表面128延伸。
现在参考图16,示出根据本公开的方面的组装风力涡轮的转子叶片的方法200的一个实施例的流程图。一般而言,方法200将在本文描述为使用风力涡轮(诸如本文所描述的风力涡轮10)来实施。然而,应当理解,所公开的方法200可使用具有任何雷电保护系统的任何其他风力涡轮来实施。此外,尽管图16出于示出和讨论的目的描绘了按特定顺序执行的步骤,但本文所描述的方法不限于任何特定的顺序或布置。本领域技术人员利用本文所提供的公开将理解,可以采用各种方式省略、重新布置、组合和/或调整方法的各个步骤。
如(202)处所显示,方法200包括提供第一叶片节段和第二叶片节段。如提到的,第一和第二叶片节段中的各个具有限定翼型表面的至少一个壳体部件和内部支承结构。此外,如提到的,第一叶片节段的内部支承结构可包括纵向延伸的梁结构,其经由接收区段与第二叶片节段的内部支承结构在结构上连接。如(204)处所显示,方法200包括将第一导电笼与梁结构集成。如(206)处所显示,方法200包括将第二导电笼与接收区段集成。如(208)处所显示,方法200包括经由电连接件将第一导电笼电连接到第二导电笼。如(210)处所显示,方法200包括将引下导体电连接到第一和第二导电笼以及电连接到接地。如(212)处所显示,方法200包括将第一叶片节段与第二叶片节段从弦向接头在相反方向上布置。如(214)处所显示,方法200包括将第一和第二叶片节段固连在一起。
本公开的各个方面和实施例由以下编号的条款所限定:
一种转子叶片组件,包括:从弦向接头在相反方向上延伸的第一叶片节段和第二叶片节段,第一和第二叶片节段中的各个包括限定翼型表面的至少一个壳体部件和内部支承结构,第一叶片节段的内部支承结构包括纵向延伸的梁结构,其经由接收区段与第二叶片节段的内部支承结构在结构上连接;以及雷电保护系统,其包括:与梁结构集成的第一导电笼;以及与接收区段集成并经由电连接件电连接到第一导电笼的第二导电笼,第一和第二导电笼是接地的。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,第一和第二导电笼经由至少一个导体线缆接地。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,至少一个导体线缆包括电连接到第一和第二导电笼的至少一个引下导体。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,至少一个导体线缆包括与第一导电笼电联接的第一导体线缆和与第二导电笼电联接的第二导体线缆,第一和第二导体线缆在电连接件处电连接。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,第一导体线缆与梁结构一起布置并且第二导体线缆与接收区段一起布置。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,电连接件还包括将第一和第二导体线缆电连接在一起的至少一个柔性连接器,至少一个柔性连接器包括柔性电路、柔性编织电路、柔性母线排、柔性线缆、柔性棒料、柔性分层叠堆或柔性轨道中的至少一个。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,雷电保护系统还包括一个或多个雷电接收器,第一和第二导体线缆电连接到一个或多个雷电接收器中的各个。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,雷电保护系统包括与梁结构或接收区段中的至少一个一起布置的一个或多个浮动导体,其中,第一导电笼或第二导电笼中的至少一个围绕一个或多个浮动导体,并且其中,第一导电笼或第二导电笼中的至少一个构造为在其中产生电场,以减小至少一个导体线缆和一个或多个浮动导体之间的电位差。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,一个或多个浮动导体未电连接到至少一个导体线缆并且因此未接地。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,第一和第二导电笼中的至少一个由实心片材、线材网、织带、网状物或织编片材中的一个构成。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,第一导电笼的一部分与第二导电笼的一部分重叠。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,转子叶片组件是风力涡轮的部分。
一种组装风力涡轮的转子叶片的方法,该方法包括:提供第一叶片节段和第二叶片节段,第一和第二叶片节段中的各个具有限定翼型表面的至少一个壳体部件和内部支承结构,第一叶片节段的内部支承结构包括纵向延伸的梁结构,其经由接收区段与第二叶片节段的内部支承结构在结构上连接;将第一导电笼与梁结构集成;将第二导电笼与接收区段集成;经由电连接件将第一导电笼电连接到第二导电笼;将第一和第二导电笼电连接到接地;将第一叶片节段与第二叶片节段从弦向接头在相反方向上布置;以及将第一和第二叶片节段固连在一起。
一种转子叶片组件,包括:至少一个叶片节段,其包括限定翼型表面的至少一个壳体部件和内部支承结构,内部支承结构包括纵向延伸的翼梁结构,翼梁结构包括集成在其中的上导电梁和下导电梁,上导电梁和下导电梁各自限定周边;以及雷电保护系统,其包括:与翼梁结构集成的导电笼,导电笼仅围绕上导电梁和下导电梁中的各个的周边的一部分;以及布置在至少一个叶片节段中并接地的至少一个导体线缆,导电笼电连接到至少一个导体线缆。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,雷电保护系统还包括电连接到导电笼和电连接件的至少一个导体线缆,其中,至少一个导体线缆与翼梁结构一起布置。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,电连接件还包括至少一个柔性连接器,至少一个柔性连接器包括柔性电路、柔性编织电路、柔性母线排、柔性线缆、柔性棒料、柔性分层叠堆或柔性轨道中的至少一个。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,雷电保护系统还包括一个或多个雷电接收器,至少一个导体线缆电连接到一个或多个雷电接收器中的各个。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,雷电保护系统包括与翼梁结构一起布置的一个或多个浮动导体,其中,导电笼围绕一个或多个浮动导体,并且其中,导电笼构造为在其中产生电场,以减小至少一个导体线缆和一个或多个浮动导体之间的电位差。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,一个或多个浮动导体未电连接到至少一个导体线缆并且因此未接地。
根据任一前述条款所述的转子叶片组件,其中,导电笼由实心片材、线材网、织带、网状物或织编片材中的一个构成。
本书面描述使用示例来公开本发明(包括最佳模式),并且也使得本领域任何技术人员能够实践本发明,包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定,并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例包括与权利要求的字面语言并无不同的结构元件,或者它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等同结构元件,则它们旨在属于权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种转子叶片组件,包括:
从弦向接头在相反方向上延伸的第一叶片节段和第二叶片节段,所述第一叶片节段和第二叶片节段中的各个包括限定翼型表面的至少一个壳体部件和内部支承结构,所述第一叶片节段的所述内部支承结构包括纵向延伸的梁结构,其经由接收区段与所述第二叶片节段的所述内部支承结构在结构上连接;以及
雷电保护系统,其包括:
与所述梁结构集成的第一导电笼;以及
第二导电笼,其与所述接收区段集成并经由电连接件电连接到所述第一导电笼,所述第一导电笼和第二导电笼是接地的。
2.根据权利要求1所述的转子叶片组件,其中,所述第一导电笼和第二导电笼经由至少一个导体线缆接地。
3.根据权利要求2所述的转子叶片组件,其中,所述至少一个导体线缆包括电连接到所述第一导电笼和第二导电笼的至少一个引下导体。
4.根据权利要求2所述的转子叶片组件,其中,所述至少一个导体线缆包括与所述第一导电笼电联接的第一导体线缆和与所述第二导电笼电联接的第二导体线缆,所述第一导体线缆和第二导体线缆在所述电连接件处电连接。
5.根据权利要求4所述的转子叶片组件,其中,所述第一导体线缆与所述梁结构一起布置以及所述第二导体线缆与所述接收区段一起布置。
6.根据权利要求4所述的转子叶片组件,其中,所述电连接件还包括至少一个柔性连接器,其将所述第一导体线缆和第二导体线缆电连接在一起,所述至少一个柔性连接器包括柔性电路、柔性编织电路、柔性母线排、柔性线缆、柔性棒料、柔性分层叠堆或柔性轨道中的至少一个。
7.根据权利要求4所述的转子叶片组件,其中,所述雷电保护系统还包括一个或多个雷电接收器,所述第一导体线缆和第二导体线缆电连接到所述一个或多个雷电接收器中的各个。
8.根据权利要求2所述的转子叶片组件,其中,所述雷电保护系统包括与所述梁结构或所述接收区段中的至少一个一起布置的一个或多个浮动导体,其中,所述第一导电笼或所述第二导电笼中的至少一个围绕所述一个或多个浮动导体,并且其中,所述第一导电笼或所述第二导电笼中的至少一个构造为在其中产生电场以减小所述至少一个导体线缆和所述一个或多个浮动导体之间的电位差。
9.根据权利要求8所述的转子叶片组件,其中,所述一个或多个浮动导体未电连接到所述至少一个导体线缆并且因此未接地。
10.根据权利要求1所述的转子叶片组件,其中,所述第一导电笼和第二导电笼中的至少一个由实心片材、线材网、织带、网状物或织编片材中的一个构成。
11.根据权利要求1所述的转子叶片组件,其中,所述第一导电笼的一部分与所述第二导电笼的一部分重叠。
12.根据权利要求1所述的转子叶片组件,其中,所述转子叶片组件是风力涡轮的部分。
13.一种组装风力涡轮的转子叶片的方法,所述方法包括:
提供第一叶片节段和第二叶片节段,所述第一叶片节段和第二叶片节段中的各个具有限定翼型表面的至少一个壳体部件和内部支承结构,所述第一叶片节段的所述内部支承结构包括纵向延伸的梁结构,其经由接收区段与所述第二叶片节段的所述内部支承结构在结构上连接;
将第一导电笼与所述梁结构集成;
将第二导电笼与所述接收区段集成;
经由电连接件将所述第一导电笼电连接到所述第二导电笼;
将所述第一导电笼和第二导电笼电连接到接地;
将所述第一叶片节段与所述第二叶片节段从弦向接头在相反方向上布置;以及
将所述第一叶片节段和第二叶片节段固连在一起。
14.一种转子叶片组件,包括:
至少一个叶片节段,其包括限定翼型表面的至少一个壳体部件和内部支承结构,所述内部支承结构包括纵向延伸的翼梁结构,所述翼梁结构包括集成在其中的上导电梁和下导电梁,所述上导电梁和下导电梁各自限定周边;以及
雷电保护系统,其包括:
与所述翼梁结构集成的导电笼,所述导电笼仅围绕所述上导电梁和下导电梁中的各个的周边的一部分;以及
至少一个导体线缆,其布置在所述至少一个叶片节段中并且接地,所述导电笼电连接到所述至少一个导体线缆。
15.根据权利要求14所述的转子叶片组件,其中,所述雷电保护系统还包括电连接到所述导电笼和所述电连接件的至少一个导体线缆,其中,所述至少一个导体线缆与所述翼梁结构一起布置。
16.根据权利要求15所述的转子叶片组件,其中,所述电连接件还包括至少一个柔性连接器,所述至少一个柔性连接器包括柔性电路、柔性编织电路、柔性母线排、柔性线缆、柔性棒料、柔性分层叠堆或柔性轨道中的至少一个。
17.根据权利要求15所述的转子叶片组件,其中,所述雷电保护系统还包括一个或多个雷电接收器,所述至少一个导体线缆电连接到所述一个或多个雷电接收器中的各个。
18.根据权利要求14所述的转子叶片组件,其中,所述雷电保护系统包括与翼梁结构一起布置的一个或多个浮动导体,其中,所述导电笼围绕所述一个或多个浮动导体,并且其中,所述导电笼构造为在其中产生电场以减小所述至少一个导体线缆和所述一个或多个浮动导体之间的电位差。
19.根据权利要求18所述的转子叶片组件,其中,所述一个或多个浮动导体未电连接到所述至少一个导体线缆并且因此未接地。
20.根据权利要求14所述的转子叶片组件,其中,所述导电笼由实心片材、线材网、织带、网状物或织编片材中的一个构成。
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