[发明专利]用于风力涡轮机叶片的防雷系统的全绝缘尖端单元和包含其的风力涡轮机叶片

说明书

本发明公开了一种用于风力涡轮机叶片(2)的防雷系统的全绝缘尖端单元(1)，包括导电尖端(3)，其中尖端由外部部件(4)和内部部件(5)组成，至少一个侧接收器底座(6)、内部尖端单元导体(8)、形成引下线(10)的最外部的绝缘电缆(9)、以及在绝缘电缆与尖端单元的其它导电部件之间建立电连接的连接元件(12)，其中尖端的内部部件、侧接收器底座、内部尖端导体、连接元件和绝缘电缆的一端都铸造嵌入绝缘材料(13)中，仅留下尖端的外部部件以及绝缘电缆的另一端未被绝缘材料覆盖。此外，本发明还公开了一种包含这种尖端单元的风力涡轮机叶片。

本发明涉及一种用于风力涡轮机叶片的防雷系统的尖端单元，所述尖端单元包括共同嵌入到由电绝缘材料覆盖的同一单元中的尖端接收器和至少一个侧接收器。

背景技术

大多数已知的用于风力涡轮机叶片的防雷系统包括一个或多个内部安装的引下线和一些安装在叶片外表面上的雷电接收器。

这种系统的众所周知的问题是，雷击不仅在预定位置触接到风力涡轮机叶片，即在外部触接点上，就是所谓的雷电接收器，而且还可以直接通过叶片结构冲击防雷系统的内部导电部件。通常由于雷击释放的大量能量，这种事故可能对风力涡轮机叶片造成严重的结构性损坏。

另一个众所周知的问题是，防雷系统的外部雷电接收器可能被雷击所损坏，因此，这种接收器的寿命有限，取决于它们受到雷击的次数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于风力涡轮机叶片的防雷系统的尖端方案，其克服了本领域已知方案的至少部分上述缺点。

本发明涉及一种用于风力涡轮机叶片的防雷系统的全绝缘尖端单元，所述尖端单元包括用于风力涡轮机叶片的导电尖端，所述尖端由外部部件和内部部件组成，外部部件形成尖端接收器，至少一个侧接收器底座由导电材料制成以用于设置在叶片的外表面上的一个或多个侧接收器的机械安装，使得电连接在各自的侧接收器和侧接收器底座之间形成；内部尖端单元导体，用于在尖端接收器的内部部件和侧接收器底座之间形成电连接；绝缘电缆，用于形成在风力涡轮机叶片内部纵向从所述至少一个侧接收器底座向叶片根端延伸的引下线的最外部分；以及连接元件，用于在绝缘电缆与尖端单元的其它导电部件之间建立电连接，其中尖端的内部部件、侧接收器底座、内部尖端导体、连接元件和绝缘电缆的一端都铸造嵌入绝缘材料中，仅留下尖端的外部部件以及绝缘电缆的另一端未被绝缘材料覆盖。

通过使用如上配置的尖端单元，使得直达防雷系统内部部件的雷击的影响的风险，即通过风力涡轮机叶片结构，在风力涡轮机叶片的尖端部件中被消除或至少被显著降低。

在本发明的一个实施例中，绝缘电缆是非屏蔽高压电缆。

使用高压电缆是有利的，因为这样的电缆提供足够的电缆绝缘，以承受如遭受雷击影响的情况下那样大的电位差。

在本发明的一个实施例中，连接元件集成在至少一个侧接收器底座中。

连接元件集成在侧接收器底座中使得尖端单元内存在较少的组件和更少的电连接点。

在本发明的一个实施例中，内部尖端单元导体由绝缘电缆的一部分形成。

使绝缘电缆的一部分形成内部尖端单元导体，使得尖端单元内存在较少的组件和更少的电连接点。

在本发明的一个实施例中，从形成内部尖端单元导体的绝缘电缆的一部分去除电缆绝缘。

从形成内部尖端单元导体的绝缘电缆的一部分去除电缆绝缘有助于尖端单元的更为简便的生产过程。

在本发明的一个实施例中，尖端的外部部件的最外端与最靠近尖端的侧接收器底座的中心之间的距离在0.3米和2米之间，优选地在0.8米到1.2米之间。

所描述的距离范围允许尖端接收器和风力涡轮机叶片的最靠近侧接收器之间的距离优化。