[发明专利]用于碳拉挤叶片的雷电防护系统以及碳拉挤叶片

说明书

本发明涉及用于碳拉挤叶片的雷电防护系统以及碳拉挤叶片。本发明涉及用于碳拉挤叶片的雷电防护系统，其包括碳拉挤层的堆叠，该堆叠至少具有底层（10）和顶层（30），每一层（10、30）具有第一端（10a、30a）和第二端（10b、30b）；堆叠限定尖端区（T）、根部区（R）和中间区（M）；至少一个避雷器（40），其沿所述堆叠从尖端区（T）延伸到根部区（R）；以及多个电连接（50），其将层的所述堆叠与所述避雷器（40）连接，每一层（10、30）的每一端（10a、30a、10b、30b）通过所述电连接（50）中的一个与避雷器（40）电连接；以及将顶层（30）的端（30a、30b）中的一个与避雷器（40）连接的每个电连接（50）与底层（10）电连接。本发明还涉及碳拉挤叶片。

技术领域

本发明涉及一种用于碳拉挤叶片的雷电防护系统以及包括所述雷电防护系统的碳拉挤叶片。

背景技术

由于碳纤维层的导电性，风力涡轮机转子叶片的碳纤维增强翼梁帽需要雷电防护系统。众所周知，在这种翼梁帽和邻近翼梁帽延伸的避雷器之间使用等电位联结元件，以避免翼梁帽的碳纤维层之间产生可能对转子叶片造成损坏的电弧。

使用碳拉挤板来生产风力涡轮机转子叶片的翼梁帽的层，这也是众所周知的。碳拉挤板是使用拉挤方法来生产的。板是由碳纤维形成的，这些碳纤维被精确地定向在纵向方向上，具有特别高的纤维体积含量。碳拉挤板的使用使得可能生产在强度方面优越的翼梁帽，从而允许制造更长的转子叶片。然而，碳拉挤板是一种材料，其中，板的表面包含一薄层绝缘体，这避免了板之间良好的电接触。因此，从电的角度来看，由碳拉挤板的层形成的翼梁帽可以表示为具有不同的长度并且在相邻层之间具有差的电绝缘的许多平行导体。因此，具有碳拉挤层的风力涡轮机转子叶片需要改进的雷电防护系统，以减少碳拉挤层之间的电弧。

EP3330528A1示出了一种用于碳拉挤叶片的雷电防护系统，该雷电防护系统包括碳拉挤层的堆叠，该堆叠具有底层18和顶层30，每一层都具有第一端16a和第二端16b；碳拉挤层的堆叠限定尖端区、根部区和设置在尖端区和根部区之间的中间区；至少一个避雷器32，该避雷器32沿碳拉挤层的所述堆叠从尖端区延伸到根部区；以及等电位联结元件22和24，这些等电位联结元件将碳拉挤层的所述堆叠与所述避雷器32电连接。

具体地，EP3330528A1示出了碳拉挤层的堆叠，该堆叠包括第一底层18、第二层20、第三层26、第四层28和顶层30。等电位联结元件包括碳纤维材料的第一片22，该第一片22在碳拉挤层的堆叠的整个长度上延伸。第一片22在避雷器32的整个长度上连接，并且紧靠碳拉挤层的堆叠的底层18的第一端16a和第二端16b平放。等电位联结元件可以包括碳纤维材料的第二片24，该第二片24也连接到避雷器32。在第一实施例中，第二片24被细分为第一部分24a和第二部分24b，它们之间有间隙。第一部分24a紧靠叶片根部侧的底层18、第二层20和第三层26的第一端16a搁置，并且第二部分24b紧靠叶片尖端侧的底层18、第二层20和第三层26的第二端16b搁置，而第四层28和顶层30没有被覆盖。在第二实施例中，第二片24在层的堆叠的整个长度上延伸，从而紧靠层的所有叶片根部侧端和叶片尖端侧端搁置，并且也搁置在顶层30上。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于碳拉挤叶片的雷电防护系统以及碳拉挤叶片，如权利要求中所定义的。

本发明的第一方面涉及一种雷电防护系统，该雷电防护系统包括：

• 碳拉挤层的堆叠，所述堆叠至少具有底层和顶层，每一层具有第一端和第二端；碳拉挤层的堆叠限定尖端区、根部区和设置在尖端区和根部区之间的中间区；

• 至少一个避雷器，该避雷器沿碳拉挤层的所述堆叠从尖端区延伸到根部区；以及

• 等电位联结元件，该等电位联结元件将碳拉挤层的所述堆叠与所述避雷器电连接；其中

所述等电位联结元件包括多个电连接；

每个碳拉挤层的每一端都通过所述电连接中的一个与避雷器电连接；以及