CN105793564B - 闪电电流传输***和使用闪电电流传输***的风轮机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适于在风轮机(W)中使用的闪电电流传输***(100)，所述风轮机(W)具有相对于机舱(30)中的发电机以可旋转的方式被支撑的轮毂(20)并具有以可枢转的方式与所述轮毂连接的多个叶片(10)，其中所述轮毂(20)由整流罩(20A)覆盖。所述闪电电流传输***(100)包括：能安装到所述叶片(10)的根部的叶片带(10A)；能安装到所述整流罩(20A)且面对所述机舱(30)的闪电环(80)；能安装到所述整流罩(20A)且适于提供自所述叶片带(10A)的闪电电流传输的第一接触装置(70)；用于将所述第一接触装置(70)与所述闪电环(80)连接的连接装置(75)；以及能安装到所述机舱(30)且适于提供自所述闪电环(80)至地面的闪电电流传输的第二接触装置(30B)。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于在风轮机中使用的闪电电流传输***，所述风轮机具有相对于所述风轮机的机舱中的发电机以可旋转的方式被支撑的轮毂并具有以可枢转的方式与所述轮毂连接的多个叶片。本发明还涉及一种实施所述闪电电流传输***的风轮机。
背景技术
由于其大小，风轮机容易受到雷击。风轮机的高度超出周围的树木和建筑物很多，以便将风能有效地转换为电能。如果闪电击中风轮机叶片的梢部，则电流以不受控制的方式流过叶片、叶片轴承、轮毂、轮毂轴承、发电机轴、发电机和塔架，流入地面。由于电流值高，有很高的风险，即轴承和发电机因高电压和流过轴承和发电机的电流而受损。因此，已经作出努力通过在敏感区周围提供阻抗较低的电流路径来避免损坏风轮机中的发电机和发电机轴轴承。
例如，JP 05/060053A建议了一种闪电防护***，该闪电防护***经由滑环装置将来自轮毂的闪电能量引导到机舱，以避免闪电放电路径经过轴的轴承和发电机。该滑环装置由盘组成，所述盘安装在轮毂处并与轮毂一起旋转。安装在机舱处的碳刷在轮毂和机舱之间建立起导电路径。
然而，该方案的缺点是它不考虑以下情况：在现代风轮机中，叶片经由轴承以可枢转的方式连接到轮毂，以便允许叶片变桨控制。这些轴承还可能因高电流流动而受损。
因此，已经作出努力来提供叶片根部和机舱之间短的低阻抗连接。
在公开了闪电电流传输单元的国际专利申请WO 2005/050008A1中示出了该问题的方案，该闪电电流传输单元能共同地用于各种各样的风轮机类型。这些风轮机使用闪电电流传输单元(LCTU)，LCTU提供自叶片根部处的叶片带至机舱闪电环的闪电电流传输。轮毂与机舱相比相对较小，使得叶片带和机舱闪电环可以彼此对置地定位。该情形图示在图1和图2中。图1示出了具有机舱3的风轮机W，容纳发电机(未示出)的机舱3安置在风轮机塔架4上。由轮毂2支撑的叶片1经由发电机轴与机舱3中的风轮机发电机连接。在叶片1内，叶片闪电防护***5设置成引下线的形式，用厚的导电电缆将闪电电能经过叶片引导到叶片1的根部。在那里，闪电电流经由轮毂2、机舱3和塔架4传输到地面G中。
图2A和图2B示出了图1中的包围部分I的更详细视图。在图2A中，附图标记1表示叶片，附图标记2表示轮毂，附图标记2A表示整流罩(轮毂的盖/外壳)，附图标记3表示机舱，附图标记3A表示机舱的前板，并且附图标记6表示将轮毂2与机舱3中的发电机(未示出)连接的发电机轴。闪电电流传输单元包括叶片带1A，叶片带1A安装在叶片1的根部处并与叶片闪电防护***5的电缆连接。而且，LCTU包括安装在机舱前板3A处的闪电环3B。轮毂2与机舱3相比相对较小，使得叶片带1A和机舱闪电环3B彼此面对地定位。也就是说，轮毂2的直径D1小于机舱3的直径D2，使得叶片带1A可以在机舱周界尺寸D2内侧旋转。该尺寸关系允许紧凑型连接装置7的定位，该连接装置7能将围绕叶片轴线9旋转的叶片带1A与围绕轮毂轴线8相对于连接装置7旋转的机舱闪电环3B电连接。轮毂2和连接装置7共同由被称为整流罩2A的玻璃纤维盖封闭。
图2A的连接装置7包括支架7D，两个玻璃纤维轮廓7B和7C的一端安装到支架7D。接触元件7A和7F分别安装在玻璃纤维轮廓7B和7C的另一端处。电缆7E连接接触元件7A和7F。应指出的是，出于图示的目的，图2A示出了接触元件7A/7F分别与叶片带1A和闪电环3B之间的小间隙。在操作中，这些接触是滑动接触。玻璃纤维轮廓7B和7C的弯曲力推动接触元件7A和7F抵着叶片带1A和闪电环3B，以确保叶片1和机舱3之间的低阻抗连接，即使接触元件7F围绕轴线8相对于闪电环3B旋转且叶片带1A围绕轴线9相对于接触元件7A旋转亦如此。当闪电击中叶片1时，闪电电流经由叶片闪电防护***的电缆5被引导到叶片带1A，经由接触元件7A、连接电缆7E、接触元件7F被引导到闪电环3B，闪电环3B安装到经由电缆3D与地面G接地的机舱前板3A。
在图3中给出了连接装置7的详细视图，图3再次示出了安装支架7D、玻璃纤维轮廓7C和7B、接触元件7A和7F以及电连接接触元件7A和7F的电缆7E。由于弹性和预紧，接触元件7A和7F被迫抵着叶片带和闪电环，以建立叶片带1A和闪电环3B之间的低阻抗点。
图2B示出了图2A沿着轴线8的正视图，并且图示了就三个叶片1来说连接装置7的布置。每个叶片1均设置有叶片带1A，并且每个叶片带均与相应的连接装置7接触，使得三个连接装置为必要的。每个连接装置7还与图2B中以虚线图示的闪电环3B接触。闪电环3B的轮廓位于整流罩2A的周界内。
在图4中示出了轮毂2和整流罩2A的简化三维图。整流罩2A具有四个开口，其中开口2A-1、2A-2和2A-3旨在馈送通过三个叶片，并且第四开口2A-4用于允许轮毂2与发电机轴6的连接。轮毂2包括四个凸缘2-1、2-2、2-3和2-4，其中凸缘2-1、2-2和2-3旨在安装相应的叶片，并且凸缘2-4旨在安装发电机轴。附图标记7-1、7-2和7-3象征图3图示的三个连接装置。整流罩开口2A-4大于其它开口，以便允许经由开口2A-4在机舱处将连接装置7-1、7-2和7-3与闪电环连接。图4图示了三个连接装置7-1、7-2和7-3，每个叶片1用一个连接装置。
近年来，对具有变桨可控叶片的更大型风轮机有不断增长的需求，这导致更大的轮毂，使得最后，叶片带在机舱周界的外侧旋转。这有两个后果。首先，接触元件7不再可能为V形，因为不能将叶片带1A放置成与闪电环3B相对。其次，这还导致连接电缆的长度增加，导致阻抗更高。其后果在于，闪电防护***到敏感部件(比如轴承和发电机)的距离不得不增加，以便避免放电到轴承和发电机中。
因此，本发明的目的是提供一种用于大型风轮机的闪电电流传输***，其可以使用小型风轮机的闪电电流传输***的大多数部件，并且能现场维护。
发明内容
该目的通过一种如第一方面所述的闪电电流传输***来实现。
更特别地，该目的通过一种适用于风轮机中的闪电电流传输***来实现，所述风轮机具有相对于机舱中的发电机以可旋转的方式支撑的轮毂并具有以可枢转的方式与所述轮毂连接的多个叶片，其中所述轮毂由整流罩覆盖。所述闪电电流传输***包括：叶片带，所述叶片带能安装到所述叶片的根部；闪电环，所述闪电环能安装到面对所述机舱的所述整流罩；第一接触装置，所述第一接触装置能安装到所述整流罩且适于提供自所述叶片带的闪电电流传输；用于将所述接触装置与所述闪电环连接的连接装置；以及第二接触装置，所述第二接触装置能安装到所述机舱且适于提供自所述闪电环到地面的闪电电流传输。
该布置的优点在于，所述闪电电流传输***可以用于具有大型轮毂的大型风轮机，其中所述叶片带在机舱周界的外侧旋转。而且，该闪电电流传输***可以设计成使得在新的组装中可以针对大型风轮机使用并实施小型风轮机的所述闪电电流传输***的许多部件。本发明的所述闪电电流传输***基本上将如参照图3描述的现有技术的一体连接装置分为两个分离的接触装置，还允许增加到敏感部件(比如轴承和发电机部件)的相对距离(分开距离)。另一优点在于，所述闪电环可以安装到所述整流罩并且所述第二接触装置能安装到所述机舱，这意味着多个第二接触装置可以在机舱侧使用，使得闪电电流可以分布在若干接触点上，这减小了一次接触的电流大小，使得还可以减少磨损。这与根据图2至图4的现有技术比较还为机舱侧闪电电流传输***增加冗余和安全。在闪电击中风轮机的情况下，利用根据现有技术的闪电电流传输***，电流仅流过一个接触点而进入所述机舱，并且因此增加现有技术的闪电电流传输***中的所述接触装置的负载和磨损。
在一个实施方式中，所述叶片带和所述第一接触装置被配置成安装在所述整流罩的外侧，并且用于将所述第一接触装置与所述闪电环连接的所述连接装置被配置成安装在所述整流罩的内侧。
一方面，该配置允许所述第一接触装置/连接装置与轴承或其它敏感部件之间的相对距离(分开距离)更大。另一方面，所述第一接触装置和所述闪电环之间的连接电缆(连接装置)可以做的更短，以减少这些点之间的阻抗。
在另一实施方式中，所述闪电电流传输***的所述第一接触装置包括能安装到所述整流罩的第一安装元件、安装到所述第一安装元件的第一弹性不导电轮廓以及安装在所述第一弹性不导电轮廓处的第一接触元件，其中所述第一接触装置被配置成使得所述第一接触元件面对所述叶片带，并且所述第一弹性不导电轮廓推动所述第一接触元件抵着所述叶片带。
该实施方式的优点在于，成熟的已存在的闪电电流传输***(比如在图2A和图3中图示)的所述第一接触元件和所述第一弹性不导电轮廓可以被重新使用。因为所述第一安装元件安装在所述整流罩的外侧，所以所述第一安装元件被设计为用作支架(用于所述第一弹性不导电轮廓的夹具)和盖(保护所述第一接触装置免受环境的影响)的组合。
根据另一实施方式，所述第一接触元件包括导电杆和滑动元件，其中所述导电杆延伸穿过所述滑动元件的孔，使得所述导电杆的端面和所述滑动元件的表面共同地形成用于滑动接触所述叶片带的接触区。由此，可以用较小的摩擦力建立与所述叶片带的电接触。而且，建立的闪电电流传输单元的接触元件可以在本发明中实施，节约制造成本。
为了减少所述滑动接触的摩擦力，所述滑动元件可设置有斜切边缘。这还在结冰发生时提高冰的滑动能力。所述滑动元件的滑动区可具有六边形形状，六边形的一个边缘在所述滑动元件的移动方向上，以减少滑动方向上的摩擦(特别是在叶片带表面被污染的情况下)。
为了减少所述滑动元件的摩擦和磨损，所述滑动元件可由石墨填充酰胺纤维制成。
在一个实施方式中，所述第二接触装置包括：第二安装元件，所述第二安装元件的一端能安装到所述机舱的前板，使得所述第二安装元件从那突出；第二弹性不导电轮廓，所述第二弹性不导电轮廓的一端安装到所述第二安装元件的另一端；延伸支架，所述延伸支架安装在所述第二弹性不导电轮廓处；以及第二接触元件，所述第二接触元件安装在所述延伸支架处，其中所述第二接触装置被配置成使得所述接触元件可延伸穿过机舱前盖中的孔，以面对安装在所述整流罩处的所述闪电环，并且所述第二弹性不导电轮廓推动所述第二接触元件抵着所述闪电环。
在该实施方式中，可以使用现有成熟的闪电电流传输单元的所述第二接触装置、所述弹性不导电轮廓和所述第二接触元件。而且，所述第一弹性不导电轮廓可具有与所述第二弹性不导电轮廓相同的结构，并且所述第一接触元件可具有与所述第二接触元件相同的结构，使得一方面相应元件是可互换的并且还可以用于比如图2A和图3中图示的旧式的成熟闪电电流传输***。而且，所述第二接触装置的结构被配置成安装在机舱盖的内侧，使得所述第二接触元件可以突出穿过所述机舱前盖中的小孔，以在所述整流罩处建立与所述闪电环的电接触。而且，预紧的第二弹性不导电轮廓的弯曲力确保所述接触元件压靠所述闪电环，以建立低阻抗接触。
为了增加冗余并降低每次第二接触的闪电电流，在机舱中使用至少两个第二接触装置，并且更优选地使用四个第二接触装置。
在一个实施方式中，所述第一安装元件包括用作所述第一弹性不导电轮廓的紧固支架的玻璃纤维托架，并包括用于保护所述第一接触元件的盖。因为所述第一接触装置安装在所述整流罩的外侧，所述接触元件暴露于环境影响。构建所述第一接触装置允许保护所述接触元件免受环境条件的影响。
在另一实施方式中，所述第二安装元件是桥接机械坚固的机舱前板和所述机舱前盖之间的距离的不锈钢支架。由此，所述支架还可以用作维修人员的踏板。
在另一实施方式中，所述第一弹性不导电轮廓和第二弹性不导电轮廓是玻璃纤维轮廓。玻璃纤维是非常坚固的弹性且不导电的材料，可以提供并传递弯曲力以在一侧的接触元件与另一侧的叶片带和/或闪电环之间建立安全的电接触。
在本发明的另一方面中，提供了一种风轮机，所述风轮机包括相对于机舱中的发电机以可旋转的方式支撑的轮毂、以可枢转的方式与所述轮毂连接的多个叶片以及如上所述用于将闪电电流从所述叶片传输到所述机舱的闪电电流传输***。
在本发明的一个实施方式中，所述机舱包括位于机舱前板盖中的检查舱盖，用于检查所述闪电环。由此，可以提供现场维修。
附图说明
在下文中，本发明的实施方式、实例、优点和实施将借助附图更详细地说明。应注意的是，所有描述的和/或图示的特征单独或任意组合基本上是本发明的主题，独立于权利要求书的概述或权利要求书的引用。另外，权利要求的内容应视为此描述的一部分。在图中示出：
图1是风轮机的示意图；
图2A是根据现有技术的图1的区域I的放大视图；
图2B是图2A的正视图；
图3是根据现有技术的闪电电流传输***的连接部分；
图4是根据现有技术的轮毂和整流罩的示意性三维视图；
图5是根据本发明安装在机舱和整流罩处的闪电电流传输***的示意图；
图6是根据本发明隔离的闪电电流传输单元的三维视图；
图7是根据本发明的第二接触装置的三维视图；以及
图8是本发明的第一接触装置的三维视图。
具体实施方式
本发明是为了提供一种可以用于比先前的风轮机构造大的风轮机的闪电电流传输***。在这样的更大型风轮机中，叶片和轮毂的大小增加，使得闪电电流传输单元的负责从叶片根部收集闪电电流的部分超出机舱周界与轮毂一起旋转。而且，本发明是为了允许至少部分地使用根据现有技术的闪电电流传输单元。而且，本发明的闪电电流传输单元的所有部件应该是能现场互换的，并且还应该减少由于闪电电流引起的磨损。
图5给出了根据本发明的闪电电流传输***的概述。在图5中，附图标记20表示轮毂，附图标记10表示叶片，附图标记60表示将轮毂20与机舱30内的发电机(未示出)连接的轴，并且附图标记20A表示整流罩(轮毂20的空气动力学外壳)。图5图示的是，轮毂20与轴60直接连接，轴60又可与发电机直接连接，以实施直接驱动***。然而，本发明并不限于这样的配置。还可以将变速箱插置于轮毂和发电机之间，以将轮毂的低速旋转运动转换为驱动发电机的高速轴的高速旋转运动。变速箱可直接安装到轮毂，或者可插置于轮毂的低速轴和发电机的高速轴之间。因此，更一般而言，轮毂相对于发电机以可旋转的方式被支撑。
闪电电流传输***包括叶片带10A、闪电环80、叶片部分接触装置70(还被称为第一接触装置70)和机舱侧接触装置30B(还被称为第二接触装置30B)。叶片部分接触装置70包括叶片部分滑动接触元件70B(还被称为第一接触元件70B)、不导电弹性玻璃纤维臂70C(还被称为第一不导电弹性玻璃纤维轮廓70C)和第一安装元件70A，第一安装元件70A将玻璃纤维轮廓70C固定到整流罩20A并且同时保护安装在玻璃纤维臂70C处的滑动接触元件70B免受环境影响。整流罩20A内侧的电连接件75将滑动接触元件70B与安装在整流罩20A背面处的闪电环80连接，以面对机舱接触装置30B(第二接触装置30B)的滑动接触元件(还被称为第二接触元件)。旋转轴线8和9指示整流罩/轮毂和叶片的与图2A中的描述相同的旋转功能。
总之，相同的附图标记表示图中相同的技术特征，并且个别附图标记的省略描述可在先前附图的描述中找到。而且，图中的尺寸和比例仅具有图示特性，并非旨在反映比例模型。进一步指出的是，出于图示目的，图5示出了接触元件70B/30B分别与叶片带10A和闪电环80之间的小间隙。在操作中，这些接触元件是滑动接触元件，并且间隙不可见。
应指出的是，根据该说明书的闪电电流传输***被示范性地图示为提供低阻抗连接的滑动接触元件的形式。从而，术语“低阻抗”旨在描述低于另选闪电电流传输路径的闪电电流传输路径的阻抗，使得可以控制闪电电流传输。在本发明的具体实施方式中，所述低阻抗连接由滑动接触元件提供。然而，本发明并不限于滑动接触元件。而且，低阻抗接触元件还可实施为火花隙，即叶片带10A和第一接触元件之间的电连接可以是火花隙，和/或闪电环80和第二接触装置30B之间的电连接可以是火花隙，而非滑动接触元件。综上所述，用于闪电电流传输的接触元件应与低能量(低电压)电接触元件区分。由于闪电的电压较高，用于闪电电流传输的所述接触元件对于超过几千伏的电位差应是导电的。尽管如此，一些实施方式还使用在低电压(电位差)下导电的接触元件。
所述接触元件的另一隐含要求在于，其材料可以经受高达几十万安培的很高的电流流动。
机舱侧接触装置30B安装到机舱30的前板30A。
如果闪电击中叶片10，则闪电电流经由叶片10内的电缆被引导到叶片带10A。弹性玻璃纤维臂70C按压滑动接触元件70B抵着叶片带10A，以确保即使叶片10围绕轴线9枢转/变桨也处于导电连接。闪电电流进一步经由电缆75被引导到闪电环80，闪电环80安装在整流罩20A的机舱侧。机舱接触装置30B还包括将闪电电流从闪电环80引导到机舱30的接地前板30A的滑动接触元件。闪电电流经由叶片的电缆、整流罩和机舱到达地面的路线固有地包括沿着电缆的电压降。风轮机越大，电流从期望的电流路径跳线到不期望的结构元件并继续经过轴和主轴承的风险越大。为了防止电流从期望的电流路径跳线到不期望的结构元件，这些结构元件需要保持最小相对距离。风轮机越大，这些相对距离应越大。叶片侧接触装置70位于在整流罩外侧增加了相对距离，使得可以满足需要的相对距离。
图6示出了根据本发明的隔离的闪电电流传输***100。图6示出了经由闪电环支架81安装到整流罩(图6中未示出)的闪电环80。闪电环80可由与闪电环支架81固定在一起的若干不锈钢区段构成。图6示出10个闪电环区段和10个闪电环支架81。然而，该数量仅出于图示目的而使用。可以少于10个不锈钢区段，还可以多于10个不锈钢区段。优选地，使用12个不锈钢区段，这导致可管理区段的大小，例如，闪电环区段由于磨损而不得不更换时可以轻松地应对从机舱进行现场维修。
图6还示出了不锈钢板的叶片带10A，例如，具有4000×80×3mm的大小。不锈钢板可栓接以及胶接到每个叶片上。附接孔定位在叶片带10A的每端处。另两个孔可定位在叶片带的中间区域中，以便将板装配到叶片。中间孔还用作在每个叶片内侧延伸的电流传输电缆的附接点。鉴于两个接触点可实施在叶片带10A中，如果叶片变桨角度造成第一安装元件70A中的接触元件定位在这两个中间孔之间，则闪电电流被划分。划分电流会减少所需要的相对距离并且还减少叶片带10A的磨损。
而且，图6示出了与闪电环80滑动接触的四个机舱接触装置30B(第二接触装置30B)。复合托架70A内侧的叶片侧接触元件经由电缆75与闪电环80连接。
机舱侧接触装置30B(第二接触装置30B)更详细地示出在图7中。图7示出了支架30B-1、玻璃纤维轮廓30B-2、延伸支架30B-3和接触元件30B-5，接触元件30B-5旨在与经由支架81安装到整流罩的闪电环80滑动接触。接触元件30B-5被接地到电缆30B-4，电缆30B-4被接地到机舱主结构。
支架30B-1将玻璃纤维轮廓30B-2固定到机舱前板，并且桥接接地的机舱前板和机舱前盖(未图示)之间的距离。玻璃纤维轮廓30B-2的一端固定到支架30B-1，并且延伸支架30B-3安装在玻璃纤维轮廓30B-2的另一端处，延伸支架30B-3桥接经由机舱前盖(未示出)到闪电环80的一定距离。接触元件30B-5安装到延伸支架30B-3，使之在闪电环80前方位于机舱外侧。机舱侧接触装置30B被配置成使得玻璃纤维轮廓30B-2可以设置有预紧，使得接触元件30B-5压靠闪电环80。
接触元件30B-5可依据国际专利申请WO 2005/05008(例如其图8中图示)进行设计。接触元件30B-5基本上可包括延伸穿过滑动垫的接触杆。所述杆优选地与旋转的闪电环80建立电接触，并且包围杆的所述垫确保接触表面上的低摩擦滑动。接触杆可通过将螺栓旋拧到接触杆背面的螺纹孔中而固定到延伸支架30B-3。在该描述中，对于接触杆和滑动垫的组合，统称为接触元件。机舱侧接触元件30B-5(第二接触元件30B-5)和整流罩侧接触元件70B(第一接触元件70B，参见图5或8)可具有相同或不同的结构。例如，示出根据现有技术的闪电电流传输单元的图3示出了两个不同形状的接触元件。与叶片带1A接触的接触元件7A为圆盘。与闪电环3B接触的接触元件7F具有六边形结构，该六边形结构具有沿相对移动方向的边缘。同样，图7中的接触元件30B-5可具有盘的形式或六边形的形式。
接触杆可由导电材料制成，诸如铜、铝、青铜、石墨、银或其复合材料。优选地，使用青铜。
所述垫可由低摩擦材料制成，诸如尼龙、乙缩醛、Vesconite或玻璃填充尼龙。优选地，石墨填充酰胺纤维用于滑动垫。为了改进滑动性能和对闪电环80上冰层的适应性，接触元件30B-5可设置有斜切边缘。
图8示出了提供与叶片带10A接触的整流罩侧接触装置70(第一接触装置70)的详细视图。整流罩侧接触装置70包括(第一)安装元件70A，玻璃纤维轮廓70C经由支架71安装到安装元件70A。接触元件70B-1用带螺纹的螺栓70B-2安装到玻璃纤维轮廓70C。电缆75-1与螺栓70B-2电连接，以便与接触元件70B-1建立电连接。电缆75-1与闪电电流传输轮廓75-2电连接，闪电电流传输轮廓75-2将电缆75-1与连接总线75-3电连接。闪电电流传输轮廓75-2用橡胶夹具70A1固定到玻璃纤维托架70。连接总线75-3将闪电电流传输轮廓75-2与安装到机舱前面的整流罩的闪电环80连接。例如，在图5和图6中，对于电缆75-1、闪电电流传输轮廓75-2和连接总线75-3，统称为连接装置75。对于包括接触元件70B-1和螺栓70B-2的叶片侧接触元件，统称为第一接触元件70B(例如参见图5)。第一接触元件70B的结构可与如图7说明的机舱侧接触元件30B-5相同。
第一安装元件玻璃纤维托架70A在每个叶片处固定到整流罩，以借助带螺纹的垫圈70A3支撑与相应叶片带10A的接触。电缆75-1、闪电电流传输轮廓75-2和玻璃纤维轮廓70C的暴露部分可受盖(图8中未示出，图6中指示)的保护，免受环境的影响。第一安装元件玻璃纤维托架70A包括用作安装支架的玻璃纤维托架和保护接触元件的盖。
玻璃纤维托架可为8mm厚，并且充当玻璃纤维轮廓70C的紧固支架。玻璃纤维托架可在4个点处栓接到轮毂盖(整流罩)上。其不导电性使之相对较大地在轮毂盖(整流罩)的较大面积上分布应力。
整个安装元件70C(包括盖的托架)可以通过去除四个轮毂螺栓和提供闪电电流传输轮廓75-2与连接总线75-3连接的附加螺栓而从轮毂外侧拆卸。玻璃纤维轮廓70C设置有预紧，使得接触元件70B-1压靠叶片带10A，以确保变桨叶片和闪电环80之间受控的闪电电流传输，即至少对于超过10,000伏的很高电压的受控的高导电性连接。
结论，本发明是为了提供一种用于更大型风轮机的闪电电流传输***，其中可以重新使用公知技术的各部件，其中各部件的闪电磨损得以减少并且所有部件都是能现场互换的。
Claims (17)
1.一种适于在风轮机(W)中使用的闪电电流传输***(100)，所述风轮机(W)具有相对于机舱(30)中的发电机以可旋转的方式被支撑的轮毂(20)并具有以可枢转的方式与所述轮毂(20)连接的多个叶片(10)，其中所述轮毂(20)由整流罩(20A)覆盖，所述闪电电流传输***(100)包括：
叶片带(10A)，所述叶片带(10A)能安装到所述叶片(10)的根部；
闪电环(80)，所述闪电环(80)能安装到所述整流罩(20A)且面对所述机舱(30)；
第一接触装置(70)，所述第一接触装置(70)能安装到所述整流罩(20A)且适于提供自所述叶片带(10A)的闪电电流传输；
用于将所述第一接触装置(70)与所述闪电环(80)连接的连接装置(75)；以及
第二接触装置(30B)，所述第二接触装置(30B)能安装到所述机舱(30)且适于提供自所述闪电环(80)的闪电电流传输；
其中，所述闪电电流传输***(100)能用于风轮机(W)，其中所述轮毂(20)具有径向延伸(D1)，使得所述叶片带(10A)在所述机舱(30)的周界外侧旋转。
2.根据权利要求1所述的闪电电流传输***(100)，其中：
所述叶片带(10A)和所述第一接触装置(70)被配置成安装在所述整流罩(20A)的外侧；并且
所述连接装置(75)被配置成安装在所述整流罩(20A)的内侧。
3.根据权利要求1所述的闪电电流传输***(100)，其中，所述第一接触装置(70)包括：
第一安装元件(70A)，所述第一安装元件(70A)能安装到所述整流罩(20A)；
第一弹性不导电轮廓(70C)，所述第一弹性不导电轮廓(70C)安装到所述第一安装元件(70A)；以及
第一接触元件(70B)，所述第一接触元件(70B)安装在所述第一弹性不导电轮廓(70C)处；
其中，所述第一接触装置(70)被配置成使得所述第一接触元件(70B)面对所述叶片带(10A)，并且所述第一弹性不导电轮廓(70C)推动所述第一接触元件(70B)抵着所述叶片带(10A)。
4.根据权利要求3所述的闪电电流传输***(100)，其中，所述第一接触元件(70B)包括：
导电杆；以及
滑动元件(70B-1)，
其中，所述导电杆延伸穿过所述滑动元件的孔，使得所述导电杆的端面和所述滑动元件的表面共同形成用于滑动接触所述叶片带(10A)的接触区。
5.根据权利要求4所述的闪电电流传输***(100)，其中，所述滑动元件(70B-1)具有斜切边缘。
6.根据权利要求4所述的闪电电流传输***(100)，其中，所述滑动元件(70B-1)由石墨填充酰胺纤维制成。
7.根据权利要求1所述的闪电电流传输***(100)，其中，所述第二接触装置(30B)包括：
第二安装元件(30B-1)，所述第二安装元件(30B-1)的一端能安装到所述机舱(30)的前板(30A)，从而从那突出；
第二弹性不导电轮廓(30B-2)，所述第二弹性不导电轮廓(30B-2)的一端安装到所述第二安装元件(30B-1)的另一端；
第二接触元件，所述第二接触元件安装在所述第二弹性不导电轮廓(30B-1)处，
其中，所述第二接触装置(30B)被配置成使得所述第二接触元件面对所述闪电环(80)，并且所述第二弹性不导电轮廓(30B-2)推动所述第二接触元件抵着所述闪电环(80)。
8.根据权利要求7所述的闪电电流传输***(100)，其中，所述第一接触装置(70)包括：
第一安装元件(70A)，所述第一安装元件(70A)能安装到所述整流罩(20A)；
第一弹性不导电轮廓(70C)，所述第一弹性不导电轮廓(70C)安装到所述第一安装元件(70A)；以及
第一接触元件(70B)，所述第一接触元件(70B)安装在所述第一弹性不导电轮廓(70C)处；
其中，所述第一接触装置(70)被配置成使得所述第一接触元件(70B)面对所述叶片带(10A)，并且所述第一弹性不导电轮廓(70C)推动所述第一接触元件(70B)抵着所述叶片带(10A)，
所述第一弹性不导电轮廓(70C)具有与所述第二弹性不导电轮廓(30B-2)相同的结构，使得这些元件是可互换的。
9.根据权利要求8所述的闪电电流传输***(100)，其中，所述第一接触元件(70B)具有与所述第二接触元件相同的结构，使得这些元件是可互换的。
10.根据权利要求1所述的闪电电流传输***(100)，所述闪电电流传输***(100)包括至少两个第二接触装置(30B)。
11.根据权利要求3至10中的任一项所述的闪电电流传输***(100)，其中，所述第一安装元件(70A)包括：
玻璃纤维托架，所述玻璃纤维托架用作所述第一弹性不导电轮廓(70C)的紧固支架；以及
盖，所述盖用于保护所述第一接触元件(70B)。
12.根据权利要求7所述的闪电电流传输***(100)，其中，所述第二安装元件(30B-1)是不锈钢支架。
13.根据权利要求8所述的闪电电流传输***(100)，其中，所述第一弹性不导电轮廓(70C)和/或所述第二弹性不导电轮廓(30B-2)是玻璃纤维轮廓。
14.根据权利要求10所述的闪电电流传输***(100)，所述闪电电流传输***(100)包括四个第二接触装置(30B)。
15.一种风轮机(W)，所述风轮机(W)包括：
相对于机舱(30)中的发电机以可旋转的方式被支撑的轮毂(20)并包括以可枢转的方式与所述轮毂连接的多个叶片(10)，其中所述轮毂(20)由整流罩(20A)覆盖；以及
根据前述权利要求中的任一项所述的闪电电流传输***(100)，其中
所述叶片带(10A)安装到所述叶片(10)的根部；
所述闪电环(80)安装到所述整流罩(20A)且面对所述机舱(30)；
所述第一接触装置(70)安装到所述整流罩(20A)以提供自所述叶片带(10A)的闪电电流传输；并且
所述第二接触装置(30B)安装到所述机舱(30)以提供自所述闪电环(80)的闪电电流传输；
其中，所述轮毂(20)具有径向延伸(D1)，使得所述叶片带(10A)在所述机舱(30)的周界外侧旋转。
16.根据权利要求15所述的风轮机(W)，其中，所述机舱(30)包括检查舱盖，用于现场检查所述闪电环(80)。
17.根据权利要求15或16所述的风轮机(W)，其中：
所述叶片带(10A)和所述第一接触装置(70)安装在所述整流罩(20A)的外侧；并且
所述连接装置(75)安装在所述整流罩(20A)的内侧。
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