用于风力发电机组叶片的雷电拦截系统的制作方法

本技术涉及雷电防护，具体为一种用于风力发电机组叶片的雷电拦截系统。

背景技术：

1、风力发电机组的风电叶片作为风力发电机组的重要组件，在旋转过程中，风电叶尖位于机组的最高位置，在雷雨天气中，风电叶片处于潮湿多雷暴天气的环境，风电叶片遭受雷击的概率大大增加，尤其的叶片尖部，雷电击中会引起风电机组设备的损坏或故障，因此进行雷电拦截有助于减少维修和替换成本，而且受到雷电击中机组时，需要进行维修，这将导致停机时间，通过拦截雷电，可以降低停机时间，提高风力发电机的可用性和产能。

2、现有技术中，叶片的雷电拦截方式主要是通过在风力发电机组叶片的顶部安装避雷针，或其他引雷设备，以吸引雷电击中，然后将其通过避雷系统分散到地下，远离关键设备，如公开号为cn 114753979 b提供的一种风力发电机组叶片雷击防护系统，其通过在叶片壳体尖部区域铺设金属网，将雷电拦截在叶片表面，大大增加雷击接闪面积，但是此类结构仅仅能够起到引雷的作用，无法根据需要检测出雷暴中的电荷变化，从而中断雷电通道的形成，并且在引雷的过程中，避雷系统的接地点的电阻十分重要，现有技术中也无法实时监测接地点的情况。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种用于风力发电机组叶片的雷电拦截系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种用于风力发电机组叶片的雷电拦截系统，包括：

4、避雷针模块，所述避雷针模块包括两个相互独立，且平行设置的第一避雷针和第二避雷针；

5、接地模块，所述接地模块包括架空地线和至少两个接地线，接地线一端和架空地线电性连接，另一端和接地网电性连接，第一避雷针和架空地线电性连接；

6、现场控制模块，所述现场控制模块包括和第二避雷针电性连接的接地接触器和拦截接触器，所述接地接触器另一端架空地线电性连接，所述拦截接触器的另一端和升压变压器的输出端电性连接，升压变压器的输入端和直流电源电性连接，接地接触器和拦截接触器的控制端和控制器电性连接，控制器用控制接地接触器和拦截接触器动作；

7、大气电场仪，所述大气电场仪和后台服务器电性连接，用于对空气中大气电场强度的大小进行实时监测，并将监测数据上传至后台服务器；

8、后台服务器，所述后台服务器和现场控制模块进行通信连接，用于向控制器下发控制指令。

9、在其中一个实施例中，所述第一避雷针和第二避雷针平行固定在绝缘架上，第一避雷针和第二避雷针侧面上分别固定有一个放电板，两个放电板相对设置。

10、在其中一个实施例中，所述直流电源包括直流母线，所述直流母线和升压变压器的输入端电性连接，所述直流母线上电性连接有不间断电源的直流输出端，不间断电源的交流输入端和直流输入端分别和交流母线和蓄电池电性连接。

11、在其中一个实施例中，所述大气电场仪包括金属棒，所述金属棒的一端和架空地线电性连接，所述金属棒和架空地线之间的连接线路上套有罗氏线圈，用于金属棒和架空地线之间的电流强度，所述罗氏线圈和波形放大单元，用于放大罗氏线圈所测量的电流数据，所述波形放大单元和模数转换模块电性连接，所述模数转换模块和分析模块电性连接，用于将测量的电流数据转化为数字量并上传至分析模块，所述分析模块通过第二通信模块和后台服务器进行通信，用于将测量的电流数据发送至后台服务器。

12、在其中一个实施例中，所述控制器的通信端口和第一通信模块电性连接，用于接收后台服务器所下发的控制指令。

13、在其中一个实施例中，每个接地线分别连接一个独立的接地网，每个接地线上套有一个接地电阻监测仪，所述接地电阻监测仪和第三通信模块电性连接，用于测量接地线的接地电阻并通过第三通信模块上传至后台服务器。

14、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

15、本实用新型通过控制接地接触器、拦截接触器的状态改变第一避雷针、第二避雷针的工作状态，当接地接触器闭合、拦截接触器断开时，第二避雷针和架空地线电性连接，此时第一避雷针和第二避雷针起到引雷的效果，当接地接触器断开、拦截接触器闭合时，此时第一避雷针和第二避雷针起到两个放电基板的效果，直流电源提供电源，升压变压器进行升压提高第二避雷针的电势，在第一避雷针和第二避雷针之间形成电弧，释放带电颗粒到附近空气中，改变空气的电导率，影响雷电放电路径，起到拦截雷电的效果，通过大气电场仪能够测量大气中的电荷分布，可以得到大气电场的强度，从而预测雷暴的发展趋势和闪电的可能位置，便于控制接地接触器和拦截接触器的工作。

技术特征：

1.一种用于风力发电机组叶片的雷电拦截系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机组叶片的雷电拦截系统，其特征在于：所述第一避雷针(11)和第二避雷针(12)平行固定在绝缘架(14)上，第一避雷针(11)和第二避雷针(12)侧面上分别固定有一个放电板(13)，两个放电板(13)相对设置。

3.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机组叶片的雷电拦截系统，其特征在于：所述直流电源(34)包括直流母线，所述直流母线和升压变压器(33)的输入端电性连接，所述直流母线上电性连接有不间断电源的直流输出端，不间断电源的交流输入端和直流输入端分别和交流母线和蓄电池电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机组叶片的雷电拦截系统，其特征在于：所述大气电场仪(40)包括金属棒(41)，所述金属棒(41)的一端和架空地线(21)电性连接，所述金属棒(41)和架空地线(21)之间的连接线路上套有罗氏线圈(42)，用于金属棒(41)和架空地线(21)之间的电流强度，所述罗氏线圈(42)和波形放大单元(43)，用于放大罗氏线圈(42)所测量的电流数据，所述波形放大单元(43)和模数转换模块(44)电性连接，所述模数转换模块(44)和分析模块(45)电性连接，用于将测量的电流数据转化为数字量并上传至分析模块(45)，所述分析模块(45)通过第二通信模块(46)和后台服务器(50)进行通信，用于将测量的电流数据发送至后台服务器(50)。

5.根据权利要求4所述的一种用于风力发电机组叶片的雷电拦截系统，其特征在于：所述控制器(35)的通信端口和第一通信模块(36)电性连接，用于接收后台服务器(50)所下发的控制指令。

6.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机组叶片的雷电拦截系统，其特征在于：每个接地线(22)分别连接一个独立的接地网，每个接地线(22)上套有一个接地电阻监测仪(23)，所述接地电阻监测仪(23)和第三通信模块(24)电性连接，用于测量接地线(22)的接地电阻并通过第三通信模块(24)上传至后台服务器(50)。

技术总结本技术提供一种用于风力发电机组叶片的雷电拦截系统，包括避雷针模块、接地模块、现场控制模块、大气电场仪和后台服务器，本技术通过控制接地接触器、拦截接触器的状态改变第一避雷针、第二避雷针的工作状态，当接地接触器闭合、拦截接触器断开时，第二避雷针和架空地线电性连接，此时第一避雷针和第二避雷针起到引雷的效果，当接地接触器断开、拦截接触器闭合时，此时第一避雷针和第二避雷针起到两个放电极板的效果，升压变压器进行升压提高第二避雷针的电势，在第一避雷针和第二避雷针之间形成电弧，释放带电颗粒到附近空气中，起到拦截雷电的效果，通过大气电场仪能够测量大气中的电荷分布，可以得到大气电场的强度。技术研发人员：郎泽萌,赵海亮,李琦,李晶,蒋成伟,杨帆,姜大鹏受保护的技术使用者：中广核新能源安徽有限公司技术研发日：20231016技术公布日：2024/6/18