專利名稱：用于風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的雷電保護(hù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力渦輪機(jī)領(lǐng) 域。具體地，本發(fā)明涉及用于風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的雷電保護(hù)系統(tǒng)。進(jìn)一步地，本發(fā)明涉及用于風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙，以及涉及風(fēng)力渦輪機(jī)，它們配備了提到的雷電保護(hù)系統(tǒng)。而且，本發(fā)明涉及一種用于保護(hù)風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙不受雷擊破壞的方法，以及涉及提到的雷電保護(hù)系統(tǒng)的用途。
背景技術(shù)：
已知的提供最大功率輸出為例如2. 3麗或3. 6麗的風(fēng)力渦輪機(jī)包括分別具有機(jī)艙罩蓋的機(jī)艙，機(jī)艙罩蓋通常由鋼制成的機(jī)艙罩蓋。由于鋼是具有高導(dǎo)電率的穩(wěn)定材料，所以罩蓋能夠受到并承受住直接的雷擊。因此，罩蓋形成法拉第籠，其包圍a)相應(yīng)風(fēng)力渦輪機(jī)的系統(tǒng)組件，和b)位于機(jī)艙內(nèi)以便例如執(zhí)行維修任務(wù)的人。新一代的風(fēng)力渦輪機(jī)將配備分別具有機(jī)艙罩蓋的機(jī)艙，機(jī)艙罩蓋由不導(dǎo)電材料制成。具體地，用于新型風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的罩蓋由非金屬材料例如玻璃纖維增強(qiáng)塑料制成。為了對電磁兼容性(EMC)有良好屏蔽，玻璃纖維罩蓋的內(nèi)部可以覆蓋薄的金屬涂層，例如金屬涂料。然而，此涂層通常不能承受或應(yīng)付由雷擊引起的如雷電保護(hù)等級I (參見“Technical Report IEC 614C0-24，，,Turbine generator system,Part 24 ,LightningProtection”)所要求的高達(dá)200kA的峰值電流安培數(shù)的電流。因此,需要額外的下引導(dǎo)體(或稱引下線)將位于風(fēng)力渦輪機(jī)的冷卻器和發(fā)電機(jī)頂上的保護(hù)性避雷針電連接到機(jī)艙的底板。然而，在直接雷擊的情況下，這樣的下引導(dǎo)體不得不將高的雷電電流傳送通過機(jī)艙內(nèi)部。所產(chǎn)生的電磁場可能損害機(jī)艙內(nèi)的電敏感系統(tǒng)組件。因此，通過采用從避雷針到機(jī)艙底板的標(biāo)準(zhǔn)下引導(dǎo)體，不能實現(xiàn)雷電保護(hù)區(qū)II (LPZ2)。可能需要提高對具有非金屬罩蓋的機(jī)艙的雷電保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
此需求可以通過獨立權(quán)利要求所述的主題來實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求描述了本發(fā)明的有利實施例。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的雷電保護(hù)系統(tǒng)，其中所述機(jī)艙包括支撐結(jié)構(gòu)、罩蓋和避雷針。所提供的雷電保護(hù)系統(tǒng)包括a)導(dǎo)體裝置，它包括核心導(dǎo)體，包圍所述核心導(dǎo)體的隔離材料和包圍所述隔離材料的屏蔽結(jié)構(gòu)，b)輸入端口，其連接到所述核心導(dǎo)體的第一端，且其適于連接到所述避雷針，和c)輸出端口，其連接到所述核心導(dǎo)體的第二端，且其適于連接到所述支撐結(jié)構(gòu)。所描述的雷電保護(hù)系統(tǒng)基于如下思想，即通過引入被置于屏蔽結(jié)構(gòu)內(nèi)的特殊的被隔離的導(dǎo)體，由雷擊產(chǎn)生的大電流可通過機(jī)艙的內(nèi)部或通過機(jī)艙的邊界區(qū)引導(dǎo)，而不會引起大的可能損害機(jī)艙內(nèi)電力或電子設(shè)備的巨大電磁輻射。一般而言，所描述的雷電保護(hù)系統(tǒng)基于的基本思想是將罩蓋上和/或罩蓋外的避雷針與被隔離的核心導(dǎo)體連接。被隔離的核心導(dǎo)體自身置于屏蔽結(jié)構(gòu)內(nèi)部。由于隔離，雷電感應(yīng)電流只在內(nèi)部核心導(dǎo)體中傳導(dǎo)，不會在屏蔽結(jié)構(gòu)上傳導(dǎo)。結(jié)果，通過設(shè)置于隔離的核心導(dǎo)體周圍的屏蔽結(jié)構(gòu)，發(fā)出的電磁場會被屏蔽到至少高達(dá)一定等級。所提到的屏蔽結(jié)構(gòu)例如由既可用于雷電保護(hù)又可用于屏蔽目的的(金屬)管或柔性(金屬)軟管來實現(xiàn)。注意，可以給機(jī)艙配備不只一個避雷針。如果機(jī)艙包括兩個或多個避雷針，可以使用一個或多個導(dǎo)體裝置。具體地，一個導(dǎo)體裝置或連接到一個或多個避雷針，其中在后一種情況下，第一端必須分成兩個或多個第一端部。還要注意，本文中，如果沒有另行說明，則用語“連接”或“被連接”意指電連接。因此，可以直接在各個組件之間建立電連接，或者通過一個或多個導(dǎo)電的其它組件間接地建立電連接。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，導(dǎo)體裝置是同軸電纜。同軸電纜可以是例如由Dehn & Sohne Gmbh und Co KG (http://www.dehn.de/)生產(chǎn)的HVI 電纜，其中HVI 是注冊商標(biāo)(TM)。HVI 電纜有三種不同類型(HVI 電纜I，HVI 電纜II和HVI 電纜III)，其中為了有效保護(hù)機(jī)艙，優(yōu)選可使用HVI 電纜I。關(guān)于HVI 電纜的進(jìn)一步信息，請參見以下網(wǎng)址http://www. dehn. de/de/newsletter/nll_08/DEENinfo丄08_1· pdf。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，雷電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)一步包括a)另一導(dǎo)體裝置，其包括其另一核心導(dǎo)體、包圍所述另一核心導(dǎo)體的另一隔離材料和包圍所述另一隔離材料的另一屏蔽結(jié)構(gòu)，b)另一輸入端口，其連接到所述另一核心導(dǎo)體的第一端，且其適于連接到所述避雷針，和c)另一輸出端口，其連接到所述另一核心導(dǎo)體的第二端，且其適于連接到所述支撐結(jié)構(gòu)。另一導(dǎo)體裝置可提供優(yōu)點，即由雷擊產(chǎn)生的電流可分成(至少)兩部分，其中一部分由上述的核心導(dǎo)體運送，另一部分由另一核心導(dǎo)體運送。一般而言，通過使用上文描述的多個導(dǎo)體裝置或雷電保護(hù)系統(tǒng)，電流可被分散，因此可以進(jìn)一步降低所產(chǎn)生的電磁場。一旦雷電流的脈沖已經(jīng)到達(dá)機(jī)艙支撐結(jié)構(gòu)，可獲得與實際的風(fēng)力渦輪機(jī)(例如西門子公司風(fēng)電部門生產(chǎn)的2. 3MW的風(fēng)力渦輪機(jī))中同樣的電磁兼容(EMC)條件。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，屏蔽結(jié)構(gòu)的第一端可連接到形成于所述罩蓋的金屬層。金屬層可形成于罩蓋的內(nèi)表面、罩蓋的外表面和/或用于形成罩蓋的材料內(nèi)部。將屏蔽結(jié)構(gòu)的第一端連接到罩蓋的金屬層可提供如下優(yōu)點，即在由雷擊產(chǎn)生的電流脈沖在核心導(dǎo)體中從核心導(dǎo)體的第一端傳播到核心導(dǎo)體的第二端時，可以提供改進(jìn)的電磁屏蔽。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，屏蔽結(jié)構(gòu)的第二端可連接到支撐結(jié)構(gòu)。將屏蔽結(jié)構(gòu)的第二端與支撐結(jié)構(gòu)連接還可提供如下優(yōu)點，即可實現(xiàn)改進(jìn)的電磁屏蔽。為了實現(xiàn)完全封閉的系統(tǒng)，屏蔽結(jié)構(gòu)，例如金屬軟管在一側(cè)連接到罩蓋的金屬層，另一側(cè)連接到機(jī)艙的支撐結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙。所提供的機(jī)艙包括a)支撐結(jié)構(gòu)，b)機(jī)械地連接到支撐結(jié)構(gòu)的罩蓋，c)避雷針，其附連到罩蓋，和d)上文所述的雷電保護(hù)系統(tǒng)。雷電保護(hù)系統(tǒng)的輸入端口連接到避雷針，并且雷電保護(hù)系統(tǒng)的輸出桿連接到支撐結(jié)構(gòu)。所描述的機(jī)艙基于如下思想，即通過使用上文描述的雷電保護(hù)系統(tǒng)，特別在雷擊方面顯著提高機(jī)艙的電磁兼容(EMC)。在這方面，用語“附連”可表示避雷針可以用直接或間接方式機(jī)械地連接到罩蓋。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，罩蓋包括提供了金屬層的非金屬材料。非金屬材料可以是例如玻璃纖維增強(qiáng)塑料。這可提供如下優(yōu)點，即罩蓋能以穩(wěn)定但重量輕的方式實現(xiàn)。金屬層可提供如下優(yōu)點，S卩可保護(hù)機(jī)艙內(nèi)部不受不必要的電磁輻射的影響。當(dāng)然，如上文已經(jīng)描述的，在雷擊情況下，主要是導(dǎo)體裝置，具體是核心導(dǎo)體而非金屬層會將產(chǎn)生的電流從避雷針運送到機(jī)艙的支撐結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，金屬層包括金屬涂料。這可提供優(yōu)點，即可以簡單有效的方式提高機(jī)艙的電磁兼容性(EMC)。優(yōu)選地，金屬涂料附連在罩蓋的內(nèi)部上，從而使得因去除金屬涂料可能產(chǎn)生的環(huán)境影響減至最小。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，金屬層包括層疊網(wǎng)。該疊層結(jié)構(gòu)可處于罩蓋內(nèi)或者處于罩蓋的內(nèi)表面或外表面上。要提及的是，層疊網(wǎng)可結(jié)合金屬涂料的使用而使用，優(yōu)選用在罩蓋內(nèi)部。該層疊網(wǎng)或保護(hù)性網(wǎng)可由鋼和/或其它任何適當(dāng)金屬制成?？稍诜墙饘俨牧蟽?nèi)，特別是在罩蓋的玻璃纖維內(nèi)執(zhí)行層疊。另外，像金屬涂料一樣，屏蔽結(jié)構(gòu)(軟管或管)也可電連接到層疊網(wǎng)
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于產(chǎn)生電力的風(fēng)力渦輪機(jī)。所提供的風(fēng)力渦輪機(jī)包括a)塔架，b)上文所述的機(jī)艙，其中機(jī)艙以可旋轉(zhuǎn)方式安裝到塔架，和c)轉(zhuǎn)子，其包括至少一個葉片且被附連到機(jī)艙。所描述的風(fēng)力渦輪機(jī)基于如下思想，即通過使用上文描述的機(jī)艙，分別是通過使用上文所述的用于機(jī)艙的雷電保護(hù)系統(tǒng)，可提高風(fēng)力渦輪機(jī)的操作可靠性，特別是在雷擊擊中機(jī)艙，相應(yīng)地是擊中機(jī)艙罩蓋的情況下。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于保護(hù)風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙不受雷擊破壞的方法。為此，使用上文描述的雷電保護(hù)系統(tǒng)。機(jī)艙包括支撐結(jié)構(gòu)、罩蓋和避雷針。所提供的方法包括a)將輸入端口連接到避雷針，和b)將輸出端口連接到支撐結(jié)構(gòu)。同樣，所描述的雷電保護(hù)方法基于如下思想，即通過使用上述的用于機(jī)艙的雷電保護(hù)系統(tǒng)，可提高機(jī)艙的操作可靠性，因此可提高整個風(fēng)力渦輪機(jī)的操作可靠性。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種上文描述的用于風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的雷電保護(hù)系統(tǒng)的用途。必須注意，已經(jīng)參考不同主題描述了本發(fā)明的實施例。具體地，參考設(shè)備類型的權(quán)利要求描述了一些實施例，參考方法或用途類型的權(quán)利要求描述了其它實施例。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上文和下文的描述將會認(rèn)識到，除另行說明外，應(yīng)認(rèn)為本文不但公開了屬于同一類型主題的特征的所有組合，而且公開了屬于不同主題的特征，具體是設(shè)備類型權(quán)利要求的特征與方法或用途類型權(quán)利要求的特征之間的所有組合。根據(jù)下文描述的實施例，本發(fā)明上文所述的方面以及其它方面將變得清楚明了，而且將參照實施例對它們進(jìn)行解釋。下文將參照實施例描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不受限于這些實施例。


圖I示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的風(fēng)力渦輪機(jī)。圖2A以橫截面圖的形式示出了本發(fā)明一個實施例的機(jī)艙，其中橫截面平行于轉(zhuǎn)子軸線定向。圖2B以橫截面圖的形式示出了圖2A所示的機(jī)艙，其中橫截面垂直于轉(zhuǎn)子軸線定向，并且橫截面是在機(jī)艙的后端截取的。圖3示意性示出了一個機(jī)艙罩蓋的頂部，該機(jī)艙罩蓋電連接到根據(jù)本發(fā)明一個實 施例的雷電保護(hù)系統(tǒng)。
圖4以橫截面圖的形式示出了雷電保護(hù)系統(tǒng)的導(dǎo)體裝置。
具體實施例方式附圖中的圖示是示意性的。注意，在不同圖中，相似或相同的元件被提供了相同的附圖標(biāo)記或只是與相應(yīng)附圖標(biāo)記第I個數(shù)字上不同的附圖標(biāo)記。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的風(fēng)力渦輪機(jī)100。風(fēng)力渦輪機(jī)100包括安裝在塔基上(沒有示出)的塔架120。在塔架120的頂部設(shè)置有機(jī)艙122。在塔架120和機(jī)艙122之間的空間中提供有偏航角調(diào)節(jié)裝置121，它能夠使機(jī)艙122繞未示出的豎直軸線旋轉(zhuǎn)，豎直軸線與塔架120的縱向延伸方向成一直線。通過以適當(dāng)方式控制偏航角調(diào)節(jié)裝置121，可以保證在風(fēng)力渦輪機(jī)100的正常運行中，機(jī)艙122總是適當(dāng)?shù)貙?zhǔn)當(dāng)前的風(fēng)向。然而，偏航角調(diào)節(jié)裝置121還可用來將偏航角調(diào)節(jié)到一個位置，其中特意不使機(jī)艙122與當(dāng)前風(fēng)向完全對準(zhǔn)。通過圖I可以看出，機(jī)艙122包括支撐結(jié)構(gòu)132，其通常被簡單稱為底板；為位于機(jī)艙122內(nèi)的設(shè)備提供的罩蓋134 ;和避雷針136，根據(jù)這里描述的實施例，它位于罩蓋134頂部。風(fēng)力渦輪機(jī)100進(jìn)一步包括具有三個葉片114的轉(zhuǎn)子110。在圖I的視角中，只有兩個葉片114可見。轉(zhuǎn)子110可繞旋轉(zhuǎn)軸線IlOa旋轉(zhuǎn)。葉片114安裝在輪轂112上，關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線IlOa徑向延伸。在輪轂112和葉片114之間的空間中，分別提供有葉片調(diào)節(jié)裝置116，以便通過繞未示出的軸線旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的葉片114來調(diào)節(jié)每個葉片114的葉片漿距角，該軸線基本與葉片114的縱向延長方向平行。通過控制葉片調(diào)節(jié)裝置116，可以至少在風(fēng)向不太強(qiáng)時，通過可用的風(fēng)力獲取最大風(fēng)力的方式，調(diào)節(jié)相應(yīng)葉片114的葉片漿距角。然而，葉片漿距角還可被有意調(diào)節(jié)到一個僅捕獲風(fēng)力較小的位置。通過圖I可以看到，在機(jī)艙122內(nèi)提供有齒輪箱124。齒輪箱124用來將轉(zhuǎn)子110的旋轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換成軸125的更多次的旋轉(zhuǎn)，其中所述軸125是用已知方式耦連到機(jī)電轉(zhuǎn)換器14C。機(jī)電轉(zhuǎn)換器是發(fā)電機(jī)14C。然而，要說明的是，本文中描述的本發(fā)明的應(yīng)用并不局限于配備齒輪箱的風(fēng)力渦輪機(jī)。所描述的雷電保護(hù)也可用于所謂的直接驅(qū)動型風(fēng)力渦輪機(jī)。進(jìn)一步地，提供有制動器126，以便停止風(fēng)力渦輪機(jī)100的工作或在以下情況下降低轉(zhuǎn)子110的旋轉(zhuǎn)速度，這些情況例如是a)緊急情況，(b)風(fēng)力太強(qiáng)的情況，這可能損害風(fēng)力渦輪機(jī)100，和/或C)在有目的地節(jié)約風(fēng)力渦輪機(jī)100至少一個結(jié)構(gòu)組件的消耗疲勞壽
命和/或疲勞壽命消耗率。風(fēng)力渦輪機(jī)100進(jìn)一步包括控制系統(tǒng)153，用于以高效方式操作風(fēng)力渦輪機(jī)100。除了控制例如偏航角調(diào)節(jié)裝置121之外，示出的控制系統(tǒng)153還用來以優(yōu)化方式調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子葉片114的葉片漿距角。根據(jù)電氣工程的基本原理，發(fā)電機(jī)140包括定子組合件145和轉(zhuǎn)子組合件150。定子組合件145包括多個線圈，以響應(yīng)于時間交變磁通量產(chǎn)生電流。轉(zhuǎn)子組合件包括多個設(shè)置成幾排與轉(zhuǎn)子組合件150的縱向軸線對齊的永磁鐵。 圖2A和圖2B以橫截面圖的形式示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的機(jī)艙。圖2A示出了平行于轉(zhuǎn)子軸線定向的橫截面。圖2示出了垂直于轉(zhuǎn)子軸線定向的橫截面。圖2B所示的橫截面是在機(jī)艙后端截取的。機(jī)艙包括支撐結(jié)構(gòu)232，盡管支撐結(jié)構(gòu)不一定具有板形形狀，但通常也被稱作底板232。機(jī)艙進(jìn)一步包括罩蓋234。機(jī)艙安裝在塔架220的頂部。偏航角調(diào)節(jié)裝置221設(shè)置于塔架220和在塔架220和機(jī)艙之間的承載連接232a之間。根據(jù)這里描述的實施例，罩蓋234由增強(qiáng)玻璃纖維材料制成。然而，為了提供電磁屏蔽，罩蓋234要么配備優(yōu)選在玻璃纖維材料內(nèi)側(cè)的EMC保護(hù)涂料(在圖2A和圖2B中未顯示)和/或配備層疊到玻璃纖維材料中的EMC保護(hù)網(wǎng)(在圖2A和圖2B中也未顯示)。附加的外玻璃纖維蓋板238位于罩蓋234的后端，在圖2A是左面，在附加的外玻璃纖維蓋板238的上面提供均勻表面238a。在此表面238a上，設(shè)置金屬支撐部件233，其承載儀器承載平臺235。在此平臺235頂部，放置至少一個風(fēng)速計237和一些避雷針236a。根據(jù)這里描述的實施例，在支撐部件233附近提供有熱交換裝置239，其用于將發(fā)電機(jī)(在圖2A和圖2B中未示出)產(chǎn)生的熱從機(jī)艙內(nèi)部傳遞到機(jī)艙外部。從圖2A可以看出，機(jī)艙還配備另一避雷針236b，其直接放置在罩蓋234的頂部。導(dǎo)體裝置260用來將避雷針236a、236b連接到支撐結(jié)構(gòu)232。對于每個避雷針236a、236b，優(yōu)選用至少兩個導(dǎo)體裝置260 (在圖2A和圖2B中只顯示了一個導(dǎo)體裝置)，以便將雷電流脈沖分成不同的平行傳播的電流脈沖。結(jié)果，所產(chǎn)生的電磁場會被降低。每個導(dǎo)體裝置包括高壓絕緣(HVI)電纜262。HVI電纜262包括核心導(dǎo)體264、隔離材料和屏蔽結(jié)構(gòu)268。核心導(dǎo)體264、隔離材料和屏蔽結(jié)構(gòu)268形成同軸電纜類型的排列。屏蔽結(jié)構(gòu)268可以是金屬管和/或金屬軟管。每個HVI電纜262的核心導(dǎo)體264在一端連接到相應(yīng)的(一個或幾個)避雷針236b，或者連接到用于儀器承載平臺235的金屬支撐部件233，其支承(一個或幾個)避雷針236a。在HVI電纜262的另一端，每個HVI電纜262的相應(yīng)核心導(dǎo)體264連接到機(jī)艙的支撐結(jié)構(gòu)232，具體連接到支撐結(jié)構(gòu)232的底面。為了進(jìn)一步降低在雷電擊中機(jī)艙情況下所產(chǎn)生的電磁場，屏蔽結(jié)構(gòu)268通過電連接272連接到罩蓋234的EMC屏蔽。在底端，屏蔽結(jié)構(gòu)268通過電連接274連接到支撐結(jié)構(gòu) 232。圖3示意性示出了機(jī)艙的罩蓋334的頂部，該罩蓋電連接到根據(jù)本發(fā)明一個實施例的雷電保護(hù)系統(tǒng)。罩蓋234由玻璃纖維結(jié)構(gòu)制成，在其內(nèi)部提供金屬涂料334a。避雷針336安裝在罩蓋334的頂部。避雷針336通過導(dǎo)體裝置360的核心導(dǎo)體364連接到機(jī)艙的支撐結(jié)構(gòu)(未顯示)。金屬涂料334a通過屏蔽結(jié)構(gòu)368連接到支撐結(jié)構(gòu)。屏蔽結(jié)構(gòu)368和金屬涂料334a通過電連接372電連接。隔離材料366設(shè)置在核心導(dǎo)體364和屏蔽結(jié)構(gòu)368之間。圖4以橫截面圖的形式示出了雷電保護(hù)系統(tǒng)的導(dǎo)體裝置460。導(dǎo)體裝置460包括核心導(dǎo)體464、隔離材料466和屏蔽結(jié)構(gòu)468。核心導(dǎo)體464、隔離材料466和屏蔽結(jié)構(gòu)468形成同軸電纜排列?？偨Y(jié)本發(fā)明上述實施例的要旨，可以說成
在屏蔽結(jié)構(gòu)268、368、468內(nèi)部使用隔離的導(dǎo)體裝置260、360、460是一種使玻璃纖維增強(qiáng)機(jī)艙罩蓋234、334滿足機(jī)艙內(nèi)的雷電保護(hù)區(qū)II要求的新穎且有效的方式。通過將屏蔽結(jié)構(gòu)連接到玻璃纖維增強(qiáng)機(jī)艙罩蓋234、334內(nèi)部的金屬涂料334a和/或玻璃纖維增強(qiáng)材料內(nèi)的金屬網(wǎng)，此金屬涂料334a和/或此金屬網(wǎng)的屏蔽能力會在隔離的核心導(dǎo)體264、363、464周圍延伸。因此，可以以任意方式將雷電流脈沖通過機(jī)艙引導(dǎo)到支撐結(jié)構(gòu)232，并仍對 電子設(shè)備和機(jī)艙內(nèi)部人員提供雷電保護(hù)區(qū)2。最后但同樣要注意的是，用語“包括”并不排除其它元件或步驟，表示英語不定冠詞的用語“一”并不排除多個。此外，可以結(jié)合那些聯(lián)系不同實施例描述的元件。還應(yīng)該注意，權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)被理解成限制權(quán)利要求的范圍。附圖標(biāo)記列表
100風(fēng)力渦輪機(jī) 110轉(zhuǎn)子
IlOa旋轉(zhuǎn)軸線 112輪轂 114葉片
116葉片調(diào)節(jié)裝置 120塔架
121偏航角調(diào)節(jié)裝置
122機(jī)艙
124齒輪箱
125軸
126制動器
132支持結(jié)構(gòu)/底板
134罩蓋
136避雷針
140機(jī)電轉(zhuǎn)換器/發(fā)電機(jī) 145定子組合件 150轉(zhuǎn)子組合件 153控制系統(tǒng) 220塔架
221偏航角調(diào)節(jié)裝置 232支持結(jié)構(gòu)/底板232a塔架和機(jī)艙之間的承載連接
233支撐部件
234罩蓋
235儀器承載平臺
236a避雷針
236b另一避雷針
237風(fēng)速計
238玻璃纖維蓋板
238a上表面
239用于發(fā)電機(jī)熱輸出的熱交換裝置
260導(dǎo)體裝置
262高壓絕緣(HVI)電纜
264核心導(dǎo)體
268屏蔽結(jié)構(gòu)/管/金屬軟管
272電連接
274電連接
334罩蓋
336避雷針
334a金屬涂料
360導(dǎo)體裝置
364核心導(dǎo)體
366隔離材料
368屏蔽結(jié)構(gòu)/管/金屬軟管
372電連接
460導(dǎo)體裝置
464核心導(dǎo)體
466隔離材料
468屏蔽結(jié)構(gòu)/管/金屬軟管。
權(quán)利要求
1.一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)(100)的機(jī)艙(122)的雷電保護(hù)系統(tǒng)，其中所述機(jī)艙(122)包括支撐結(jié)構(gòu)(132，232)、罩蓋(134，234，334)和避雷針(136，236a，236b，336)，所述雷電保護(hù)系統(tǒng)包括導(dǎo)體裝置(260，360，460)，其包括-核心導(dǎo)體(264，364，464)， -包圍所述核心導(dǎo)體(264，364，464)的隔離材料(366，466)，和 -包圍所述隔離材料的屏蔽結(jié)構(gòu)(268，368，468)， 輸入端口，其連接到所述核心導(dǎo)體(264，364，464)的第一端，且其適于連接到所述避雷針(136，236a, 236b, 336)，和輸出端口，其連接到所述核心導(dǎo)體(264，364，464)的第二端，且其適于連接到所述支撐結(jié)構(gòu)(132，232)。
2.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的雷電保護(hù)系統(tǒng)，其中 所述導(dǎo)體裝置(260，360，460)是同軸電纜。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的雷電保護(hù)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 另一導(dǎo)體裝置，其包括 -另一核心導(dǎo)體， -包圍所述另一核心導(dǎo)體的另一隔離材料，和 -包圍所述另一隔離材料的另一屏蔽結(jié)構(gòu)， 另一輸入端，其連接到所述另一核心導(dǎo)體的第一端，且其適于連接到所述避雷針，和 另一輸出端口，其連接到所述另一核心導(dǎo)體的第二端，且其適于連接到所述支撐結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的雷電保護(hù)系統(tǒng)，其中 所述屏蔽結(jié)構(gòu)(268，368，468)的第一端可連接到形成于所述罩蓋的所述金屬層(334a)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的雷電保護(hù)系統(tǒng)，其中所述屏蔽結(jié)構(gòu)(268，368，468 )的第二端可連接到所述支撐結(jié)構(gòu)(132，232 )。
6.一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)(100)的機(jī)艙，所述機(jī)艙包括支撐結(jié)構(gòu)(132，232)， 罩蓋(134，234，334)，其機(jī)械地連接到所述支撐結(jié)構(gòu)(132，232)，避雷針(136，236a，236b，336)，其附連到所述罩蓋(134，234，334)，和根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的雷電保護(hù)系統(tǒng)， 其中所述雷電保護(hù)系統(tǒng)的輸入端連接到所述避雷針(136，236a，236b，336)，并且 其中所述雷電保護(hù)系統(tǒng)的輸出桿連接到所述支撐結(jié)構(gòu)(132，232)。
7.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的機(jī)艙，其中 所述罩蓋(134，234，334)包括提供有金屬層(334a)的非金屬材料。
8.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的機(jī)艙，其中 所述金屬層包括金屬涂料(334a)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求7和8中任一項所述的機(jī)艙，其中 所述金屬層包括層疊網(wǎng)。
10.一種用于產(chǎn)生電力的風(fēng)力渦輪機(jī)，該風(fēng)力渦輪機(jī)(100)包括塔架(120)， 根據(jù)前述權(quán)利要求6-9中任一項所述的機(jī)艙(122)，其中所述機(jī)艙(122)以可旋轉(zhuǎn)方式安裝到所述塔架(120)，和 轉(zhuǎn)子(110)，其包括至少一個葉片(114)，且其附連到所述機(jī)艙。
11.一種保護(hù)風(fēng)力渦輪機(jī)(100)的機(jī)艙(122)不受雷擊破壞的方法，其通過使用根據(jù)前述權(quán)利要求1-5中任一項所述的雷電保護(hù)系統(tǒng)來實現(xiàn)，其中所述機(jī)艙(122)包括支撐結(jié)構(gòu)(132，232)、罩蓋(134，234，334)和避雷針(136，236a，236b，336)，所述方法包括 將所述輸入端口連接到所述避雷針(136，236a，236b，336)，和 將所述輸出端口連接到所述支撐結(jié)構(gòu)(132，232)。
12.一種根據(jù)前述權(quán)利要求1-5中任一項所述的雷電保護(hù)系統(tǒng)的用途，所述雷電保護(hù)系統(tǒng)用于風(fēng)力渦輪機(jī)(100)的機(jī)艙(122)。
全文摘要
本發(fā)明描述了用于風(fēng)力渦輪機(jī)(100)的機(jī)艙(122)的雷電保護(hù)系統(tǒng)，其中機(jī)艙(122)包括支撐結(jié)構(gòu)(132，232)、罩蓋(134，234，334)和避雷針(236a，236b)。雷電保護(hù)系統(tǒng)包括(a)導(dǎo)體裝置(260)，它包括(a1)核心導(dǎo)體(264)，(a2)包圍核心導(dǎo)體(264)的隔離材料(466)，和(a3)包圍隔離材料的屏蔽結(jié)構(gòu)(268)；(b)輸入端口，其連接到核心導(dǎo)體(264)的第一端，且適于連接到避雷針，和(c)輸出端口，其連接到核心導(dǎo)體(264)的第二端，且適于連接到支撐結(jié)構(gòu)(132，232)。本發(fā)明進(jìn)一步描述了用于風(fēng)力渦輪機(jī)(100)的機(jī)艙(122)，風(fēng)力渦輪機(jī)(100)，保護(hù)風(fēng)力渦輪機(jī)(100)的機(jī)艙(122)的方法，這幾個都得益于提到的雷電保護(hù)系統(tǒng)。而且，本發(fā)明描述了所述雷電保護(hù)系統(tǒng)的用途。
文檔編號F03D11/00GK102667146SQ201080051168
公開日2012年9月12日 申請日期2010年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者B.萊夫克 申請人:西門子公司