本實用新型涉及風(fēng)機接閃放電測試裝置，特別是涉及一種考慮葉片轉(zhuǎn)動的縮比風(fēng)機接閃放電測試裝置。

背景技術(shù)：

隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)機尺寸以及葉片長度不斷增加，風(fēng)機葉片遭受雷擊的概率大大增加，根據(jù)統(tǒng)計，超過95％的風(fēng)機遭受雷擊的部位在葉片上。此外，風(fēng)力發(fā)電機在遭受雷擊時葉片常處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，這導(dǎo)致風(fēng)機的接閃放電過程更加復(fù)雜，有必要對風(fēng)機葉片轉(zhuǎn)動時雷擊接閃過程進(jìn)一步研究。

目前現(xiàn)有的風(fēng)機接閃放電的試驗研究平臺，主要研究不同類型接閃器對雷電附著能力，接地電阻對風(fēng)機引雷能力的影響等，并未考慮實際風(fēng)機接閃放電時葉片的轉(zhuǎn)動因素的影響。傳統(tǒng)的風(fēng)機接閃放電測試裝置實驗結(jié)果并不能準(zhǔn)確反映實際風(fēng)機遭受雷擊時風(fēng)機的運行狀態(tài)，無法研究分析風(fēng)機葉片轉(zhuǎn)動時的雷擊接閃過程。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種考慮葉片轉(zhuǎn)動的縮比風(fēng)機接閃放電測試裝置，適用于開展模擬風(fēng)機實際運行的接閃放電試驗。

本實用新型通過如下的技術(shù)解決方案來實現(xiàn)：

一種考慮葉片轉(zhuǎn)動的縮比風(fēng)機接閃放電測試裝置，其特征在于，包括試驗主回路，動力傳動系統(tǒng)和觀測系統(tǒng)；

所述試驗主回路包括沖擊電壓發(fā)生器、弧形電極、風(fēng)機模型；弧形電極放置于風(fēng)機模型正上方，沖擊電壓發(fā)生器和弧形電極通過高壓引線相連。

動力傳動系統(tǒng)包括三相電源、空氣開關(guān)、浪涌保護器、金屬屏蔽箱、變頻器、三相屏蔽線、異步電動機、電動機平臺、皮帶組成；三相電源經(jīng)過空氣開關(guān)后接至變頻器輸入端，變頻器輸出端經(jīng)三相屏蔽線連接至異步電動機輸入端。異步電動機放置于安裝在風(fēng)機塔筒上的電動機平臺中，異步電動機帶動風(fēng)機葉片轉(zhuǎn)動。變頻器放置于金屬屏蔽箱中，變頻器輸入端并聯(lián)浪涌保護器。

觀測系統(tǒng)由分壓器、示波器、相機組成。分壓器與沖擊電壓發(fā)生器并聯(lián)，輸出端通過同軸電纜與示波器相連。相機放置于風(fēng)機正前方，用于觀測風(fēng)機接閃放電的放電路徑。

在上述的一種考慮葉片轉(zhuǎn)動的縮比風(fēng)機接閃放電測試裝置，弧形電極采用空心鋼管為材料，電極半徑為葉片長度與放電間隙長度之和，弧度為140°，邊緣處設(shè)置反向的曲面，反向弧面的角度為100°，半徑為0.5m，用以保證葉片旋轉(zhuǎn)時與高壓電極的距離保持一致。

在上述的一種考慮葉片轉(zhuǎn)動的縮比風(fēng)機接閃放電測試裝置，異步電動機轉(zhuǎn)軸處安裝主動輪，風(fēng)機葉片轉(zhuǎn)軸處安裝從動輪，轉(zhuǎn)速比為1:1。主動輪與從動輪通過皮帶相連，保證異步電動機與風(fēng)機模型之間絕緣。

本實用新型具有如下優(yōu)點：一種考慮葉片轉(zhuǎn)動的縮比風(fēng)機接閃放電測試裝置，通過動力傳動系統(tǒng)可以實現(xiàn)葉片轉(zhuǎn)速在0-1500r/min范圍內(nèi)進(jìn)行連續(xù)調(diào)速，準(zhǔn)確模擬實際風(fēng)機各種運行狀態(tài)下的葉尖線速度。利用弧形電極可以有效保證風(fēng)機旋轉(zhuǎn)過程中葉片與電極的距離相等，確保接閃放電試驗結(jié)果準(zhǔn)確有效。利用本測試裝置，可以在風(fēng)機接閃放電試驗過程中計及葉片轉(zhuǎn)動因素的影響。

附圖說明

圖1為實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。圖中，1-沖擊電壓發(fā)生器、2-分壓器、3-弧形電極、4-皮帶、5-異步電動機、6-風(fēng)機模型、7-電動機平臺、8-示波器、9-三相屏蔽線、10-相機、11-變頻器、12-金屬屏蔽箱、13-浪涌保護器、14-空氣開關(guān)、15-三相電源。

如圖1所示，一種考慮葉片轉(zhuǎn)動的縮比風(fēng)機接閃放電測試裝置，包括試驗主回路，動力傳動系統(tǒng)和觀測系統(tǒng)。試驗主回路包括沖擊電壓發(fā)生器1、弧形電極3、風(fēng)機模型6。風(fēng)機模型6下端接地，弧形電極3放置于風(fēng)機模型6正上方。沖擊電壓發(fā)生器1和弧形電極3通過高壓引線相連。動力傳動系統(tǒng)由三相電源15、空氣開關(guān)14、浪涌保護器13、金屬屏蔽箱12、變頻器11、三相屏蔽線9、異步電動機5、電動機平臺7、皮帶4組成。三相電源15經(jīng)過空氣開關(guān)14后接至變頻器11輸入端，變頻器11輸出端經(jīng)三相屏蔽線9連接至異步電動機5輸入端。異步電動機5放置于安裝在風(fēng)機塔筒上的電動機平臺7中，異步電動機5通過皮帶4帶動風(fēng)機葉片轉(zhuǎn)動。變頻器11放置于金屬屏蔽箱12中，在變頻器11輸入端并聯(lián)浪涌保護器13。觀測系統(tǒng)由分壓器2、示波器8、相機10組成。分壓器2與沖擊電壓發(fā)生器1并聯(lián)，輸出端通過同軸電纜與示波器8相連。相機10放置于風(fēng)機正前方。

具體使用方式：當(dāng)需要進(jìn)行試驗時，通過三相電源15給變頻器11供電，變頻器11根據(jù)試驗要求輸出一定頻率f(Hz)的PWM調(diào)制波，通過三相屏蔽線9傳到異步電動機5中，異步電動機5通過皮帶4帶動風(fēng)機模型6的葉片以所需轉(zhuǎn)速n(r/min)轉(zhuǎn)動，f與n滿足關(guān)系式n＝30f。沖擊電壓發(fā)生器1在高壓引線的配合下給弧形電極3施加沖擊電壓，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)風(fēng)機的接閃放電試驗。沖擊電壓的波形經(jīng)分壓器2衰減后用示波器8采集，由相機10觀測接閃放電的放電路徑。

該測試裝置可以實現(xiàn)風(fēng)機模型的葉片轉(zhuǎn)速在0-1500r/min范圍內(nèi)進(jìn)行連續(xù)調(diào)速，準(zhǔn)確模擬實際風(fēng)機在各種運行狀態(tài)下的葉尖線速度。同時可以保證風(fēng)機葉片在轉(zhuǎn)動過程中，葉尖與高壓電極之間的距離保持不變。利用本測試裝置，可以在風(fēng)機接閃放電試驗過程中計及葉片轉(zhuǎn)動因素的影響。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了1-沖擊電壓發(fā)生器、2-分壓器、3-弧形電極、4-皮帶、5-異步電動機、6-風(fēng)機模型、7-電動機平臺、8-示波器、9-三相屏蔽線、10-相機、11-變頻器、12-金屬屏蔽箱、13-浪涌保護器、14-空氣開關(guān)、15-三相電源等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。