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關(guān)于葉片尖部容易遭受雷擊的探討

2016-11-12 來(lái)源:西安愛(ài)邦電磁技術(shù)有限責(zé)任公司 瀏覽數(shù):468

根據(jù)對(duì)葉片雷擊損傷事故的統(tǒng)計(jì),雷擊最容易發(fā)生在葉片的尖部。如果能夠有效的解決葉尖雷擊的問(wèn)題,那么葉片的防雷問(wèn)題可以得到很大的改善。

  根據(jù)對(duì)葉片雷擊損傷事故的統(tǒng)計(jì),雷擊最容易發(fā)生在葉片的尖部。如果能夠有效的解決葉尖雷擊的問(wèn)題,那么葉片的防雷問(wèn)題可以得到很大的改善。
  結(jié)合風(fēng)機(jī)的運(yùn)行環(huán)境、葉片結(jié)構(gòu)和大量的雷擊試驗(yàn),可能有以下因素會(huì)造成葉尖的雷擊: 
  1)風(fēng)輪葉片的位置
  風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所在地的地勢(shì)比較高,葉片尖部更是風(fēng)機(jī)運(yùn)行中的最高位置,因此葉片尖部是最容易遭受雷擊的部位。
  2)葉片結(jié)構(gòu)及引下線(xiàn)布置
  葉片引下線(xiàn)布置在葉片內(nèi)腔,它的位置和葉片殼體的絕緣性能都能影響到葉片表面的電場(chǎng)分布。葉片殼體絕緣性能下降,會(huì)造成雷電到引下線(xiàn)的擊穿電壓變小,使雷電越來(lái)越容易擊穿葉片表面,直接擊中到引下線(xiàn)。
  a)從葉片根部向葉片尖部,葉片截面變得越來(lái)越小,這樣,引下線(xiàn)到葉片表面的距離也越來(lái)越短,兩者之間的擊穿電壓也變的越來(lái)越小了。
  b)葉片引下線(xiàn)在未到達(dá)葉片尖部時(shí),一般會(huì)布置在腹板的中心位置,該位置距離葉片外表面都是空間最遠(yuǎn)。從結(jié)構(gòu)上來(lái)看,葉片腹板會(huì)在距離葉片尖部1-3米的位置截止,引下線(xiàn)到達(dá)葉片尖部時(shí),可能會(huì)直接布置到殼體上,這就減小了導(dǎo)線(xiàn)與殼體外表面的距離,從而使引下線(xiàn)與貼合側(cè)殼體的擊穿電壓變小。
  c)從葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)看,從葉片根部到尖部,葉片載荷逐漸變小,從結(jié)構(gòu)上來(lái)講,葉片尖部可以使用相對(duì)少的力學(xué)結(jié)構(gòu)材料。因此,葉片尖部使用的玻纖和芯材同葉片根部相比,都越來(lái)越薄。從葉片形狀上來(lái)看,葉片尖部是空間最小的地方,也不能夠容納較厚的材料。玻璃纖維和芯材都具有一定的電絕緣特性,材料變薄,也意味著絕緣性能的相對(duì)下降。葉片在雷擊時(shí)可能處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài),雷電可能在接閃器附近發(fā)生表面閃絡(luò),如果閃絡(luò)路徑上葉片殼體存在絕緣上的薄弱環(huán)節(jié),就有可能造成葉片的擊穿。
  3)環(huán)境因素的影響
  閃電發(fā)生時(shí),經(jīng)常伴隨著雷雨天氣,葉片表面被水膜覆蓋,容易形成連續(xù)的導(dǎo)電層,這種情況下葉片表面的閃絡(luò)電壓的下降非常嚴(yán)重。葉片尖部設(shè)計(jì)有排水孔,在運(yùn)行過(guò)程中,葉尖內(nèi)腔的水會(huì)通過(guò)葉尖的排水孔甩出,因此葉尖內(nèi)腔也處于一個(gè)相對(duì)潮濕的環(huán)境。
  隨著機(jī)組的運(yùn)行,葉片表面容易附著污染物。另外,葉片在運(yùn)行時(shí),尖部的線(xiàn)速度最快,也最容易形成表面磨損,更容易在葉片表面附著污濁。葉片表面的污濁,會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)該區(qū)域的導(dǎo)電能力。
  從形狀上來(lái)看,葉片后緣是一個(gè)尖形的狀態(tài),結(jié)合潮濕狀態(tài)和表面污染,就容易形成電場(chǎng)畸變,從而讓雷電更容易在這個(gè)位置發(fā)生。
  4)葉尖配重金屬體的影響
  通常在葉片的尖部都有一個(gè)配重盒,如果三支葉片的力矩不平衡,可以通過(guò)在里面填加配重的方式來(lái)保證平衡。
  配重多采用金屬材料,比如鉛、鐵等密度較大的材料。如果采用了類(lèi)似的金屬部件,就容易對(duì)該區(qū)域的電場(chǎng)產(chǎn)生影響。
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