本發(fā)明涉及避雷電纜技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種避雷電纜系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

背景技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是風(fēng)電場(chǎng)的貴重設(shè)備，價(jià)格占風(fēng)電工程投資60％以上。若其遭受雷擊(特別是葉片和發(fā)電機(jī)貴重部件遭受雷擊)，除了損失修復(fù)期間應(yīng)該發(fā)電所得之外，還要負(fù)擔(dān)受損部件的拆裝和更新的巨大費(fèi)用。世界每年有1％～2％的轉(zhuǎn)輪葉片受到雷電襲擊。葉片受雷擊的損壞中，多數(shù)在葉尖是容易被修補(bǔ)的，但少數(shù)情況則要更整個(gè)葉片。雷擊風(fēng)機(jī)常常引起機(jī)電系統(tǒng)的過(guò)電壓，造成風(fēng)機(jī)自動(dòng)化控制和通信元件的燒毀、發(fā)電機(jī)擊穿、電氣設(shè)備損壞等事故。所以，雷害是威脅風(fēng)機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的嚴(yán)重問(wèn)題。

如何避免風(fēng)力發(fā)電機(jī)組雷擊，是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員始終關(guān)注的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種避雷電纜系統(tǒng)，包括避雷電纜，所述避雷電纜包括主電纜和/或連接所述主電纜的至少一個(gè)分支電纜，還包括以下部件：

獲取部件，用于獲取所述主電纜的內(nèi)部電流信號(hào)；

控制器，信號(hào)接收端口與所述獲取部件的信號(hào)發(fā)出端口連接，所述控制器根據(jù)獲取的所述電流信號(hào)計(jì)算所述主電纜內(nèi)部的電流值，并以所述主電纜內(nèi)部的電流值大于或者等于預(yù)設(shè)值為條件發(fā)出顯示指令；

顯示部件，根據(jù)所述顯示指令顯示所述主電纜內(nèi)部的電流值。

本發(fā)明中的避雷電纜系統(tǒng)首先通過(guò)獲取部件獲取主電纜的內(nèi)部電流信號(hào)，其次控制器根據(jù)電流信號(hào)判斷主電纜內(nèi)部電流值的大小，并且以主電纜內(nèi)部的電流值大于或者等于預(yù)設(shè)值為條件發(fā)出顯示指令于顯示部件，顯示部件顯示主電纜內(nèi)部的電流值。

這樣，操作人員可以根據(jù)顯示部件的顯示及時(shí)了解被雷擊的葉片的詳細(xì)情況，有利于提高了葉片的使用安全性。

可選的，還包括連接于閉合回路的感應(yīng)線圈，所述感應(yīng)線圈套設(shè)于所述主電纜的外圍；所述獲取部件獲取所述感應(yīng)線圈的電流信號(hào)。

可選的，所述避雷電纜還包括包覆于所述主電纜的絕緣層，所述感應(yīng)線圈套設(shè)于所述絕緣層的外圍，并且所述感應(yīng)線圈位于所述主電纜靠近所述主電纜靠近葉片根部的部分。

可選的，還包括無(wú)線傳輸模塊，所述獲取部件通過(guò)所述無(wú)線傳輸模塊與所述控制器通過(guò)無(wú)線連接。

可選的，還包括閉合的鐵芯和纏繞于所述鐵芯上的繞組，所述繞組形成閉合回路，所述主電纜的根部纏繞于所述鐵芯后接地，所述獲取部件獲取所述繞組所處閉合回路的電流。

可選的，所述控制器還具有位置信息模塊，所述位置信息模塊預(yù)存有各所述避雷電纜的位置信息；所述顯示部件還根據(jù)所述顯示指令顯示與所述電流值相匹配的所述避雷電纜的位置信息。

可選的，所述顯示部件還進(jìn)一步根據(jù)所述顯示指令顯示獲取該電流值的具體時(shí)間。

可選的，所述控制器還具有記錄模塊，用于記錄所述電流值、與所述電流值相匹配的所述避雷電纜的位置信息和時(shí)間。

此外，本發(fā)明還提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括塔筒以及至少一個(gè)葉片，還包括上述任一項(xiàng)所述的避雷電纜系統(tǒng)，所述主電纜和所述分支電纜的自由端與所述葉片上相應(yīng)接閃點(diǎn)連接。

因本發(fā)明所提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具有上述避雷電纜系統(tǒng)，故風(fēng)力發(fā)電機(jī)組也具有上述避雷電纜系統(tǒng)的上述技術(shù)效果。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種具體實(shí)施例中避雷電纜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明一種具體實(shí)施例中避雷電纜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，圖1和圖2中：

避雷電纜10、主電纜11、分支電纜12；

感應(yīng)線圈20；

獲取部件30；

葉片40。

具體實(shí)施方式

針對(duì)背景技術(shù)中提到的雷擊問(wèn)題，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員通常在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片位置安裝避雷電纜。具體地，首先在葉片的最容易被雷擊的位置選擇接閃點(diǎn)，然后將避雷電纜的上端固定于接閃點(diǎn)，將避雷電纜的下端接地。這樣當(dāng)葉片被雷擊時(shí)，葉片上的電流可以沿主電纜傳導(dǎo)至大地，避免了葉片被雷擊而受損。

避雷電纜的主要結(jié)構(gòu)包括主電纜，一般還包括至少一條分支電纜，分支電纜通過(guò)定位部件與主電纜固定連接，分支電纜的電流匯集到主電纜后，然后由主電纜傳輸至地面。分支電纜可以為多條，自由端部分別連接于葉片的不同位置，以擴(kuò)大對(duì)葉片的檢測(cè)區(qū)域。

本文針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中避雷電纜的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中避雷電纜在使用時(shí)，是沒(méi)有辦法監(jiān)控葉片是否被雷擊過(guò)，尤其當(dāng)葉片被雷擊發(fā)生損壞時(shí)也沒(méi)有辦法及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

在以上發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步深入研究提出了一種避雷電纜系統(tǒng)，該避雷電纜系統(tǒng)可以及時(shí)了解葉片是否被雷擊。

本文以避雷電纜在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用為例，介紹技術(shù)方案和技術(shù)效果，當(dāng)然，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本文所提供的避雷電纜不限于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，還可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域。

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

請(qǐng)參考圖1和圖2，圖1為本發(fā)明一種具體實(shí)施例中避雷電纜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明一種具體實(shí)施例中避雷電纜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

在一種具體實(shí)施方式中，本發(fā)明所提供的避雷電纜系統(tǒng)包括避雷電纜10，避雷電纜10的具體結(jié)構(gòu)可以參考以上描述。避雷電纜系統(tǒng)還包括獲取部件30和控制器。

獲取部件30用于獲取主電纜11的內(nèi)部電流信號(hào)。葉片40被雷擊后主電纜11內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生電流，電流的大小與被雷擊中的嚴(yán)重程度有關(guān)，電流范圍大致為幾十千安培至幾百千安培之間。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，當(dāng)電流小于50KA(KA/千安培)時(shí)，通常認(rèn)為雷擊對(duì)葉片40幾乎不會(huì)產(chǎn)生影響，當(dāng)電流大于等于200KA時(shí)，通常認(rèn)為雷擊對(duì)葉片40可能會(huì)有損傷。

本發(fā)明所提供的控制器的信號(hào)接收端口與獲取部件30的信號(hào)發(fā)出端口連接，控制器根據(jù)獲取的電流信號(hào)計(jì)算主電纜11內(nèi)部的電流值，并以主電纜11內(nèi)部的電流值大于或者等于預(yù)設(shè)值為條件發(fā)出顯示指令。顯示部件根據(jù)顯示指令顯示主電纜11內(nèi)部的電流值。

本文中所述的預(yù)設(shè)值可以為任一值，可以為零，即當(dāng)控制器計(jì)算主電纜11內(nèi)部的電流值不為零時(shí)，發(fā)出顯示指令，即顯示被雷擊的所有葉片40的電流值。當(dāng)然，預(yù)設(shè)值也可以不為零，控制器判斷該電流值大于或者等于該不為零的預(yù)設(shè)值時(shí)，才發(fā)出顯示指令，即僅顯示雷擊電流大于預(yù)設(shè)值的葉片40。

以上可以根據(jù)使用的具體情況進(jìn)行選定預(yù)設(shè)值。

本發(fā)明中的避雷電纜系統(tǒng)首先通過(guò)獲取部件30獲取主電纜11的內(nèi)部電流信號(hào)，其次控制器根據(jù)電流信號(hào)判斷主電纜11內(nèi)部電流值的大小，并且以主電纜11內(nèi)部的電流值大于或者等于預(yù)設(shè)值為條件發(fā)出顯示指令于顯示部件，顯示部件顯示主電纜11內(nèi)部的電流值。

這樣，操作人員可以根據(jù)顯示部件的顯示及時(shí)了解被雷擊的葉片40的詳細(xì)情況，有利于提高了葉片40的使用安全性。

如上所述，主電纜11內(nèi)部的電流通常為千安級(jí)，直接測(cè)量對(duì)于硬件的要求比較高，故本文采用以下方式獲取主電纜11內(nèi)部的電流。

在第一種具體實(shí)施方式中，避雷電纜系統(tǒng)還可以包括連接于閉合回路的感應(yīng)線圈20，感應(yīng)線圈20套設(shè)于主電纜11的外圍，獲取部件30獲取感應(yīng)線圈20的電流信號(hào)。

當(dāng)主電纜11內(nèi)部有瞬時(shí)電流通過(guò)時(shí)，感應(yīng)線圈20產(chǎn)生一定的感應(yīng)電流，獲取部件30獲取該感應(yīng)電流，控制器通過(guò)該感應(yīng)電流以及預(yù)存于控制器內(nèi)部的公式計(jì)算主電纜11內(nèi)部的電流值。其中預(yù)存于控制器內(nèi)部的公式可以根據(jù)通過(guò)多次試驗(yàn)或者理論推導(dǎo)得出，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員通過(guò)本文的上述描述是完全能夠?qū)崿F(xiàn)利用感應(yīng)線圈20推導(dǎo)出主電纜11內(nèi)的電流的。

該實(shí)施方式中獲取部件30獲取感應(yīng)線圈20的電流信號(hào)，該電流信號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于主電纜11內(nèi)電流，可以大大降低對(duì)硬件的要求，同時(shí)降低了避雷電纜系統(tǒng)的應(yīng)用成本。

具體地，避雷電纜10還包括包覆于主電纜11的絕緣層，感應(yīng)線圈20設(shè)于絕緣層的外圍，并且感應(yīng)線圈20位于主電纜11靠近所述主電纜靠近葉片根部的部分。

一般地，獲取部件30設(shè)置于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝位置，而控制器位于比較遠(yuǎn)的室內(nèi)。故為了傳輸方便，避雷電纜系統(tǒng)還進(jìn)一步包括無(wú)線傳輸模塊，獲取部件30通過(guò)無(wú)線傳輸模塊與控制器通過(guò)無(wú)線連接。無(wú)線傳輸模塊可以為GPS傳輸模塊等。

在第二種具體實(shí)施方式中，避雷電纜系統(tǒng)還可以包括閉合的鐵芯和纏繞于鐵芯上的繞組，繞組形成閉合回路，主電纜11的根部纏繞于鐵芯后接地，獲取部件30獲取繞組所處閉合回路的電流。

在該實(shí)施方式中主電纜11、繞組與鐵芯形成電流互感器，通過(guò)檢測(cè)繞組的電流同樣可以推導(dǎo)出主電纜11的內(nèi)部電流。

控制器可以與避雷電纜10一一對(duì)應(yīng)，同樣為了系統(tǒng)集成化，一般采用一個(gè)控制器控制多個(gè)避雷電纜10。

在上述各實(shí)施例中，控制器還具有位置信息模塊，位置信息模塊預(yù)存有各避雷電纜10的位置信息；避雷電纜10的位置信息即為避雷電纜10所對(duì)應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片40的信息。顯示部件還根據(jù)顯示指令顯示與電流值相匹配的避雷電纜10的位置信息。

這樣，當(dāng)同一控制器同時(shí)對(duì)多個(gè)避雷電纜10進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)，操作人員通過(guò)顯示部件的顯示可以清楚了解避雷電纜10的電流值和該避雷電纜10的具體位置信息。

顯示部件還可以進(jìn)一步根據(jù)顯示指令顯示獲取該電流值的具體時(shí)間。控制器內(nèi)部具有記錄模塊，用于記錄電流值、與所述電流值相匹配的所述避雷電纜10的位置信息和時(shí)間。將所有葉片40不同時(shí)刻被雷擊的具體情況記錄于控制器內(nèi)部，可以形成一數(shù)據(jù)信息，便于后期分析使用。

在上述避雷電纜系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括塔筒以及至少一個(gè)葉片40，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組還包括上述任一項(xiàng)所述的避雷電纜系統(tǒng)，主電纜11和分支電纜12的自由端與葉片40上相應(yīng)接閃點(diǎn)連接。

因本發(fā)明所提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具有上述避雷電纜系統(tǒng)，故風(fēng)力發(fā)電機(jī)組也具有上述避雷電纜系統(tǒng)的上述技術(shù)效果。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種避雷電纜系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。