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大型风力发电机复合材料防雷叶片的选用
来源:星光柴油发电机组网      作者:星光发电机厂家      浏览:       时间:2020-01-15 14:23

 
大型风力发电机防雷保护、振动和变形及热膨胀因素叶片设计除满足以上要求以外,还要考虑到防雷保护、振动和变形及热膨胀因素影响。
 
 
防雷保护风力机运行中最大的问题就是直击雷造成的损害,尤其是对叶片的损害。即使叶片是纯绝缘材料制成也不能排除遭雷击的可能性。因为叶片表面可能被海水盐分或工业污尘污染,也可能产生电场集中,结果便会导致雷击。
 
如果电流仅流过叶片表面,所造成的损伤是微弱的。如果电流穿透叶片,叶片材料被加热至很篼温度,就会导致叶片的破坏或剥离。如果叶尖由金属制成,有叶尖至轮毂的叶片内应装有截面足够的电导体。
 
当导体截面过小时,过流燃烧时会产生金属蒸气篼压力,导致叶片迸裂。同时,任何一种安装在叶片内的导体都会增加雷电击中叶片的次数。此时电流从叶片传至大地而对其部件不产生损害。雷击电流从叶片传至大地要途经轴承、机舱、发电机、塔架及控制系统,因此每个途经部件都要考虑到防雷及电流传导。
 
振动由于作用在叶片上荷载的交变性和随机性,且叶片本身为弹性结构,因而叶片的振动是不可避免的。振动的形式有弯曲振动、扭转振动及弯曲耦合振动。如果叶片的固有频率接近转速频率某一整数倍的一定范围就会产生较大的动应力,使叶片具有共振性质。振动产生的疲劳会降低材料强度,减少使用寿命,因此在设计时要求叶片固有频率离开共振频率一定距离。
 
变形和热膨胀叶片在外荷载作用下会产生弹性变形,如剪切变形,拉伸变形和扭曲变形,这些可以通过计算叶尖位移和扭角来确定变形量。此外,设计时还须考虑到温度变形及附加应力引起的变形。温度变形是由于经纬向童不同而引起热膨胀系数不一致造成的。温度变化时叶片各层收缩和膨胀童不同,使叶片翘曲。叶片的铺层径向与叶片的轴向不一致,会产生附加应力,在离心力作用下也会出现类似温度差变形的情况。