一种风电场防雷接地线智能调节装置的制作方法

本申请涉及风力发电设备安全防护，尤其涉及一种风电场防雷接地线智能调节装置。

背景技术：

1、风力发电机组长期露天架设、塔筒高耸，极易遭受直击雷与感应雷侵袭，防雷接地系统是保障风机安全运行的关键结构。

2、传统的风电场防雷接地装置多采用刚性固定连接结构，结构固定且缺乏灵活调节能力，接地线缺乏自适应释放能力。当雷击发生时，接地线在雷电流热效应与机械冲击的共同作用下，极易产生热膨胀应力，长期使用下会出现断裂、磨损等现象，造成雷电流泄放不畅，造大幅降低防雷可靠性。

3、为改善上述问题，现有技术中出现了一些改进方案，例如在公开号为cn219827045u的中国实用新型专利中即公开了一种风力发电设备用防雷接地机构，通过伺服电机配合伸缩弹簧实现自动调节接地线长度。然而，该机构仍采用被动式线缆收纳与刚性接地连接结构，仅能解决风机偏航时接地线过长缠绕的物理空间问题。在实际应用中，其无法在雷击到来时及时对接地线进行自适应释放以消除热膨胀应力与机械应力，接地线长期使用仍易出现拉断、破损，且缺乏有效的缓冲保护机制，无法满足风电场高效、稳定的防雷接地需求。此外，现有的检测手段多为雷击发生后的电流检测，响应滞后，难以在雷击前的电荷积累阶段进行主动防护，存在一定的安全隐患。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的不足，本申请提供一种风电场防雷接地线智能调节装置，用以解决现有技术中风电防雷接地装置无法在雷击时主动释放接地线以消除应力、易导致接地线断裂磨损、且检测手段滞后，难以在雷击前进行主动防护等问题中的至少一个。

2、本申请提供一种风电场防雷接地线智能调节装置，包括：

3、主控系统；

4、安装件，设置有多个，且多个所述安装件均固设于塔筒内壁上；

5、雷击预检测单元，设置在塔筒顶部或叶片避雷器引下线旁，与所述主控系统的输入端相连，用于监测雷电前兆信号，在叶片避雷器电荷或电场达到预设调整阈值时发送调整信号；

6、自适应调节结构，包括设置于混凝土基础上用于对接地线进行收放的收放组件、转动设置于所述安装件上的陶瓷导向辊，以及用于驱动所述陶瓷导向辊相互靠近或远离以调节夹持间隙的间隙调整组件；

7、所述收放组件与所述间隙调整组件均与所述主控系统的输出端相连，主控系统可依据所述调整信号控制所述收放组件对所述接地线进行释放，并控制所述间隙调整组件对相应两个所述陶瓷导向辊之间的夹持间隙进行增大。

8、优选的，所述雷击预检测单元包括非接触式静电传感器、电场仪或雷电预警输入组件中的至少一种，其中：

9、所述非接触式静电传感器和电场仪用于实时采集叶片避雷器输出电荷值或对地电压，以检测叶片避雷器处的电荷积累量或电场强度；

10、所述雷电预警输入组件用于导入气象雷电预报信号。

11、优选的，所述安装件包括设于所述塔筒内壁的背板以及分别设置在所述背板两侧的侧板；

12、所述背板靠近塔筒的一侧固定安装有用于进行隔热防护的隔热块，所述隔热块与塔筒内壁固定连接；

13、所述侧板上开设有滑槽。

14、优选的，所述收放组件包括：

15、承载座，设置在所述混凝土基础上；

16、收卷辊，设置有两个，两个所述收卷辊均转动设置于所述承载座上，其中一个所述收卷辊用于对所述接地线靠近塔筒的一端进行收放，另一个收卷辊用于对接地线靠近地面的一端进行收放；

17、驱动电机，设置于所述承载座上并与所述主控系统的输出端相连，用于驱动所述收卷辊进行转动；

18、传动组件，设置于所述收卷辊的一端，用于驱动两所述收卷辊相向或相背转动；

19、所述接地线在两所述收卷辊之间预留有安全冗余段，且所述安全冗余段的长度大于所述接地线在雷电流热效应下的热膨胀伸长量。

20、优选的，所述传动组件包括两个分别套接设置在对应所述收卷辊一端的传动齿轮，两所述传动齿轮位于所述承载座远离所述驱动电机的一侧且相互啮合。

21、优选的，所述间隙调整组件包括调节螺杆、导向光杆、调节马达以及滑动滑块；

22、所述调节螺杆为双向螺杆，所述双向螺杆的一端贯穿一侧侧板后与所述调节马达的输出端相连，另一端转动设置于所述侧板内，所述导向光杆穿设于另一所述侧板中；

23、所述滑动滑块设置有两组，两组所述滑动滑块对称设置，且每组所述滑动滑块均包括有两个滑动块，所述滑动块滑动设置于所述滑槽内；

24、其中一组所述滑动滑块的两个所述滑动块分别螺纹套设于所述双向螺杆的相反螺纹段上，另一组所述滑动滑块滑动套设于所述导向光杆的外表面，所述陶瓷导向辊的两端分别转动设置于相互对称的两个滑动块上。

25、优选的，所述陶瓷导向辊上设有限位轮，所述限位轮位于所述侧板内侧，且其上开设有用于容纳所述接地线的限位槽。

26、优选的，所述陶瓷导向辊的端部还设有用于检测所述陶瓷导向辊与所述接地线之间接触压力的压力传感器，所述压力传感器与所述主控系统的输入端相连；

27、所述主控系统可根据所述压力传感器的反馈压力动态调节两所述陶瓷导向辊之间的开合度。

28、优选的，所述混凝土基础上还固定安装有防护箱，所述防护箱罩设于所述收放组件外侧，所述承载座固定安装于所述防护箱内。

29、本申请还提供一种基于上述任一项所述的风电场防雷接地线智能调节装置的调节方法，包括：

30、步骤s1：通过雷击预检测单元实时监测叶片避雷器处的电荷积累量或环境电场强度；

31、步骤s2：当检测到电荷积累量或电场强度超过预设调整阈值时，主控系统判定其为雷击高风险状态，控制收放组件动作释放接地线，同时控制间隙调整组件增大两个陶瓷导向辊之间的间隙至预设调整值；

32、步骤s3：在接地线释放过程中，通过压力传感器实时监测陶瓷导向辊与接地线之间的实时压力，以动态调整两陶瓷导向辊之间的夹持间隙；

33、步骤s4：当雷击预检测单元监测到的信号回落至安全范围并维持预设时间后，主控系统控制收放组件收回接地线，并控制间隙调整组件复位夹紧接地线。

34、本申请的有益效果如下：

35、本申请的风电场防雷接地线智能调节装置，通过设置雷击预检测单元，实现了对雷电前兆信号的提前识别，将传统的“雷击后被动响应”转变为“雷击前主动预防”，有效降低了雷击瞬间高压大电流通过接地线时对传感器和执行机构的损坏，并在雷击发生前主动释放接地线，消除热膨胀应力与机械冲击应力，防止接地线断裂。

36、进一步地，通过间隙调整组件与压力传感器的配合，实现了对接地线夹持状态的实时闭环调节，既保证了常态下的稳定导向，又实现了雷击时的无磨损释放，显著提高了装置的使用寿命和运行可靠性；同时，通过在安装件上设置隔热块，有效阻断了雷击产生的高温向塔筒传导，保护了塔筒本体及涂层安全。

1.一种风电场防雷接地线智能调节装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的风电场防雷接地线智能调节装置，其特征在于，所述雷击预检测单元包括非接触式静电传感器、电场仪或雷电预警输入组件中的至少一种，其中：

3.根据权利要求2所述的风电场防雷接地线智能调节装置，其特征在于，所述安装件包括设于所述塔筒内壁的背板以及分别设置在所述背板两侧的侧板；

4.根据权利要求1所述的风电场防雷接地线智能调节装置，其特征在于，所述收放组件包括：

5.根据权利要求4所述的风电场防雷接地线智能调节装置，其特征在于，所述传动组件包括两个分别套接设置在对应所述收卷辊一端的传动齿轮，两所述传动齿轮位于所述承载座远离所述驱动电机的一侧且相互啮合。

6.根据权利要求3所述的风电场防雷接地线智能调节装置，其特征在于，所述间隙调整组件包括调节螺杆、导向光杆、调节马达以及滑动滑块；

7.根据权利要求6所述的风电场防雷接地线智能调节装置，其特征在于，所述陶瓷导向辊上设有限位轮，所述限位轮位于所述侧板内侧，且其上开设有用于容纳所述接地线的限位槽。

8.根据权利要求7所述的风电场防雷接地线智能调节装置，其特征在于，所述陶瓷导向辊的端部还设有用于检测所述陶瓷导向辊与所述接地线之间接触压力的压力传感器，所述压力传感器与所述主控系统的输入端相连；

9.根据权利要求4所述的风电场防雷接地线智能调节装置，其特征在于，所述混凝土基础上还固定安装有防护箱，所述防护箱罩设于所述收放组件外侧，所述承载座固定安装于所述防护箱内。

10.根据权利要求1-9任一项所述的风电场防雷接地线智能调节装置的调节方法，其特征在于，