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防雷装置和 风 力发电机组

阅读：1035发布：2020-06-14

专利汇可以提供防雷装置和风力发电机组专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开提供一种防雷装置和风力发电机组，该防雷装置包括：定轴；转轴，转轴相对于定轴可转动地安装在定轴的外侧，转轴的第一端用于与防雷引下线电连接；外壳，外壳安装在转轴的外侧，在外壳的侧壁上设置有径向开孔的刷握；电刷，沿径向插入到刷握中，并与转轴的外表面接触。该防雷装置用以保护主轴系中的主轴承不受雷电流的灼伤，并且，将电刷沿径向安装在外壳的刷握中以便于更换电刷，简化了防雷装置的结构，实现了防雷装置的小型化和低成本。，下面是防雷装置和风力发电机组专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种防雷装置，其特征在于，所述防雷装置(100)包括：
定轴(4)；
转轴(5)，所述转轴(5)相对于所述定轴(4)可转动地安装在所述定轴(4)的外侧，所述转轴(5)的第一端(5a)用于与防雷引下线(401)电连接；
外壳(6)，所述外壳(6)安装在所述转轴(5)的外侧，在所述外壳(6)的侧壁上设置有径向开孔的刷握(6c)；
电刷(7)，沿径向插入到所述刷握(6c)中，并与所述转轴(5)的外表面接触。
2.如权利要求1所述的防雷装置，其特征在于，所述防雷装置(100)还包括绝缘套(9)和滑动轴承(10)，所述绝缘套(9)套设在所述定轴(4)的外侧，所述滑动轴承(10)套设在所述绝缘套(9)的外侧，所述定轴(4)、所述绝缘套(9)和所述滑动轴承(10)相互固定；
所述外壳(6)固定在所述绝缘套(9)上，并且在所述绝缘套(9)、所述外壳(6)的所述侧壁和所述转轴(5)的外表面之间形成中空的密闭空间，所述刷握(6c)与所述密闭空间连通。
3.如权利要求1所述的防雷装置，其特征在于，所述防雷装置(100)还包括滑环(3)，所述滑环(3)包括转动部分(3a)和静止部分(3b)，所述滑环(3)的所述转动部分(3a)与所述转轴(5)固定连接，所述滑环(3)的所述静止部分(3b)与所述定轴(4)的第一端(4a)固定连接。
4.如权利要求3所述的防雷装置，其特征在于，所述定轴(4)的第一端(4a)通过第一连接构件(8)与所述滑环(3)的所述静止部分(3b)连接，所述第一连接构件(8)包括滑环支脚(8a)和拨叉(8b)，所述滑环支脚(8a)与所述滑环(3)的所述静止部分(3b)固定连接，所述拨叉(8b)与所述定轴(4)的第一端(4a)固定连接，所述滑环支脚(8a)上形成有凸部，所述拨叉(8b)上形成卡槽，通过使所述凸部与所述卡槽卡合，使得所述滑环支脚(8a)和所述拨叉(8b)相对固定。
5.如权利要求3所述的防雷装置，其特征在于，所述防雷装置(100)还包括滑环支撑(2)，所述滑环支撑(2)与所述转动部分(3a)固定连接，所述转轴(5)通过第二连接构件(12)与所述滑环(3)的所述转动部分(3a)固定连接，所述第二连接构件(12)包括连接梁(12a)、安装板(12b)和绝缘板(12c)，所述连接梁(12a)的一端连接到所述滑环支撑(2)上，所述安装板(12b)固定在所述连接梁(12a)的另一端，所述绝缘板(12c)固定在所述安装板(12b)上，所述转轴(5)连接到所述绝缘板(12c)。
6.如权利要求1所述的防雷装置，其特征在于，所述防雷装置(100)还包括齿形构件(6d)和电刷引下线(7a)，所述齿形构件(6d)设置在所述外壳(6)的侧壁上，所述齿形构件(6d)的一端为齿形端并沿径向方向面对所述转轴(5)以形成放电间隙，所述电刷引下线(7a)将所述电刷(7)与所述齿形构件(6d)电连接，所述齿形构件(6d)的另一端用于与接地引下线(402)电连接。
7.如权利要求1-6中任一项所述的防雷装置，其特征在于，所述外壳(6)上分别形成有穿透所述外壳(6)的所述侧壁的观察孔(6e)和排放孔(6f)，其中，所述观察孔(6e)通过由透明材料形成的构件密封，所述排放孔(6f)通过密封塞密封。
8.如权利要求4所述的防雷装置，其特征在于，所述定轴(4)具有轴向通孔，用于容纳信号线缆，在所述滑环支脚(8a)的与所述定轴(4)的第一端(4a)相对应的位置形成有允许所述信号线缆通过的通孔。
9.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求1-8中任一项所述的防雷装置，所述防雷装置(100)安装在所述风力发电机组的主轴系上。
10.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求8所述的防雷装置，所述防雷装置安装在所述风力发电机组的主轴系上，所述风力发电机组的主轴系包括：固定轴(201)、主轴承(202)和转动轴(203)，所述转动轴(203)通过所述主轴承(202)相对转动地设置在所述固定轴(201)的内侧，所述防雷装置通过定轴支撑(1)和滑环支撑(2)安装在所述主轴系的轴线上，所述防雷引下线(401)和接地引下线(402)的走线方向与穿过所述定轴(4)的信号线缆的走线方向垂直。

说明书全文

防雷装置和风 力发电机组

技术领域

[0001] 本发明涉及雷电安防领域，具体地说，本发明涉及一种防雷装置以及具有该防雷装置的风力发电机组。

背景技术

[0002] 在风力发电领域，风力发电机组的塔架为高耸结构，极易遭受雷击，为了避免风力发电机组被雷电破坏，在叶片上安装接闪器，并通过在风力发电机组的主轴承的内部安装防雷装置，以在主轴承内部建立电流通道泄放雷电流，防雷装置与接地线连接，从而将雷电流导入大地。

[0003] 现有技术中，防雷装置通常采用固定在防雷装置内侧的电刷对雷电流进行泄放，电刷作为易磨损组件需要经常更换，在拆卸电刷组件的过程中，需要拆卸防雷装置外侧的组件，这会破坏防雷装置的完整性，并且，频繁对防雷装置进行拆卸会增加部件的损耗，降低防雷装置的使用寿命。

发明内容

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种防雷装置和风力发电机组，该防雷装置将电刷沿径向安装在外壳的刷握中以便于更换电刷，简化了防雷装置的结构，实现了防雷装置的小型化和低成本。

[0005] 根据本发明的一方面，提供了一种防雷装置，该防雷装置包括：定轴；转轴，转轴相对于定轴可转动地安装在定轴的外侧，转轴的第一端用于与防雷引下线电连接；外壳，外壳安装在转轴的外侧，在外壳的侧壁上设置有径向开孔的刷握；电刷，沿径向插入到刷握中，并与转轴的外表面接触。

[0006] 优选地，防雷装置还包括滑环，滑环包括转动部分和静止部分，滑环的转动部分与转轴固定连接，滑环的静止部分与定轴的第一端固定连接。

[0007] 优选地，定轴的第一端通过第一连接构件与滑环的静止部分连接，第一连接构件包括滑环支脚和拨叉，滑环支脚与滑环的静止部分固定连接，拨叉与定轴的第一端固定连接，滑环支脚上形成有凸部，拨叉上形成卡槽，通过使凸部与卡槽卡合，使得滑环支脚和拨叉相对固定。

[0008] 优选地，防雷装置还包括齿形构件和电刷引下线，齿形构件设置在外壳的侧壁上，齿形构件的一端为齿形端并沿径向方向面对转轴以形成放电间隙，电刷引下线将电刷与齿形构件电连接，齿形构件的另一端用于与接地引下线电连接。

[0009] 优选地，防雷装置还包括绝缘套和滑动轴承，绝缘套套设在定轴的外侧，滑动轴承套设在绝缘套的外侧，定轴、绝缘套和滑动轴承相互固定；外壳固定在绝缘套上，并且在绝缘套、外壳的上述侧壁和转轴的外表面之间形成中空的密闭空间，刷握与该密闭空间连通。

[0010] 优选地，外壳上分别形成有穿透外壳的上述侧壁的观察孔和排放孔，其中，观察孔通过由透明材料形成的构件密封，排放孔通过密封塞密封。

[0011] 优选地，防雷装置还包括滑环支撑，滑环支撑与转动部分固定连接，转轴通过第二连接构件与滑环的转动部分固定连接，第二连接构件包括连接梁、安装板和绝缘板，连接梁的一端连接到滑环支撑上，安装板固定在连接梁的另一端，绝缘板固定在安装板上，转轴连接到绝缘板。

[0012] 优选地，定轴具有轴向通孔，用于容纳信号线缆，在滑环支脚的与定轴的第一端相对应的位置形成有允许该信号线缆通过的通孔。

[0013] 根据本发明的另一方面，提供一种风力发电机组，该风力发电机组包括如上所述的防雷装置，该防雷装置安装在风力发电机组的主轴系上。

[0014] 根据本发明的另一方面，提供一种风力发电机组，该风力发电机组包括如上所述的防雷装置，该防雷装置安装在风力发电机组的主轴系上，风力发电机组的主轴系包括：固定轴、主轴承和转动轴，转动轴通过主轴承相对转动地设置在固定轴的内侧，该防雷装置通过定轴支撑和滑环支撑安装在主轴系的轴线上，防雷引下线和接地引下线的走线方向与穿过定轴的信号线缆的走线方向垂直。综上所述，本发明实施例中的防雷装置主要优化了外壳的设计，使防雷装置具有更紧凑的结构和更好的防雷效果。电刷与转轴沿径向接触，并且电刷的接触端的表面为弧形表面，有效的增加了两者的接触面积，有利于提高防雷装置的防雷效果，并且，电刷可以直接插入外壳上的刷握中，便于安装和更换电刷，防止了因频繁拆卸导致主体构件的损坏；此外，雷电流沿着转动轴内侧传输到防雷装置上，再从防雷装置上沿着接地引下线连接到地面释放，雷电流的流通路径不经过主轴承，防止了主轴承受到雷电灼伤。附图说明

[0015] 通过以下结合附图对实施例的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

[0016] 图1是示出根据本发明的示例性实施例的防雷装置与风力发电机组的主轴系的装配关系的示意图；

[0017] 图2是根据本发明的示例性实施例的防雷装置的立体示意图；

[0018] 图3是根据本发明的示例性实施例的防雷装置的分解示意图；

[0019] 图4是根据本发明的示例性实施例的防雷装置的侧视图；

[0020] 图5是根据图4的防雷装置的局部区域A内的结构沿轴向截取的剖视图；

[0021] 图6是根据图2的防雷装置的部分组件的分解示意图；

[0022] 图7是根据图4的防雷装置沿线B-B截取的剖视图。

[0023] 附图标号说明：

[0024] 100：防雷装置；201：固定轴；202：主轴承；203：转动轴；300：机舱底座；401：防雷引下线；402：接地引下线；1：定轴支撑；2：滑环支撑；3：滑环；3a：转动部分；3b：静止部分；4：定轴；4a：第一端；4b：第二端；4c：定位孔；5：转轴；5a：第一端；5b：第二端；5c：连接耳；6：外壳；6a：第一端；6b：第二端；6c：刷握；6d：齿形构件；6e：观察孔；6f：排放孔；7：电刷；7a：电刷引下线；8：第一连接构件；8a：滑环支脚；8b：拨叉；9：绝缘套；9a：定位孔；10：滑动轴承；11：密封圈；12：第二连接构件；12a：连接梁；12b：安装板；12c：绝缘板。

具体实施方式

[0025] 本发明提供一种防雷装置，该防雷装置主要用于安装在风力发电机组的机舱内，例如安装在风力发电机组的主轴系上，以保护主轴系中的主轴承不受雷电流的灼伤。该防雷装置通过直接将电刷插接进外壳的刷握中使该防雷装置具有便于安装和更换电刷以及结构紧凑的优点。

[0026] 以下将参照附图详细描述本发明的实施例。然而，本发明可以以多种不同的形式实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的实施例。

[0027] 参照图1，本发明实施例中提供的风力发电机组的主轴系包括：固定轴201、主轴承202和转动轴203。固定轴201可固定在机舱底座300上以保持相对静止状态，转动轴203通过主轴承202套设在固定轴201的内部，并且能够相对于固定轴201转动。

[0028] 根据本发明实施例的防雷装置100可安装在主轴系上，优选地，根据本发明实施例的防雷装置100安装在风力发电机组的主轴系的轴线上。

[0029] 可在风力发电机组的机舱底座300上通过定轴支撑1支撑防雷装置100，防雷装置100与转动轴203之间通过滑环支撑2连接，使转动轴203通过滑环支撑2可以带动防雷装置
100中的部分构件转动。

[0030] 在下文中，将参照附图对防雷装置100的具体结构进行详细的描述。

[0031] 参照图2和图3，根据本发明的示例性实施例的防雷装置100可以包括滑环3、定轴4、转轴5、外壳6和电刷7。

[0032] 转轴5可转动地安装在定轴4的外侧，外壳6安装在转轴5的外侧，在外壳6的侧壁上设置有径向开孔的刷握6c，电刷7安装在刷握6c，电刷7的一端与转轴5的外周面滑动接触。

[0033] 定轴4的第一端4a穿过转轴5和外壳6后固定在滑环3上。滑环3包括转动部分3a和静止部分3b，转动部分3a可通过滑环支撑2与转动轴203的内表面固定连接，静止部分3b可与定轴4的第一端4a连接。转轴5的第二端5b设置定轴4上，转轴5的第一端5a与滑环3的转动部分3a连接，更具体地，转轴5通过连接到滑环支撑2上而与转动部分3a以及转动轴203连接。转动轴203转动时，可以带动滑环支撑2、转动部分3a以及转轴5转动。

[0034] 转轴5的第一端5a与防雷引下线401连接，通过防雷引下线401可以将风力发电机组的叶片上的雷电流引导至转轴5上。电刷7的一端与转轴5外表面接触且电连接，电刷7的另一端与接地引下线402电连接，因此，通过电刷7可以将转轴5上的雷电流引导至接地引下线402，并通过接地引下线402将雷电流引导至大地进行释放。

[0035] 下面将根据图2至图7对防雷装置100的各个部件之间的具体连接关系进行详细的描述。

[0036] 根据本发明的示例性实施例的防雷装置100还可以包括滑动轴承10，滑动轴承10固定地套设在定轴4上，转轴5可转动地套设在滑动轴承10上。

[0037] 在滑动轴承10和定轴4之间还可以设置有绝缘套9，定轴4、绝缘套9、滑动轴承10由内而外依次套设在一起，并相对固定。将绝缘套9固定在定轴4的外侧，可以实现定轴4和设置在定轴4外侧的其它构件之间的绝缘效果，防止雷电流传输到定轴4上。

[0038] 参照图5和图6，在定轴4的侧壁上还可形成有径向开设的定位孔4c，在绝缘套9的侧壁的相应位置上也形成有径向延伸的定位孔9a。优选地，定位孔4c可以设置在靠近定轴4的第二端4b，以给转轴5和外壳6在定轴4上预留安装空间。

[0039] 将绝缘套9套设在定轴4的外侧，将定位孔4c和9a相互对准，并通过诸如螺钉或铆钉等紧固件将绝缘套9和定轴4紧固在一起，使定轴4和绝缘套9不能产生沿轴向的相对滑动和径向相对转动。

[0040] 滑动轴承10套设在绝缘套9的外侧，优选地，滑动轴承10的一端卡设在绝缘套9的外周表面上形成的止口中，滑动轴承10的另一端与绝缘套9的端部对齐定位，以防止滑动轴承10和绝缘套9之间因应力集中出现的疲劳磨损，延长滑动轴承的使用寿命。滑动轴承10与绝缘套9之间可以采用过渡配合套接或者过盈配合套接，以防止滑动轴承10与绝缘套9之间发生相对转动。

[0041] 外壳6套设在转轴5的外侧，并且与定轴4固定连接，从而使转轴5相对转动地位于外壳6和定轴4之间。外壳6可以固定连接在绝缘套9上。绝缘套9的侧壁上还可形成有法兰。同样的，在外壳6的第一端6a也形成有法兰，外壳6的法兰上的通孔与绝缘套9的法兰上的通孔相匹配，可以采用诸如铆钉、螺栓等的紧固件将绝缘套9的法兰和外壳6的法兰固定到一起，以使外壳6和绝缘套9之间固定连接。

[0042] 优选地，绝缘套9采用具有绝缘性能的材料加工形成，例如可以采用环氧树脂硬质层压板等材料加工成型；为了保证绝缘套9的绝缘性能，可以将绝缘套9的最小筒体厚度设定为10毫米；但是，绝缘套9的材料和筒体厚度不仅限于此。转轴5和外壳6由金属材料形成，例如Q235B等材料，但不限于此；一方面，由于绝缘套9使用的具有绝缘性能的材料的强度小于外壳6使用的金属材料的强度，因此，为了防止紧固件松动，在固定绝缘套9的法兰和外壳6的法兰时，紧固件需要从绝缘套9的法兰一侧穿入外壳6的法兰，以保证紧固质量。另一方面，由于绝缘套9的材料的强度小于转轴5的材料的强度，因此将滑动轴承10套设在绝缘套9的外侧，用于支撑转轴5，避免了将转轴5直接套设在绝缘套9上导致的转轴5与定轴4出现的不同轴现象，因此，通过滑动轴承10可以保证转轴5与定轴4之间的同轴精度。

[0043] 进一步地，参照图6和图7，除了以上描述的外壳6具有的特征之外，在根据本发明的示例性实施例中，外壳6还具有以下描述的特征，以使防雷装置100在结构上更加紧凑，具体的描述如下：

[0044] 外壳6的侧壁上形成有用于安装刷握6c的通孔，该通孔的形状可以为三角形、四边形或者圆形等形状，但不限于此；在外壳6的侧壁上的通孔对应的位置处焊接有相同截面形状的刷握6c，刷握6c具有容纳电刷7的中空部分，以使得电刷7穿过外壳6的侧壁上的通孔并接触到转轴5的外周面。

[0045] 电刷7可以直接插入刷握6c，沿径向穿过外壳6直接接触到转轴5的外周面，电刷7径向接触转轴5的外周面的接触端的表面为弧形表面，并且电刷7的接触端的弧形表面的曲率等于转轴5的外周面弧形的曲率，可以使电刷7的接触端与转轴5的外周面之间的接触面积增加，进一步提高电刷7与转轴5之间的导电性能，有利于提高防雷装置100的防雷效果。

[0046] 电刷7的材料为具有良好导电性和耐磨性的材料，例如可以采用诸如碳、铜或金属合金等导电材料。例如，电刷7可使用由石墨材料制成的碳刷，碳刷与转轴5接触摩擦时可产生少量的碳粉，适量的碳粉对转轴5和滑动轴承10起到润滑作用。

[0047] 转轴5在转动的过程中，电刷7在转轴5的外周面相对滑动以形成导电通路，可以将转轴5上的雷电流引导至电刷7。电刷7可以与电刷引下线7a连接，电刷引下线7a可以直接与接地引下线402连接，并将电刷7上的雷电流传输至接地引下线402，通过接地引下线402将雷电流传输至地面进行释放。

[0048] 优选地，外壳6上还可以焊接有齿形构件6d，齿形构件6d为优选的设计，并不是必须的构件。在外壳6上设置齿形构件6d用于将转轴5上过载的雷电流引导至接地引下线402进行释放，以防止转轴5上雷电流过载，提高防雷装置100的安全性。

[0049] 齿形构件6d可以为板状、块状或者圆柱状等，只要是具有齿形端面的构件即可。齿形构件6d的齿形端沿径向方向穿透外壳6的侧壁面对转轴5的外周面以形成放电间隙。

[0050] 当转轴5上的雷电流过载时，可以通过齿形构件6d与转轴5之间形成的放电间隙将过载的雷电流引导至接地引下线402中。

[0051] 在齿形构件6d上还形成有安装孔，用于连接接地引下线402和电刷引下线7a。

[0052] 根据本发明的实施例，一方面，通过将电刷7径向安装在外壳6侧壁中，并在径向方向与转轴5的外周面滑动接触，增加了电刷7与转轴5之间的接触面积，并减小了电刷7单圈摩擦距离，增加了防雷装置的工作效率，提高了防雷效果；另一方面，电刷7可以直接插入外壳6的刷握6c中，可以便于电刷7的安装及更换，并且电刷7安装在外壳6上，在更换时不需要拆卸防雷装置100的主体构件，防止了因频繁拆卸导致主体构件的损坏，因此，可以提高防雷装置100的使用寿命。另一方面，在外壳6上直接焊接齿形构件6d，不需要再人为的将齿形构件6d安装在外壳上，减少了装配的工作量，齿形构件6d的与外壳6和转轴5之间的装配精度可以通过加工精度保证，避免了人为安装导致的安装误差，提高了防雷装置100的运行可靠性。

[0053] 外壳6为直径大于转轴5的直径的筒体结构，在外壳6的第二端6b上，形成有朝向外壳6内侧径向延伸的环状凸缘，在该凸缘上套设有密封圈11，并通过密封圈11直接接触到转轴5外壁。由于外壳6的直径大于转轴5的直径，因此，在绝缘套9、外壳6和转轴5之间形成有环状的中空空间，并通过密封圈11密封，以形成中空的密闭空间。

[0054] 密封圈11可由具有绝缘性能的弹性材料形成，例如硅橡胶、塑料等具有密封性能的材料；密封圈11设置在外壳6和转轴5之间，不仅可以密封外壳6和转轴5之间的中空空间，还可以在外壳6和转轴5之间起到绝缘作用。

[0055] 参照图5，外壳6上还可以形成有穿透其侧壁的观察孔6e，观察孔6e的形状和尺寸可以由本领域的技术人员的根据需要适当地设置。

[0056] 观察孔6e由具有透明性质的材料形成的薄膜密封，例如可以选择聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料经过热塑性工艺加工后形成的透明薄膜密封观察孔6e。观察孔6e可以用于观察外壳6与转轴5之间的中空空间内的情况，例如可以观察电刷7的磨损情况，或者电刷7因磨损而产生的粉末的堆积情况。优选地，观察孔6e可以设置在两个刷握6c之间，并在观察孔6e的两侧对称各偏置一定角度开孔后焊接刷握6c以安装碳刷7。

[0057] 为了方便清理堆积在外壳6和转轴5之间的粉末，外壳6上还可以形成有排放孔6f，排放孔6f的形状和尺寸可以由本领域的技术人员的根据需要适当的设置。为了确保排放孔6f的密封性，可以采用具有良好密封性能的密封塞密封排放孔6f，例如可以采用橡胶或者硅胶等材料制成的橡胶塞实现密封。优选地，排放孔6f可以设置在外壳6的正下方，以便于清理粉末。齿形构件6d可以对称设置在排放孔6f两侧。

[0058] 参照图2、图3和图4，滑环3包括转动部分3a和静止部分3b，其中，转动部分3a可以相对于静止部分3b转动。转动部分3a通过滑环支撑2固定连接到转动轴203上。使滑环的转动部分3a随着转动轴203一起转动。转动部分3a上可以设置有连接法兰，通过连接法兰与滑环支撑2固定连接。静止部分3b与定轴4的第一端4a固定连接。作为示例，可以通过第一连接构件8来连接静止部分3b与定轴4的第一端4a。

[0059] 第一连接构件8可以包括滑环支脚8a和拨叉8b。滑环支脚8a为两侧形成有凸部的板状结构，并且通过螺栓紧固或者焊接的方式固定在滑环3的静止部分3b的端部；拨叉8b的中部为形成有套筒，套筒可以与定轴4的第一端4a套接。在套筒的外侧侧壁上形成有两个叉脚，两个叉脚沿着套筒的径向向外延伸，在每个叉脚的端部形成有卡槽。在套筒和定轴4的第一端4a的相对应的位置上可以形成有径向通孔，通过紧固件穿过定轴4的第一端4a上的通孔与拨叉8b的套筒上的通孔可以将定轴4与拨叉8b连接固定。其中，紧固件可以是螺栓或者铆钉，但不限于此，为了防止螺钉松动，还可以在螺钉上涂抹螺纹紧固胶。通过将拨叉8b的两个叉脚上的卡槽与滑环支脚8a两侧的凸部卡合，可以使定轴4的第一端4a固定在滑环3的静止部分3b上并保持相对静止的状态。

[0060] 通过第一连接构件8将定轴4与滑环3安装在同一轴线上，以保证防雷装置100的同轴度，提升防雷装置100的工作性能。

[0061] 定轴4的第二端4b可以固定到机舱底座上，例如，可以通过定轴支撑1连接到图1中所示的机舱底座300。在定轴4的第二端4b可以形成有法兰，通过法兰和紧固件可以将定轴4的第二端4b固定在定轴支撑1上，以使定轴4与机舱底座300保持相对静止状态。

[0062] 根据本发明的实施例，在定轴4内部可形成有轴向通孔，用于容纳传输控制信号的信号线缆。信号线缆的一端可以连接到风里发电机组的控制柜，另一端穿过防雷装置100的定轴4连接到转动轴203上，以控制转动轴203的转动。

[0063] 定轴4的轴向通孔的内径可以根据信号线缆所需的空间进行设计，优选地，在定轴4的厚度不变的情况下，可以将定轴4的内径确定为刚好能容纳信号线缆所需的尺寸，以减小定轴4的整体尺寸。在滑环支脚8a的中间部分，还可形成有用于连接信号线缆的接线端子，例如哈丁头(图中未示出)，通过哈丁头将穿过定轴4的信号线缆接入滑环3，并穿过滑环
3连接到转动轴203上。

[0064] 使信号线缆穿过定轴4的内部，不仅可以保护信号线缆不被其它构件磨损，还可以防止雷电流对信号线缆的电磁干扰。此外，设置在定轴4外侧的绝缘套9也可以防止穿过定轴4内部的信号线缆受到雷电流的电磁干扰。

[0065] 转轴5的第一端5a可以通过第二连接构件12与滑环3的转动部分3a固定连接。参照图2和图6，在转轴5的第一端5a上形成有法兰，优选地，可以在法兰的下半部分预制多个通孔，通过该通孔将转轴5的第一端5a与第二连接构件12连接，并且通过第二连接构件12固定到滑环支撑2上，在滑环支撑2随着图1中的转动轴203转动时，可以带动转轴5一起转动。

[0066] 参照图3，第二连接构件12包括：连接梁12a、安装板12b和绝缘板12c。连接梁12a可以采用方钢管。方钢管的一端焊接在滑环支撑2上，另一端焊接有具有通孔的安装板12b。连接梁12a和安装板12b的形状不受限制，只要是能够用于支撑绝缘板12c的支撑构件即可。通过紧固件将绝缘板12c固定到安装板12b上，绝缘板12c为板状结构，其具体形状不受限制的，在绝缘板的上端边缘处，形成有与转轴5的第一端5a的法兰上的通孔相匹配的通孔，通过紧固件将转轴5的第一端5a的法兰固定到绝缘板12c上，从而将转轴5与滑环3的转动部分3a固定连接。

[0067] 优选地，绝缘板12c由具有绝缘性能的材料形成，例如环氧树脂硬质层压板等材料压制形成，在此不作限定；绝缘板12c一方面用于连接转轴5和滑环支撑2，另一方面用于使转轴5和滑环支撑2绝缘，防止雷电流灼伤滑环支撑2及滑环3。

[0068] 继续参照图6，在转轴5的第一端5a的法兰上还形成有连接耳5c，例如可以在第一端5a的法兰的外周两侧分别形成具有通孔的连接耳5c，用于连接如图1所示的防雷引下线401，通过防雷引下线401可以将雷电流引导至转轴5上。

[0069] 设置在转轴5上的电刷7与齿形构件6d相对于转轴5转动以形成雷电流的导电通路，可将转轴5上的雷电流引导至接地引下线402，并通过接地引下线402将雷电流沿风力发电机组的塔架引导至地面进行释放。

[0070] 根据本发明的示例性实施例中，以上描述的防雷装置100主要应用于风力发电机组的主轴系中，以保护主轴系的主轴承202不受到雷电流的灼伤，但是，防雷装置100也可以应用于其它领域，在此不作限定。在将防雷装置100安装到风力发电机组中时，信号线缆的走线方向沿着防雷装置100的转轴5轴线方向，而防雷引下线401沿着转轴5的径向连接到转轴5上，从而使防雷引下线401垂直布置于信号线缆的走线方向，最大限度地避免了雷电流对信号线缆的电磁干扰。

[0071] 综上所述，根据本发明的防雷装置主要优化了外壳的设计，使防雷装置具有更紧凑的结构和更好的防雷效果。具体体现在如下几个方面：其一，雷电流沿着转动轴内侧传输到防雷装置上，再从防雷装置上沿着接地引下线连接到地面释放，雷电流的流通路径不经过主轴承，防止了主轴系承受到雷电灼伤；其二，因此将滑动轴承套设在绝缘套的外侧，用于支撑转轴，避免了将转轴直接套设在绝缘套上导致的转轴与定轴出现的不同轴现象，因此，通过滑动轴承可以保证转轴与定轴之间的同轴精度；其三，电刷可以直接插入外壳上的刷握中，便于安装和更换电刷，并且在更换时不需要拆卸防雷装置的主体构件，防止了因频繁拆卸导致主体构件的损坏，可以提高防雷装置的使用寿命；其四，电刷与转轴沿径向接触，并且电刷的接触端的表面为弧形表面，有效的增加了两者的接触面积且减小了电刷的单圈摩擦距离，有利于提高防雷装置的防雷效果；其五，将定轴的内径设置为刚好能让信号线缆穿过的尺寸，使防雷装置的结构更紧凑；其六，信号线缆穿过定轴的内部并且与防雷引下线垂直布置，不仅可以保护信号线缆不被其它构件磨损，还可以防止雷电流对信号线缆的电磁干扰；其七，在外壳上设置齿形构件用于将转轴上过载的雷电流引导至接地引下线进行释放，以防止转轴上雷电流过载，提高防雷装置的安全性；其八，在外壳上直接焊接齿形构件，不需要再人为的将齿形构件安装在外壳上，减少了装配的工作量，齿形构件的与外壳和转轴之间的装配精度可以通过加工精度保证，避免了人为安装导致的安装误差，提高了防雷装置的运行可靠性。

[0072] 上面对本发明的具体实施方式进行了详细描述，虽然已经示出和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应被认为落入本发明的保护范围内。

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防雷装置和风力发电机组

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