ES2934224T3 - Unidad de punta completamente aislada para un sistema de protección contra rayos para una pala de turbina eólica y una pala de turbina eólica que comprende la misma - Google Patents

Unidad de punta completamente aislada para un sistema de protección contra rayos para una pala de turbina eólica y una pala de turbina eólica que comprende la misma Download PDF

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Abstract

El elemento de conexión y un extremo del cable eléctrico aislado están todos embebidos por fundición en un material aislante (13) quedando únicamente la parte externa de la punta y el otro extremo del cable eléctrico aislado descubiertos por el material aislante. Además, se describe una pala de turbina eólica que comprende una unidad de punta de este tipo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Unidad de punta completamente aislada para un sistema de protección contra rayos para una pala de turbina eólica y una pala de turbina eólica que comprende la misma
La presente invención se refiere a una unidad de punta para un sistema de protección contra rayos para una pala de turbina eólica, cuya unidad de punta comprende un receptor de punta y al menos un receptor lateral integrados juntos en una unidad cubierta por un material eléctricamente aislante.
Antecedentes de la invención
La mayoría de los sistemas de protección contra rayos conocidos para palas de turbinas eólicas comprenden uno o más conductores de bajada dispuestos internamente y una serie de receptores de rayos dispuestos en la superficie externa de la pala.
Es un problema bien conocido de tales sistemas, que los rayos no solo golpean a la pala de la turbina eólica en las posiciones previstas, es decir, en los puntos de fijación externos, los llamados receptores de rayos, sino que también pueden golpear las partes conductoras internas del sistema de protección contra rayos directamente a través de la estructura de la pala. Dichos incidentes pueden causar daños estructurales severos a la pala de la turbina eólica debido a las grandes cantidades de energía que normalmente se liberan en relación con los impactos de los rayos.
Otro problema bien conocido es que los receptores de rayos externos de los sistemas de protección contra rayos pueden resultar dañados por los impactos de los rayos y que, por lo tanto, la vida útil de dichos receptores es limitada, dependiendo del número de impactos de rayos a los que estén sometidos.
El documento WO 02/48546 A1 divulga una pala de rotor de turbina eólica, que en su punta está provista de un receptor de rayos y un conducto de drenaje que conecta el interior de la pala con el exterior de la pala, teniendo el conducto de drenaje y el receptor de rayos una interfaz común.
El documento NL 2010553 C divulga una unidad de punta para un sistema de protección contra rayos que comprende una punta eléctricamente conductora, una base receptora lateral, un receptor lateral, un conductor interno de la unidad de punta y un conductor de bajada.
Breve descripción de la invención
Es un objeto de la presente invención proporcionar una solución de punta para un sistema de protección contra rayos para una pala de turbina eólica, que supere al menos parcialmente las desventajas antes mencionadas de las soluciones conocidas en la técnica.
La presente invención se refiere a una unidad de punta completamente aislada para un sistema de protección contra rayos para una turbina eólica como se especifica en la reivindicación 1. Dicho conjunto de punta comprende una punta eléctricamente conductora para una pala de turbina eólica, cuya punta consiste en una parte externa y una parte interna, formando la parte externa un receptor de punta, al menos una base receptora lateral fabricada en un material eléctricamente conductor para el montaje mecánico de uno o más receptores laterales dispuestos en la superficie externa de la pala de tal manera que se establece una conexión eléctrica entre los respectivos receptores laterales y la base o bases de los receptores laterales, una unidad de punta interna conductora para formar una conexión eléctrica entre la parte interna del receptor de punta y la(s) base(s) receptora(s) lateral(es), un cable eléctrico aislado para formar la parte más externa de un conductor de bajada que se extiende internamente dentro de la pala de turbina eólica en la dirección longitudinal de la misma desde al menos una base receptora lateral hacia el extremo de la raíz de la pala, y un elemento de conexión para establecer la conexión eléctrica entre el cable eléctrico aislado y las otras partes conductoras de la unidad de punta, en la que la parte interna de la punta, la(s) base(s) receptora(s) lateral(es), el conductor interno de la punta, el elemento de conexión y un extremo del cable eléctrico aislado están todos incrustados por fundición en un material aislante, dejando solo la parte externa de la punta y el otro extremo del cable eléctrico aislado descubierto por el material aislante.
Mediante el uso de una unidad de punta configurada como se ha descrito anteriormente, se obtiene que el riesgo de impacto de un rayo golpeando directamente en las partes internas del sistema de protección contra rayos, es decir, a través de la estructura de las palas de la turbina eólica, se elimina o al menos se reduce significativamente parte en la punta de la pala de la turbina eólica.
En una realización de la invención, el cable eléctrico aislado es un cable de alta tensión sin blindaje.
El uso de un cable de alta tensión tiene la ventaja de que dichos cables están provistos de un aislamiento de cable suficiente para soportar grandes diferencias de potencial como las que se producen en el caso del impacto de un rayo.
De acuerdo con la invención, el elemento de conexión está integrado en la al menos una base de recepción lateral en forma de un orificio pasante.
La integración del elemento de conexión en una base receptora lateral da como resultado un menor número de componentes y menos puntos de conexiones eléctricas dentro de la unidad de punta.
En una realización de la invención, el conductor de la unidad de punta interna está formado por una parte del cable eléctrico aislado.
Dejar que una parte del cable aislado forme el conductor interno de la unidad de punta da como resultado un menor número de componentes y menos puntos de conexiones eléctricas dentro de la unidad de punta.
En una realización de la invención, el aislamiento del cable se ha eliminado de la parte del cable eléctrico aislado que forma el conductor de la unidad de punta interna. La eliminación del aislamiento del cable de la parte del cable eléctrico aislado que forma el conductor interno de la unidad de punta facilita y simplifica el proceso de producción de la unidad de punta.
En una realización de la invención, la distancia entre el punto más externo de la parte externa de la punta y el centro de la base receptora lateral más cercana a la punta es entre 0,3 metros y 2 metros, preferentemente entre 0,8 metros y 1,2 metros. Los intervalos de distancia descritos permiten una distancia optimizada entre el receptor de la punta y el receptor del lado más cercano de la pala de la turbina eólica.
En una realización de la invención, la distancia entre el centro de la base del receptor lateral más alejada de la punta y el punto donde el cable eléctrico aislado sale de la parte fundida de la unidad de punta es entre 0,1 metros y 0,5 metros, preferiblemente entre 0,15 metros. y 0,3 metros.
Se ha demostrado que los intervalos de distancia descritos garantizan la protección suficiente contra el impacto directo de rayos en las partes internas de la unidad de punta.
En una realización de la invención, la parte externa de la punta está unida de forma liberable a la parte restante de la unidad de punta.
El uso de una parte externa de la punta unida de forma liberable permite la sustitución de la parte externa, es decir, del receptor de la punta del sistema de protección contra rayos, si ha sido dañado destruido por el impacto de demasiados y/o rayos demasiado fuertes.
En una realización de la invención, la parte externa y la parte interna de la punta están integradas en una parte común. La integración de las partes externa e interna de la unidad de punta en una parte común da como resultado un menor número de componentes y menos puntos de conexiones eléctricas dentro de la unidad de punta.
En una realización de la invención, la unidad de punta está unida a la pala de turbina eólica por medio de un adhesivo. El uso de un adhesivo para unir la unidad de punta a la pala de la turbina eólica significa que no es necesario penetrar ninguna parte estructural de la pala de la turbina eólica ni debilitarla de ninguna otra forma en relación con la unión. En una realización de la invención, el material aislante utilizado para la fundición comprende al menos un material de la lista que comprende: materiales poliméricos, nanocompuestos poliméricos, materiales termoplásticos, materiales termoestables, espumas aislantes o cualquier combinación de los mismos.
Se ha demostrado que los tipos de materiales descritos comprenden una serie de materiales con las propiedades mecánicas y eléctricas necesarias para este fin.
En una realización de la invención, el espesor mínimo del material aislante colado es entre 3 mm y 30 mm, preferentemente entre 5 mm y 15 mm.
Se ha demostrado que los intervalos de espesor descritos aseguran el aislamiento suficiente para evitar el impacto directo de rayos golpeando en las partes internas de la unidad de punta.
En una realización de la invención, el material aislante utilizado para la fundición está dimensionado para resistir diferencias de potencial de al menos 20 kV, preferiblemente al menos 200 kV entre la superficie exterior de la unidad de punta y las partes conductoras dentro de la unidad de punta.
La protección contra diferencias de potencial dentro de los intervalos descritos ha demostrado ser suficiente para obtener la protección deseada contra el impacto directo de rayos en las partes internas de la unidad de punta.
En una realización de la invención, la parte externa de la punta consiste al menos parcialmente en cobre o una aleación de cobre.
El uso de cobre asegura una muy alta conductividad eléctrica, alta conductividad térmica y, por lo tanto, excelentes propiedades para manejar el proceso de fijación del arco. Además, el uso de cobre permite utilizar procesos de soldadura exotérmica en la parte externa de la punta.
En una realización de la invención, la parte externa de la punta consiste al menos en parte en carburo de tungsteno.
El uso de carburo de tungsteno asegura una alta conductividad eléctrica, una alta conductividad térmica, una temperatura de fusión muy alta y, por lo tanto, una baja susceptibilidad a la erosión de carga por el golpe de un rayo. En particular, los recubrimientos de carburo de tungsteno aplicados sobre otros materiales tienen un alto rendimiento comprobado para los componentes de carrera larga. La estabilidad química de los carburos es alta, lo que significa que el riesgo de problemas relacionados con la corrosión se reduce considerablemente.
En una realización de la invención, la parte externa de la punta consiste al menos en parte de acero.
El uso de acero asegura una resistencia mecánica muy alta y reduce el riesgo de problemas relacionados con la corrosión a un costo relativamente bajo. Además, el uso de acero permite utilizar procesos de soldadura exotérmica. En una realización de la invención, la parte externa de la punta consiste al menos en parte en aluminio.
El uso de aluminio permite un procesamiento mecánico fácil a un coste relativamente bajo.
En una realización de la invención, la parte interna de la punta consiste al menos en parte en hierro.
El uso de hierro asegura una alta resistencia mecánica y permite un fácil procesamiento mecánico a un coste relativamente bajo. Además, el uso de hierro permite utilizar procesos de soldadura exotérmica.
En una realización de la invención, la parte interna de la punta consiste al menos en parte en cobre.
El uso de cobre asegura una conductividad eléctrica muy alta y reduce el riesgo de problemas relacionados con la corrosión. Además, el uso de cobre permite utilizar procesos de soldadura exotérmica en la parte externa de la punta. En una realización de la invención, la parte interna de la punta consiste al menos en parte en latón.
El uso de latón significa que al menos algunas de las propiedades ventajosas del cobre se pueden obtener a menor costo y con un material menos dúctil. El uso de latón resistente a la corrosión garantiza un buen cumplimiento en entornos hostiles.
En una realización de la invención, el conductor de la unidad de punta interna está conectado mecánica y eléctricamente a la parte interna de la punta mediante soldadura exotérmica.
El uso de soldadura exotérmica da como resultado una conexión mecánica muy fuerte y asegura una muy buena conexión eléctrica.
En una realización de la invención, la parte interna de la punta consiste al menos en parte en aluminio.
El uso de aluminio permite un procesamiento mecánico fácil a un costo relativamente bajo.
En una realización de la invención, el conductor de la unidad de punta interna está mecánica y eléctricamente conectado a la parte interna de la punta por medio de una conexión engarzada, tal como crimpado con mandril de contacto.
El uso de crimpado con mandril de contacto da como resultado una conexión mecánica y eléctrica rentable.
En una realización de la invención, la al menos una base de receptor lateral consiste al menos en parte en aluminio. El uso de aluminio permite un procesamiento mecánico fácil a un coste relativamente bajo.
En una realización de la invención, el conductor de la unidad de punta interna y/o el cable eléctrico aislado se conectan mecánica y eléctricamente a la al menos una base lateral del receptor por medio de crimpado con mandril de contacto. El uso de crimpado con mandril de contacto da como resultado una conexión mecánica y eléctrica rentable.
En una realización de la invención, el conductor de la unidad de punta interna y/o el cable eléctrico aislado están conectados mecánica y eléctricamente a la al menos una base receptora lateral mediante soldadura exotérmica. El uso de soldadura exotérmica da como resultado una conexión mecánica muy fuerte y asegura una muy buena conexión eléctrica.
En una realización de la invención, donde el cable eléctrico aislado está terminado en un terminal de cable, que está atornillado a una base receptora lateral.
El uso de un terminal de cable atornillado da como resultado una conexión mecánica y eléctrica rentable y segura. En una realización de la invención, la geometría exterior deseada y las dimensiones de la unidad de punta para ser utilizada en un tipo específico de palas de turbinas eólicas se obtienen a través de la personalización de una unidad de punta estandarizada que tiene una cierta geometría predefinida y dimensiones mínimas mediante la adición de material adicional a la superficie exterior de la unidad de punta estandarizada.
El uso de una unidad de punta estandarizada personalizada permite una producción más estandarizada y, por lo tanto, más rentable.
En una realización de la invención, el material adicional añadido es el mismo material aislante que se utiliza para la fundición de la unidad de punta y la fundición de la unidad de punta y la adición del material adicional se realizan en un único proceso.
Agregar el material adicional como parte del proceso de fundición da como resultado una producción más simple y rentable.
En una realización de la invención, el material adicional añadido es un material de espuma añadido para llenar la cavidad entre la carcasa interior de una pala de turbina eólica y una unidad de punta estandarizada dispuesta en ella. La adición del material adicional después de disponer la unidad de punta estandarizada en la pala de turbina eólica aumenta la flexibilidad del uso de la unidad de punta en diferentes tipos de palas de turbina eólica.
En otro aspecto de la invención, se refiere a una pala de turbina eólica que comprende una unidad de punta como se ha descrito anteriormente.
Figuras
A continuación, se describen con más detalle algunos ejemplos de realización de la invención con referencia a las figuras, de las cuales
La figura 1 es una vista esquemática de la parte de punta de una pala de turbina eólica con una unidad de punta de acuerdo con una realización de la invención,
La figura 2a es una vista en perspectiva de una unidad de punta de acuerdo con una realización de la invención, de la que se ha retirado el material aislante,
La figura 2b es una vista en perspectiva de la unidad de punta que se muestra en la figura 2a, incluido el material aislante,
La figura 3a es una vista lateral de la unidad de punta que se muestra en la figura 2b,
La figura 3b es una vista en sección transversal de la unidad de punta que se muestra en la figura 3a,
La figura 4a es una vista esquemática de la parte interna de una punta de una unidad de punta de acuerdo con una primera realización de la invención,
La figura 4b es una vista esquemática de la parte interna de una punta de una unidad de punta de acuerdo con una segunda realización de la invención,
La figura 4c es una vista esquemática de la parte interna de una punta de una unidad de punta de acuerdo con una tercera realización de la invención,
La figura 5 es una vista en sección transversal esquemática de un freno electromagnético de acuerdo con una primera realización de la invención,
Las figuras 6a-6b ilustran esquemáticamente la realización de la conexión mecánica y eléctrica entre la base del receptor lateral que se muestra en la figura 5 y otras partes eléctricamente conductoras de una unidad de punta de acuerdo con una realización de la invención,
Las figuras 6c-6d son vistas transversales esquemáticas de la conexión mecánica y eléctrica entre la base del receptor lateral que se muestra en la figura 5 y otras partes eléctricamente conductoras de una unidad de punta de acuerdo con dos realizaciones diferentes de la invención, y
Las figuras 7a-7b son vistas esquemáticas en sección transversal de la conexión mecánica entre la parte de la base del receptor lateral de la unidad de punta y las carcasas de las palas de turbina eólica de acuerdo con una realización de la invención.
Descripción detallada de la invención
La figura 1 muestra cómo se puede disponer una unidad 1 de punta de acuerdo con una realización de la invención en el extremo de punta de una pala 2 de turbina eólica. Preferiblemente, la unidad 1 de punta se fija a la pala 2 de turbina eólica por medio de un adhesivo adecuado, tal como adhesivos epoxi de 2 componentes, adhesivos de poliuretano de curado rápido, adhesivos de poliuretano de 2 componentes, adhesivos de acrilato de curado de 2 componentes u otros adhesivos poliméricos.
La unidad 1 de punta, que se describe con más detalle a continuación con referencia a las figuras 2a y 2b está dispuesta con su eje longitudinal al menos sustancialmente paralelo al eje longitudinal de la pala 2 de turbina eólica de tal manera que la parte 4 externa de la punta 3 forma la punta de la pala 2 de turbina eólica y el cable 9 aislado forma la parte más exterior de un conductor 10 de bajada que se extiende a lo largo del eje longitudinal de la pala 2 de turbina eólica en la dirección del extremo de raíz de la misma.
La figura 2a es una vista general en perspectiva de una unidad 1 de punta de acuerdo con una realización de la invención, de la que se ha retirado el material 13 aislante. La unidad 1 de punta ilustrada comprende cuatro elementos eléctricamente conductores, a saber, una parte 4 externa y una parte 5 interna de la punta 3, que está conectada eléctrica y mecánicamente a una base 6 receptora lateral a través de un conductor 8 interno de la unidad de punta. El conductor 8 de la unidad de punta interna está conectado a la base 6 receptora lateral por medio de un elemento 12 de conexión integrado en la misma. Un cable 9 eléctrico aislado, que forma la parte más exterior de un conductor 10 de bajada del sistema de protección contra rayos de la pala 2 de turbina eólica, se conecta a la base 6 receptora lateral mediante el mismo elemento 12 de conexión. Así, todas las partes 5, 6, 8, 9 eléctricamente conductoras de la unidad 1 de punta están eléctrica y mecánicamente conectadas entre sí.
La figura 2b muestra la misma unidad 1 de punta que la figura 2a con la excepción de que ahora el material 13 aislante no se ha eliminado. Así, además de la parte del cable 9 eléctrico aislado que forma el conductor 10 de bajada desde la punta 1 y hacia el interior hacia el extremo de la raíz de la pala 2 de turbina eólica y una parte final de la parte 5 interna de la punta 3, todas las partes 5, 6, 8, 9 eléctricamente conductoras de la unidad 1 de punta están totalmente cubiertas por un material 13 eléctricamente aislante, como nanocompuestos poliméricos, materiales termoplásticos, materiales termoendurecibles, espumas aislantes o cualquier combinación de los mismos. El espesor, geometría y propiedades materiales de este material 13 aislante está dimensionado para soportar las condiciones ambientales (vibraciones, temperaturas, ciclos de temperatura, humedad, etc.) y los campos eléctricos durante la exposición al rayo y el funcionamiento normal de la pala de turbina eólica.
Por lo tanto, solo hay dos formas en las que un rayo puede alcanzar las partes 5, 6, 8, 9 internas de la unidad 1 de punta y, por lo tanto, la parte del conductor 10 de bajada que se extiende a través de esta parte de la pala 2 de turbina eólica. Una es a través de un receptor de punta del sistema pararrayos formado por una parte 4 externa de la punta 3, que está conectada mecánica y eléctricamente a la parte 5 interna de la punta 3 a través de la parte final de la misma, que no está cubierta por el material 13 eléctricamente aislante. La otra forma es a través de un receptor 7 lateral (no mostrado en esta figura), que está dispuesto en la superficie exterior de la carcasa o para estar al ras con la superficie de la carcasa de la pala 2 de turbina eólica y no es parte de la propia unidad 1 de punta . El receptor 7 lateral está mecánica y eléctricamente conectado a la base 6 receptora lateral a través de la penetración de la carcasa 24 (no mostrada en esta figura) de la pala 2 de turbina eólica y el material 13 eléctricamente aislante que cubre la base 6 receptora lateral. El hecho de que los rayos solo puedan alcanzar el sistema interno de protección contra rayos a través del receptor de punta y el receptor 7 lateral dispuestos en la superficie exterior de la pala 2 de turbina eólica significa que ningún rayo atraviesa las partes estructurales de esta parte de la pala 2 de turbina eólica. Por lo tanto, el riesgo de daño o incluso destrucción de las partes estructurales de la punta de la pala 2 de turbina eólica se elimina o al menos se reduce significativamente.
En los extremos de las partes cilíndricas de la unidad 1 de punta alrededor de la base 6 receptora lateral, el material 13 aislante forma huecos en su superficie para la colocación de un material 23 adhesivo (no mostrado en esta figura) como se describe con más detalle a continuación con referencia a las figuras 8a y 8b.
Las figuras 3a y 3b son una vista lateral y una vista en sección transversal, respectivamente, de la unidad 1 de punta que se muestra en la figura 2b.
La figura 4a es una vista esquemática de la parte 5 interna de una punta 3 de una unidad 1 de punta de acuerdo con una primera realización de la invención. Dependiendo del material eléctricamente conductor, del que está hecha la parte 5 interna de la punta 3, el conductor interno de la unidad 8 de punta puede conectarse mecánica y eléctricamente a él utilizando diferentes métodos, como soldadura exotérmica o conexiones engarzadas, por ejemplo, crimpado con mandril de contacto.
La figura 4b es una vista esquemática de la parte 5 interna de una punta 3 de una unidad 1 de punta de acuerdo con una segunda realización de la invención. Esta realización difiere de la que se muestra en la figura 4a por el hecho de que la parte 5 interna de la punta 3 está provista de un reborde 14 para facilitar la unión de una parte 4 externa (no mostrada) de la punta 3.
La figura 4c es una vista esquemática de la parte 5 interna de una punta 3 de una unidad 1 de punta de acuerdo con una tercera realización de la invención. En esta realización, la parte 5 interna de la punta 3 está provista de un par de orificios 15 de montaje para unir una parte 4 externa (no mostrada) de la punta 3.
La figura 5 es una vista en perspectiva de una base 6 receptora lateral de una unidad 1 de punta de acuerdo con una realización de la invención. Básicamente, la base 6 receptora lateral consiste en un cilindro hecho de un material eléctricamente conductor, tal como, por ejemplo, cobre o aluminio. En la realización ilustrada, un elemento 12 de conexión está integrado en la base 6 receptora lateral en forma de un orificio 12 pasante. Se hace un rebaje 16 en la superficie del cilindro paralelo al orificio 12 pasante y a poca distancia del mismo para permitir el acceso de una herramienta 18 de presión (no mostrada en esta figura) como se describe con más detalle a continuación en relación con las figuras 6a y 6b. Un receptor 7 lateral (no mostrado en esta figura) se puede conectar mecánica y eléctricamente a la base 6 receptora lateral taladrando/atornillando una parte del mismo en una superficie 17 extrema de la base 6 receptora lateral a través de la penetración de la carcasa de la pala 2 de turbina eólica y el material 13 eléctricamente aislante que cubre la unidad 1 de punta.
Las figuras 6a y 6b ilustran esquemáticamente la realización de la conexión mecánica y eléctrica entre la base 6 receptora lateral que se muestra en la figura 5 y el conductor interno de la unidad 8 de punta y el cable 9 eléctrico aislado de una unidad 1 de punta de acuerdo con una realización de la invención.
Las partes 8, 9 conductoras se colocan en el elemento 12 de conexión formado por el orificio pasante en la base 6 receptora lateral, y se usa una herramienta 21 de presión para presionar la pared relativamente delgada entre el rebaje 16 y el orificio 12 pasante contra el conductor de la unidad 8 de punta interna y el cable eléctrico 9 aislado, por lo que se forma una conexión mecánica y eléctrica sólida y confiable entre la base 6 receptora lateral y estas partes 8, 9 conductoras. El trabajo de la herramienta 21 de presión se ilustra esquemáticamente mediante las marcas 22 de presión en la figura 6b.
Las dos superficies de los extremos del cilindro que forman la base 6 receptora lateral en la realización que se muestra en la figura 6a están ligeramente inclinadas para alinearse con las superficies de las partes internas de la carcasa de la pala 2 de turbina eólica (no se muestra en esta figura) cuando la unidad 1 de punta está montada en el mismo.
Las figuras 6c-6d son vistas transversales esquemáticas de la conexión mecánica y eléctrica entre la base 6 receptora lateral mostrada en la figura 5 y otras partes 8, 9 eléctricamente conductoras de una unidad de punta 1 de acuerdo con dos realizaciones diferentes de la invención.
En la primera realización ilustrada en la figura 6c, el conductor 8 de la unidad de punta interna y el cable 9 eléctrico aislado consisten en dos partes diferentes colocadas en el orificio pasante que forma el elemento 12 de conexión desde sus dos extremos, respectivamente. En la otra realización ilustrada en la figura 6d, por otro lado, el conductor 8 de la unidad de punta interna y el cable 9 eléctrico aislado están formados por el mismo cable físico que pasa completamente a través del orificio pasante que forma el elemento 12 de conexión.
Las figuras 7a-7b son vistas esquemáticas en sección transversal de la conexión mecánica entre la base 6 receptora lateral parte de la unidad 1 de punta y las carcasas 24 de pala de turbina eólica de acuerdo con una realización de la invención.
Se coloca un material 23 adhesivo en los rebajes 20 formados en el material 13 aislante en ambos extremos de la parte cilíndrica de la unidad 1 de punta que contiene la base 6 receptora lateral como se ilustra en la figura 7a. Cuando la unidad 1 de punta está dispuesta entre las carcasas 24 de pala de turbina eólica como se indica en la figura 7b, este material 23 adhesivo asegura conexiones herméticas entre la unidad 1 de punta y las carcasas 24 de pala de turbina eólica.
Esto significa que ningún aire o agua puede llegar a un receptor 7 lateral, que está conectado mecánica y eléctricamente a la base 6 receptora lateral a través de la penetración de la carcasa 24 de la pala 2 de turbina eólica, el material 23 adhesivo y el material 13 aislante eléctrico que cubre la base 6 receptora lateral. Por lo tanto, el riesgo de problemas de corrosión relacionados con la instalación del receptor 7 lateral y el riesgo de descargas internas de las partes expuestas del receptor 7 lateral dentro de la carcasa 24 de pala de turbina eólica se reducen significativamente.
Lista de números de referencia
1. Unidad de punta
2. Pala de turbina eólica
3. Punta para pala de turbina eólica
4. Parte externa de la punta
5. Parte interna de la punta
6. Base del receptor lateral
7. Receptor lateral
8. Conductor de unidad de punta interna
9. Cable eléctrico aislado
. Conductor de bajada
. Extremo de la raíz de la pala de la turbina eólica
. Elemento de conexión
. Material aislante
. Brida para montaje de la parte externa de la punta
. Orificios de montaje para la parte externa de la punta
. Rebaje para acceder a la herramienta de prensado
. Superficie para montaje de receptor lateral
. Herramienta de prensado
. Material aislante adicional
. Superficie con rebaje para adhesivo
. Herramienta de prensado
. Marca de prensa
. Material adhesivo
. Carcasa de pala de turbina eólica

Claims (20)

REIVINDICACIONES
1. Una unidad (1) de punta totalmente aislada para un sistema de protección contra rayos para una pala (2) de turbina eólica, comprendiendo dicha unidad de punta
una punta (3) conductora de electricidad para una pala de turbina eólica, cuya punta consiste en una parte (4) externa y una parte (5) interna, formando la parte externa un receptor de punta,
al menos una base (6) receptora lateral hecha de un material eléctricamente conductor para el montaje mecánico de uno o más receptores (7) laterales dispuestos en la superficie externa de la pala de tal manera que se establezca una conexión eléctrica entre el(los) respectivo(s) receptor(es) lateral(es) y la(s) base(s) del(de los) receptor(es) lateral(es),
un conductor (8) interno de la unidad de punta para formar una conexión eléctrica entre la parte interna del receptor de punta y la(s) base(s) receptora(s) lateral(es),
un cable (9) eléctrico aislado para formar la parte más externa de un conductor (10) de bajada que se extiende internamente dentro de la pala de turbina eólica en la dirección longitudinal de la misma desde al menos una base receptora lateral hacia el extremo (11) de raíz de la pala, y
un elemento (12) de conexión está integrado en al menos una base (6) receptora lateral en forma de orificio (12) pasante para establecer la conexión eléctrica entre el cable eléctrico aislado y las otras partes conductoras de la unidad de punta,
en la que la parte interna de la punta, la(s) base(s) receptora(s) lateral(es), el conductor interno de la punta, el elemento de conexión y un extremo del cable eléctrico aislado están todos incrustados por fundición en un material (13) aislante dejando únicamente la parte externa de la punta y el otro extremo del cable eléctrico aislado descubiertos por el material aislante.
2. La unidad de punta de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el cable eléctrico aislado es un cable de alta tensión sin blindaje.
3. La unidad de punta de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el conductor interno de la unidad de punta está formado por una parte del cable eléctrico aislado.
4. La unidad de punta de acuerdo con la reivindicación 3, en la que se ha eliminado el aislamiento del cable de la parte del cable eléctrico aislado que forma el conductor interno de la unidad de punta.
5. La unidad de punta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la parte externa de la punta está unida de forma liberable a la parte restante de la unidad de punta.
6. La unidad de punta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la parte externa y la parte interna de la punta están integradas en una parte común.
7. La unidad de punta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la unidad de punta está unida a la pala de turbina eólica por medio de un adhesivo.
8. La unidad de punta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el material aislante utilizado para la fundición comprende al menos un material de la lista que comprende: materiales poliméricos, nanocompuestos poliméricos, materiales termoplásticos, materiales termoestables, espumas aislantes o cualquier combinación de los mismos.
9. La unidad de punta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la parte externa de la punta consiste al menos parcialmente en cobre o una aleación de cobre.
10. La unidad de punta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la parte externa de la punta consiste al menos parcialmente en acero.
11. La unidad de punta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la parte externa de la punta consiste al menos parcialmente en aluminio.
12. La unidad de punta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la parte interna de la punta consiste al menos parcialmente en latón.
13. La unidad de punta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la parte interna de la punta consiste al menos parcialmente de aluminio.
14. La unidad de punta de acuerdo con la reivindicación 13, en la que el conductor interno de la unidad de punta está conectado mecánica y eléctricamente a la parte interna de la punta por medio de una conexión engarzada, tal como crimpado con mandril de contacto.
15. La unidad de punta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos una base receptora lateral consiste al menos parcialmente de aluminio.
16. La unidad de punta de acuerdo con la reivindicación 15, en la que el conductor interno de la unidad de punta y/o el cable eléctrico aislado están conectados mecánica y eléctricamente a la al menos una base receptora lateral por medio de prensado de mandril de contacto.
17. La unidad de punta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la geometría exterior y las dimensiones deseadas de la unidad de punta para ser utilizada en un tipo específico de palas de turbinas eólicas se obtienen mediante la personalización de una unidad de punta estandarizada que tiene una cierta geometría predefinida y unas dimensiones mínimas. agregando material adicional a la superficie exterior de la unidad de punta estandarizada.
18. La unidad de punta de acuerdo con la reivindicación 17, en la que el material extra añadido es el mismo material aislante que se utiliza para la fundición de la unidad de punta y en el que la fundición de la unidad de punta y la adición del material extra se realizan en un solo proceso.
19. La unidad de punta de acuerdo con la reivindicación 17, en la que el material adicional añadido es un material de espuma añadido para llenar la cavidad entre la carcasa interior de una pala de turbina eólica y una unidad de punta estandarizada dispuesta en ella.
20. Una pala de turbina eólica (2) que comprende una unidad de punta (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
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