[发明专利]一种风机桨叶引下线断裂的实时检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种风机桨叶引下线断裂的实时检测装置及方法，包括安装在桨叶内部的引下线和桨叶法兰之间的传感器，所述传感器包括与引下线电连接的第一端子和与桨叶法兰电连接的第二端子，第一端子和第二端子之间形成火花间隙；第一端子和第二端子均电连接有火花间隙电荷测量电路；所述传感器有线或无线连接有信号分析与逻辑单元。本发明可以实时判断桨叶引下线的运行状态，并快速定位故障风机，实时监测，保证风机的运行可靠性同时大大缩短了风机故障检测时间。

技术领域

本发明涉及风机防雷技术领域，具体地说是一种风机桨叶引下线断裂的实时检测装置。

背景技术

风机机组在正常运行时遭受到雷击，如果内部没有安装引下线，将会导致风机桨叶出现机械故障或者局部电气故障，严重时会出现叶片炸裂等事故影响到整个风机的运行，而且风机机组安装成本高，昂贵部件不易维修，一旦出现故障损坏极易造成巨大的财产损失，因此在风机桨叶上安装引下线是必不可少的，然而引下线经过长时间的工作易出现断股或断裂的问题，若不能及时发现则会危及桨叶甚至整个风机的安全稳定运行，而如何实时检测风机桨叶引下线的运行状态，至今仍未提出一个很好的解决办法。

根据调查，风机桨叶内部安装的引下线多采用铜导体，外表面金属化物多采用网状或箔状结构，当雷电流流过后，引下线外表面因长期工作会造成局部熔化或灼蚀损伤，而且风机内部引下线铜导体在长期受到叶片的张力作用下会出现断股甚至是断裂的问题。一旦遇到这种情况的桨叶被雷击中，可能会产生非常严重的后果。据调查数据显示，在风电场自然事故中有60％是雷击事故，而叶片损伤占到所有雷击事故的7％～10％，即使有较小的雷电流流过断股处，也会在该点产生巨大的热能量，导致该段引下线温度迅速升高，使得叶片变形或者开裂。当引下线出现断裂的情况，雷电流流过该导电通道时极易产生电弧，电弧产生的高温也会对叶片造成巨大的破坏，这也是风机桨叶损坏的主要原因之一，一旦发生叶片变形或者开裂，将会对风机的安全运行造成巨大的影响，产生巨大的财产损失，还会使风机处于停运状态，降低风机的利用率。

现有研究中，对风机桨叶引下线状态的检测方法十分稀少，德国森维安有限公司研究了一种叶片避雷装置，对引下线缆的线缆区段进行剥皮，在剥皮的线缆区段安置连接件和避雷接收器电偶联，但此方法仅能检测出雷击，并不能判断引下线运行状态；内蒙古科技大学提出了一种风力发电机桨叶引下线断线测试系统及方法，以此来检测引下线断线位置，通过在桨叶叶根处的引下线上加载脉冲信号发生装置并套上传感器，传感器通过信号调理电路与计算机建立信号传输连接，通过计算机控制脉冲信号发生器发出脉冲信号并加载到引下线上，通过算法来判断引下线是否断线和断线位置，但此方法需要人为控制，不能实时检测引下线状态，而且需要进入到轮毂进行测量，存在较大不便；现今多数风场采用人工巡检的方式来检测桨叶引下线的运行状况，该方法不仅效率低下同时主观性很强，极易造成检测误判。

因此如何检测风机桨叶引下线的运行状态并快速定位故障桨叶，本发明提出一种新型风机桨叶引下线运行状态的实时检测装置，对提高检测效率和风机运行安全性可靠性至关重要。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种风机桨叶引下线断裂的实时检测装置及方法，本发明可以实时判断桨叶引下线的运行状态，并快速定位故障风机，实时监测，保证风机的运行可靠性同时大大缩短了风机故障检测时间。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种风机桨叶引下线断裂的实时检测装置，包括安装在桨叶内部的引下线和桨叶法兰之间的传感器，所述传感器包括与引下线电连接的第一端子和与桨叶法兰电连接的第二端子，第一端子和第二端子之间形成火花间隙；第一端子和第二端子均电连接有火花间隙电荷测量电路；所述传感器有线或无线连接有信号分析与逻辑单元。

进一步的改进，所述信号分析与逻辑单元为单片机或智能电脑。