本发明专利技术公开了一种风力发电机叶片中导电线的测量系统及方法，本系统安装在风力发电机中，本系统利用放电间隙，通过测量经过风力发电机的每支叶片的引下线的电荷流，并比较该风机所有叶片的测量值来实现监测风力发电机叶片内的引下线在整个叶片中的连接状态，如果某支叶片在正常运行中具有相对较少的电荷流量，则生成报警，指示有故障的引下线。本发明专利技术提供的方案不需要对叶片本身中的布线进行改变或增加，方案构成简单，成本低，易于实施；即适用于叶片的生产制作方案，同时也可作为叶片的改造解决方案。造解决方案。造解决方案。
【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机叶片中导电线的测量系统及测量方法
[0001]本专利技术涉及风力发电技术，具体涉及一种安装在风力发电机中以监视每支叶片内的防雷引下线状态的系统。
技术介绍
[0002]与周围环境相比，风力发电机的叶片由于位置高而非常容易遭受雷击。为了控制雷击放电通路，大多数叶片的表面会安装接闪器。接闪器连接到叶片内的引下线，该引下线又连接到机舱，并从那里通过塔筒导入大地。
[0003]众所周知，机械或其他环境应力可能导致叶片内的引下线存在缺陷，导致引下线电缆在风力发电机叶片长度范围的一个或多个接闪器之间分离。这会导致放电通路失去控制，并且在雷击事件发生时严重增加叶片损坏的风险。
[0004]因此需要一种检测防雷引下线相对叶尖接闪器的任何位置是否存在断点的检测方案。理想情况下，此类检测方案应支持在线监控，即检测方案使用到的测量设备应固定安装在单独的叶片上。
[0005]现有技术中有多种方法来测量导线(即引下线)是否沿其预期路径断裂。
[0006](1)典型的方案是简单的电阻测量以及高频(脉冲)波仪器，其中前者需要建立导电环路(如可参阅公开号CN 105545615 A的专利申请)，而后者则需要复杂的设备，且设备成本相对本专利技术较高。
[0007](2)通过测量空气的电荷来检测和测量雷电放电。例如专利号US 6061216美国专利，公开了“雷电检测设备和方法”；该技术利用天线和放大器配置来接收雷电和电噪声产生的静电放电，以输出代表放电的模拟电信号。该模拟信号被施加到阈值检测电路，该阈值检测电路在输入信号上升到预定电平以上时激活其输出。在此基础上，计算机或类似设备检查输出以确定打开事件窗口。事件窗口内的脉冲具有事件关联特征，可用来比较；如果脉冲信号的特征与雷电事件相关，则会生成警报信号。
[0008]例如，专利号US9450392B2的美国专利，其公开了“用于检测源自雷电的电荷的方法。该专利技术描述了对来自穿过引下线系统的雷电的电荷的测量。该专利技术具体涉及一种风力发电机的检测装置，其中，所述风力发电机包括用来传导因雷电感应产生的电流的引下线系统，其中，所述检测装置包括用于建立电荷表示的电荷测量装置，其中，所述电荷表示代表因雷电感应在所述引下线系统中产生的电荷，并且其中，所述检测装置还包括估测器，用于基于所述电荷表示来估计风力发电机中的一个或多个组件因雷电引起的劣化。
[0009](3)测量空气中的电场。如专利号KR101813851B1的韩国专利，该专利描述了一种基于电子电路的非旋转型电场传感器。
[0010]针对公开号CN 105545615 A的专利申请，该专利申请公开的方案通过使用导电闭环实现在风力发电机叶片根部的直接测量电阻值。该方案能够有效解决创建导电回路时的主要问题之一，即由于在雷击期间会承受极高的电流，因此感应电压会在回路导线之间产生明显的电弧风险。对此问题，公开号CN105545615A的专利申请所公开的方案中描述利用
通过在叶片内部导电环的导线之间向下分布的火花间隙来控制所述电弧的方案。
[0011]据此，公开号CN 105545615 A的专利申请所公开的方案在实际应用时，存在如此问题：
[0012](1)该方案需要对叶片本身中的布线进行变动，因此只能够作为风机叶片生产的一个选项方案，通常不会被考虑作为风机叶片的改造解决方案。
[0013](2)该方案的安全应用将需要在整个叶片结构中使用多个放电间隙，结构复杂，成本高。
[0014]由此而见，由于机械应力和连接不良，风机叶片中的内部引下线有时会断裂。本领域需要一种实用的检测方案能够有效识别出那些损坏的导体。
[0015]其中，通过电阻测量来检测损坏的导体需要在风机叶片上建立导电回路。这实际上成本很高，特别是对于改造解决方案而言，因为需要将额外的导线附加到叶片上进行测量，导线有可能需要附着在叶片的外部。由于在雷击发生期间感应电压的存在，应用的固定回路导线还会带来明显的电闪络或电弧风险，这既可能导致风机叶片损坏风险增加，也会导致回路的高风险，其本身会由于雷电放电而断裂。因此，增加回路导线不是优选的解决方案。
[0016]而，高频(脉冲)波测量系统虽然不需要回路导体，但是这种系统很复杂，因此价格昂贵。因此，该方案不是优选的解决方案。
[0017]同时，对于风力发电机运营商来说，首选在线监测解决方案，以便能够进行有针对性的预防性维护和修理。
[0018]因此，本领域需要一种低成本且安全简单的方案来确定风机叶片中的引下线是否断裂。
技术实现思路
[0019]针对现有测量风机叶片中导线(即引下线)是否沿其预期路径断裂的方案，存在安全风险高，方案复杂等问题，本专利技术的目的在于提供一种风力发电机叶片中导电线相对长度的测量系统，本系统方案低成本且安全简单，并可有效确定风机叶片中的引下线的断裂状态。
[0020]为了达到上述目的，本专利技术提供的风力发电机叶片中导电线的测量系统，包括：
[0021]多个接闪器，所述多个接闪器通过导电线相互连接并安装于每支风力发电机叶片内部用于接收雷击；
[0022]一个放电间隙装置，其一端连接于导电线的末端，另一端连接于每支风力发电机叶片的接地端；
[0023]一个测量单元，所述测量单元用于测量大气环境中多个风力发电机叶片内部导电线对地电位；
[0024]一个测定单元，所述测定单元通过比较所述测量单元测量所得的风力发电机叶片的导电线对地电位，以确定每个支叶片内导电线受损状态。
[0025]进一步地，所述测量系统连续地或不连续地测量电位差，以允许测量自从上次离散测量以来所累积的全电位。
[0026]进一步地，所述电位差的评估基于对时间序列的记录数据的统计分析。
[0027]为了达到上述目的，本专利技术提供的风力发电机叶片中导电线的测量方法，所述测量方法通过测量经过风力发电机每支叶片的引下线的电位差，并比较该风机所有叶片的测量值来实现对所有叶片中引下线的断裂状态进行检测。
[0028]进一步地，所述测量方法连续地或不连续地测量电位差，以允许测量自从上次离散测量以来所累积的全电位。
[0029]进一步地，所述测量方法中对电位差的评估基于对时间序列的记录数据的统计分析。
[0030]本专利技术提供的测量系统，通过风机叶片的电荷流的相对测量值(当朝向天空时)可用于确定引下线在叶片中是否断裂。
[0031]不同于现有技术中将测量集中在雷电放电事件上，本专利技术提供的测量系统创新的通过测量电压电势来测量导电线之间的差异，如果在正常运行中(当叶片旋转时)风力发电机叶片之间的这种电势不同，则表明导电线已损坏。
[0032]本专利技术提供的方案不需要对叶片本身中的布线进行改变或增加，方案构成简单，成本低，易于实施；即适用于叶片的生产制作方案，同时也可作为叶片的改造解决方案。
附图说明
[0033]以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本专利技术。
[003本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.风力发电机叶片中导电线的测量系统，包括：多个接闪器，所述多个接闪器通过导电线相互连接并安装于每支风力发电机叶片内部用于接收雷击；其特征在于，所述测量系统还包括：一个放电间隙装置，其一端连接于导电线的末端，另一端连接于每支风力发电机叶片的接地端；一个测量单元，所述测量单元用于测量大气环境中多个风力发电机叶片内部导电线对地电位；一个测定单元，所述测定单元通过比较所述测量单元测量所得的风力发电机叶片的导电线对地电位，以确定每个支叶片内导电线受损状态。2.根据权利要求1所述的风力发电机叶片中导电线的测量系统，其特征在于，所述测量系统连续地或不连续地测量电位差，以允许测量自从上次离散测量以来所累积的全...
【专利技术属性】
技术研发人员：奥卢夫，
申请(专利权)人：PJ技术控股责任有限公司，
类型：发明
国别省市：
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