CN102411093A - 用于风轮机叶片的引下线的测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于风轮机叶片的引下线的测量系统。一种用于风轮机叶片（1）的引下线（2）的测量系统包括利用它的第一端（11a）串联连接到引下线（2）的测量电缆（11）。能够在叶片（1）的下基础部（4）中达到测量电缆（11）的第二端（11b）以测量电阻。

Description

用于风轮机叶片的引下线的测量系统
技术领域
本发明涉及一种用于风轮机叶片的引下线（down-conductor）的测量系统并且涉及带有用于引下线的测量系统的一种叶片和一种风轮机。更加具体地，本发明涉及引下线的电阻的测量。
背景技术
风轮机通常配备有雷电保护系统以确保由雷击诱发的大电流能够被传导到地面而不破坏风轮机的构件。
最被暴露于雷电的部件是叶片。因此，叶片配备有一根或者多根内部引下线。每一根引下线均被连接到被布置在叶片的外表面处的一个或者多个雷击接受器（lightning strike receptor）。
为了确保引下线的、正确的功能，有必要知道它的电阻。根据国际标准，所安设的每一根引下线的电阻的记录是强制性的。
通常从外侧顶端接受器到叶片底部地测量叶片的引下线的电阻。该测量是利用欧姆计或者利用已知的电流（current）和检测单元进行的。有时利用红色或者绿色灯或者报警声或者铃示出测量结果。对于已经安设的叶片而言，达到顶端接受器能够是特别地困难的。
发明内容
本发明的一个目的在于改进风轮机叶片的引下线的电阻的测量。
根据本发明分别地利用权利要求1、10、11和12的特征实现了这个目的。在从属权利要求中公开了本发明的、有利的修改和/或细节。
在一个方面，本发明涉及一种用于风轮机叶片的引下线的测量系统，该测量系统带有测量电缆，该测量电缆利用它的第一端串联连接到引下线。能够在叶片的下基础部中达到测量电缆的第二端以测量电阻。这种布置允许容易地进行测量，因为两个测量触点均位于叶片的基部中。术语电缆同样地涵盖其它适当的导体。
测量电缆的第一端可以在叶片的上部中被连接到引下线。如果第一端在叶片的顶部或者顶端处被连接到引下线，则整根引下线能够得以测量。如果第一端例如在叶片的中部中被连接到引下线，则一半引下线能够得以测量。
引下线和测量电缆可以经由接闪器（lightning receptor）连接。雷电流实际上行进的路径的电阻能够得以测量。接闪器还允许容易地安设测量电缆，因为已经存在用于引下线的固定点。
接闪器可以包括铝、黄铜、不锈钢和/或相关合金和/或碳的组中的导电材料。能够根据价格、重量或者叶片或者风轮机的状况选择材料或者材料组合。
可以经由容纳可更换接受器的、接闪器的接受器块（receptor block）连接引下线和测量电缆。还能够与这种接受器类型一起地利用本发明，该接受器类型在轻度雷击之后被广泛地用作取代努力。
用于引下线的测量系统可以包括多于一根测量电缆，每一根测量电缆均被连接到被连接到引下线的多个接闪器之一。这允许从接闪器准确地测量雷电流的每一条可能的路径。
可以为补偿式电桥测量设置两根或者更多测量电缆。具有多于一根测量电缆允许各种电桥测量组合。电桥测量能够是更加精确的和/或能够补偿温度漂移或者供应线路电阻。
单一测量电缆可以是一根或者多根多芯或者扁平带状电缆的一个部分。在安设期间，这些电缆能够是更加易于操控的。
测量电缆或者多根电缆的第二端和/或引下线或者多根引下线可以被连接到在叶片的基础部处布置的接线板，其中测量电缆或者多根电缆的第二端被以可拆离方式连接到接线板。在被连接到接线板时，测量电缆处于已被限定的电气状态中并且能够防止意外短路。测量电缆和引下线能够共享一个接线板或者能够使用多于一个接线板。例如一个接线板用于测量电缆并且一个接线板用于引下线或者多根引下线。
在第二方面，本发明涉及一种包括引下线和如上所述用于引下线的测量系统的、风轮机的叶片。如果单一或者更多叶片例如作为替换件得以制造和/或安设，则有利的是安设该测量系统或者多个系统。
在进一步的方面，本发明涉及一种包括如上所述的一个或者多个叶片的风轮机。为了实现一种完整的风轮机，将该测量系统或者多个系统安设到叶片或者多个叶片是有益的。
在进一步的方面，本发明涉及一种用于测量如上所述的叶片的引下线的电阻的方法，包括以下步骤：
-将电阻测量装置连接到测量电缆的第二端；
-测量引下线的电阻。
该方法允许容易地测量引下线的电阻，因为需要连接并且能够只是在叶片的基础部处使用电阻测量装置例如欧姆计。
引下线和测量电缆的组合电阻可以得到测量并且可以从测得组合电阻计算引下线的电阻。如果仅仅组合电阻能够或者应该得到测量，则能够例如利用测量电缆的已知电阻而从其计算引下线的电阻。
可以为补偿式电桥测量利用测量电缆中的两根。具有多于一根的测量电缆允许各种电桥测量组合。电桥测量能够是更加精确的和/或能够补偿温度漂移或者供应线路电阻。
附图说明
包括了附图以提供实施例的进一步的理解。将易于理解其它实施例和很多预期优点，因为通过参考以下详细说明，它们变得更好理解。附图的元件不一定是彼此成比例的。类似标号标识相应的类似部分。
图1示意已知的风轮机叶片的概略视图。
图2示意根据本发明带有用于引下线的测量系统的叶片的顶端的概略视图。
图3示意根据本发明带有用于引下线的测量系统的叶片的基础部的概略视图。
图4示意根据本发明带有用于引下线的测量系统的叶片的概略视图。
具体实施方式
在以下详细说明中，对于附图进行参考，附图形成其一个部分并且在其中通过示意示出其中可以实施本发明的具体实施例。在这方面，方向术语诸如“顶部”或者“底部”等是参考所描述的图（一幅或者多幅）的定向使用的。因为实施例的构件能够沿着多个不同的定向定位，所以方向术语是为了示意的意图使用的而绝非进行限制。应该理解，可以利用其它实施例并且可以在不偏离本发明的范围的情况下作出结构或者逻辑变化。因此，以下详细说明不应被视为具有限制性的意义，并且本发明的范围是由所附权利要求限定的。
图1示出用于风轮机的传统叶片1。风轮机通常具有被联结到旋转叶片毂（hub）的一个到三个叶片1。叶片毂围绕被安装在塔架顶上的主轴旋转。通常机舱包围主轴和电气系统例如发电机。
叶片1具有从叶片1的上顶端或者顶部3达到下基础部4的内部引下线2。引下线2是形式为缆或者杆的、通常由金属制成的导体。在大多数应用中，引下线2的直径相当于五十平方毫米或者更大。
几个接受器块5被连接到引下线2。接受器块5在引下线2的长度之上分布，其中接受器块5的数目依赖于叶片1的长度。接受器块5能够直接地或者经由短柱2a而被联结到引下线2，短柱2a也是引下线2的部分。
接受器块5由传导材料诸如、例如铝构成。接受器块5具有接闪器被连接于此的两个开口。为叶片1的两侧中的每一侧设置一个接受器。接受器块5和接受器的组合也经常被称作接闪器。
引下线2的下端被连接到接线板6，接线板6是在叶片1的引下线2和风轮机的雷电保护系统的后继其它部件之间的连接点。
图2更加详细地示出叶片1的上部3。在接受器块5处布置了两个接受器7。如能够看到地，为叶片1的每一侧设置一个接受器7。引下线2利用螺栓8和垫圈9而被连接到接受器块5。也能够使用或者可拆离的或者固定的其它连接。
叶片1配备有用于引下线2的测量系统10。测量系统10包括具有被连接到引下线2的第一端11a的测量电缆11。第一端11a可以可替代地被连接到传导接受器块5，接受器块5又与引下线2连接。因此，测量电缆11的第一端11a或者被直接地或者间接地与引下线2连接。
测量电缆11优选地是绝缘电缆。
图3示出叶片1的基础部3。引下线2和测量电缆11的第二端11b被连接到接线板6。第二端11b被以可拆离方式连接到接线板6以允许对于测量过程释放测量电缆11。
测量电缆11的数目依赖于接受器块5的数目。根据测量方法，为每一个接受器块5设置了一个或者两根测量电缆11。为了实现简单电阻测量，一个电缆是足够的，而为了实现补偿式电桥测量，能够设置两个电缆。
图4示出带有测量系统10的完整叶片1。为了易于理解起见，仅仅描绘了两个接受器块5。每一个接受器块5均被连接到终接于接线板6中的引下线2。每一个接受器块5进一步被与测量电缆11的第一端11a连接。测量电缆11b的第二端11b被以可拆离方式连接到接线板6。
被与最高接受器块5连接的测量电缆11的第二端11b被从接线板断开以测量引下线2的电阻。电阻测量装置12例如欧姆计被连接到测量电缆11的第二端11b并且被连接到引下线2或者接线板6的下端以进行测量。
因为引下线2和测量电缆11被串联连接，所以容易的、引下线2的电阻测量是可能的。仅仅在叶片1的基础部4处要求交互。
当另一测量电缆被从接线板6断开并且被与欧姆计12连接时，从叶片1的中部的接受器块5的电气路径的电阻同样能够得到测量。在此情形中，部分引下线12得以测量。
为了阐明术语引下线，作出了以下陈述。以上对于从最高接受器块5到接线板6的、完整长度的导体使用了术语引下线。术语部分引下线被用于从中间接受器块5（或者任何其它接受器块）到接线板6的、局部长度的导体。然而，局部长度的引下线2同样能够被称作“引下线”。根据中间接受器块5或者在那里诱发的电流的观点，此部分引下线是完整的引下线。
能够采用不同种类的测量方法。在图4中示出一种方法，其中引下线2的串联连接电阻被直接地测量。可能有必要利用测量电缆11的（已知）电阻数值校正测量结果。
利用两根或者更多电缆，补偿式电桥测量也是可能的。然后，或者两根测量电缆11被连接到每一个接受器块5或者使用源自不同的接受器块5的两根或者更多测量电缆11。

Claims (14)

1. 一种用于风轮机叶片（1）的引下线（2）的测量系统，包括利用它的第一端（11a）串联连接到引下线（2）的测量电缆（11），其中能够在叶片（1）的下基础部（4）中达到测量电缆（11）的第二端（11b）以测量电阻。
2. 根据权利要求1的、用于引下线（2）的测量系统，其中测量电缆（11）的第一端（11a）在叶片（1）的上部（3）中被连接到引下线（2）。
3. 根据权利要求1或者2的、用于引下线（2）的测量系统，其中引下线（2）和测量电缆（11）经由接闪器（5）连接。
4. 根据权利要求3的、用于引下线（2）的测量系统，其中接闪器（5）包括铝、黄铜、不锈钢和/或有关合金和/或碳的组中的导电材料。
5. 根据权利要求3或者4的、用于引下线（2）的测量系统，其中引下线（2）和测量电缆（11）经由容纳可换接受器（7）的、接闪器的接受器块（5）连接。
6. 根据权利要求3到5之一的、用于引下线（2）的测量系统，包括多于一根测量电缆（11），每一根测量电缆均被连接到被连接到引下线（2）的多个接闪器（5）之一。
7. 根据权利要求6的、用于引下线（2）的测量系统，其中为补偿式电桥测量设置两根测量电缆（11）。
8. 根据权利要求6或者7的、用于引下线（2）的测量系统，其中单一测量电缆（11）是一根或者多根多芯电缆的一个部分。
9. 根据权利要求1到8之一的、用于引下线（2）的测量系统，其中测量电缆或者多根电缆（11）的第二端（11b）和/或引下线或者多根引下线（2）被连接到在叶片（1）的基础部（4）处布置的接线板（6），其中测量电缆或者多根电缆（11）的第二端（11b）被以可拆离方式连接到接线板（6）。
10. 一种风轮机的叶片，包括引下线（2）和根据权利要求1到9之一的、用于引下线（2）的测量系统（10）。
11. 一种风轮机，包括根据权利要求10的一个或者多个叶片（1）。
12. 一种用于测量根据权利要求10的叶片（1）的引下线（2）的电阻的方法，包括以下步骤：
-将电阻测量装置（12）连接到测量电缆（11）的第二端（11b）；
-测量引下线（2）的电阻。
13. 根据权利要求12的测量方法，其中引下线（2）和测量电缆（11）的组合电阻得以测量并且其中从测得组合电阻计算引下线（2）的电阻。
14. 根据权利要求12或者13的测量方法，其中为补偿式电桥测量利用测量电缆（11）中的两根测量电缆。
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