CN111198301B - 风电机组叶尖防雷回路电阻测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风电机组叶尖防雷回路电阻测试装置，技术方案是，爬行装置包括沿叶片表面爬行的爬行机构，爬行机构上部固定有底板，底板前端的上部固定连接支撑架，支撑架上端固定连接有推杆电机固定架，推杆电机固定架上固定有推杆电机，推杆电机的伸缩杆下端固定有接线端子，爬行装置上分别设置有第一摄像头以及第二摄像头，测试导线的一端与接线端子相连，测试导线的另一端与测试装置相连，本发明通过爬行装置能够远程操作其在叶片表面进行爬行移动，通过推杆电机完成接线端子与接闪器的快速连接，通过测试线导向盒对测试导线进行导向，避免了检修人员在叶尖进行高空接线作业的安全隐患。

Description

风电机组叶尖防雷回路电阻测试装置

技术领域

本发明涉及一种风电机组叶尖防雷回路电阻测试装置。

背景技术

众所周知，由于风切变的存在，一般海拔越高资源越好，所以很多风电场选址在海拔较高的山区，加之风电机组容量越来越大，其塔筒和叶片也越来越大，因而，风电机组的雷电防护成为风电机组安全运行的重要环节。《风力发电机组雷电防护系统技术规范》(NB/T31039-2012)、《风力发电机组雷电防护》(GBZ 25427-2010)等国家及能源行业对风电机组雷电防护做了具体规定。一般风电机组雷电防护系统主要叶片防雷、机舱防雷、塔筒防雷及接地网几个部分，当机组遭受雷击时，设置在叶片上的接闪器接收到雷电流经防雷引下线流入机舱，然后机舱经塔筒传送到接地网，最终流入大地，实现雷电流的释放，已防止雷电流对风电机组造成过电流伤害。

保证风电机组雷电防护系统安全可靠成为机组防雷的关键，《风力发电场检修规程》(DL/T797-2012)、《风力发电场安全规程》(DL/T 796-2012)等标准对机组雷电防护系统检修维护提出了要求，每年雷雨季节前，对机组的防雷导通进行回路电阻测试，且回路电阻不大于0.5Ω。由于风机叶片接闪器在叶片尖端布置，在回路电阻测试过程中，对叶尖接闪器进行接线存在较大困难，通过安全绳将检修人员放至叶尖进行接线存在极大的安全隐患。因此，在实际测试中，基本上均忽略叶片防雷部分，造成了回路电阻测试的不完整性。同时，因叶片防雷引下线断股或防雷引下线与接闪器接触断裂，风机多次遭受雷击事故，因此加强风电机组的防雷系统检修维护，解决防雷回路电阻测试不完整的问题迫在眉睫。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种风电机组叶尖防雷回路电阻测试装置，可有效解决风电机组叶尖防雷回路电阻测试的问题。

本发明解决的技术方案是：

一种风电机组叶尖防雷回路电阻测试装置，包括塔筒、转动设置在所述塔筒上端的机舱以及转动设置在机舱前端的多个叶片，叶片的叶尖部分装有接闪器，该风电机组叶尖防雷回路电阻测试装置还包括爬行装置、测试装置和测试导线，爬行装置包括沿叶片表面爬行的爬行机构，爬行机构上部固定有底板，底板前端的上部固定连接有向上伸出的支撑架，支撑架上端固定连接有向前伸出的推杆电机固定架，推杆电机固定架上固定有位于底板前方的推杆电机，推杆电机的伸缩杆竖直朝下且下端固定有接线端子，爬行装置上分别设置有用于监测爬行机构行走方向、位置的第一摄像头以及用于监测接线端子和接闪器连接情况的第二摄像头，测试导线的一端与接线端子相连，测试导线的另一端与测试装置相连，构成接闪器的远程接线结构。

优选的，所述接线端子为铜制成的平板结构，接线端子与推杆电机的伸缩杆之间设置有绝缘块，接线端子上设置有与其导电连接的插座，测试导线的上端连接有与插座相对应的插头，插头插装在插座内，构成测试导线与接线端子的导电连接结构。

优选的，所述底板上设置有第一控制器和第一无线收发模块，第一控制器分别于推杆电机、第一摄像头、第二摄像头、爬行机构和第一无线收发模块相连，测试装置包括第二控制器、第二无线收发模块、测试仪、显示器和操作键盘，第二控制器分别于第二无线收发模块、测试仪、显示器和操作键盘相连，第一无线收发模块与第二无线收发模块通过无线信号连接，构成爬行装置的远程控制结构。

优选的，所述测试装置设置在塔筒底部，测试导线的下端由机舱上的天窗向下延伸并与测试装置相连。

优选的，所述的底板上表面两端分别固定有第一测试线导向盒和第二测试线导向盒，叶片根部设置有第三测试线导向盒，构成测试导线的导向结构。

本发明结构新颖独特，简单合理，易操作，通过爬行装置能够远程操作其在叶片表面进行爬行移动，然后通过推杆电机完成接线端子与接闪器的快速连接，通过测试线导向盒对测试导线进行导向，防止其在移动过程中发生缠绕，避免了检修人员在叶尖进行高空接线作业的安全隐患，从而可以完成叶尖的回路电阻测试，降低了风机多次遭受雷击事故的风险，解决防雷回路电阻测试不完整的问题，其使用方便，效果好，是风机叶尖回路电阻测试装置上的创新，有良好的社会和经济效益。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明爬行装置的主视图，图中，箭头a为推杆电机的伸缩杆向下伸出的方向指示。

图3为本发明爬行装置的侧视图。

图4为本发明爬行装置的俯视图。

图5为本发明第一测试线导向盒或第二测试线导向盒的俯视图。

图6为本发明第一测试线导向盒或第二测试线导向盒的剖视图。

图7为本发明第二测试线导向盒的剖视图。

图8为本发明的电路原理框式图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1-8给出，本发明包括塔筒1、转动设置在所述塔筒上端的机舱2以及转动设置在机舱2前端的多个叶片3，叶片3的叶尖部分(外端/尖端)装有接闪器5，该风电机组叶尖防雷回路电阻测试装置还包括爬行装置6、测试装置8和测试导线7，爬行装置包括沿叶片表面爬行的爬行机构61，爬行机构61上部固定有底板62，底板62前端的上部固定连接有向上伸出的支撑架，支撑架上端固定连接有向前伸出的推杆电机固定架65，推杆电机固定架65上固定有位于底板前方的推杆电机66，推杆电机66的伸缩杆66a竖直朝下且下端固定有接线端子611，爬行装置上分别设置有用于监测爬行机构行走方向、位置的第一摄像头69以及用于监测接线端子和接闪器连接情况的第二摄像头68，测试导线7的一端与接线端子611相连，测试导线7的另一端与测试装置8相连，构成接闪器的远程接线结构。

为保证使用效果，所述支撑架包括竖直固定在底板62前端两侧的竖向支撑杆63和连接在两竖向支撑杆上部之间的横向支撑杆64，横向支撑杆64与底板62之间设置有增加支撑架稳定性的斜向支撑杆613。

所述接线端子为铜制成的平板结构，接线端子与推杆电机66的伸缩杆66a之间设置有绝缘块610，接线端子上设置有与其导电连接的插座612，测试导线7的上端连接有与插座相对应的插头71，插头71插装在插座612内，构成测试导线与接线端子的导电连接结构。

所述底板62上设置有第一控制器10和第一无线收发模块，第一控制器10分别于推杆电机66、第一摄像头69、第二摄像头68、爬行机构61和第一无线收发模块相连，测试装置8包括第二控制器、第二无线收发模块、测试仪、显示器和操作键盘，第二控制器分别于第二无线收发模块、测试仪、显示器和操作键盘相连，第一无线收发模块与第二无线收发模块通过无线信号连接，构成爬行装置的远程控制结构。

所述爬行机构61能够沿叶片表面上下爬行移动，该技术为现有技术，可选择采用足式爬壁机器人，如型号为MRWALLSPECTⅣ的四足负压吸附爬壁机器人，即可实现在叶片表面前后左右爬行移动，从而带动底板以及装在底板上的各个部件沿叶片爬行以调节位置直到移动至接闪器上方。

所述第一控制器和第二控制器均为现有技术，能够接收或发送数据信号，并将数据信号通过两无线收发模块进行数据传输或交换，从而在显示器上显示两摄像头采集到的图像信息，并通过操作键盘对推杆电机和爬行机构进行远程操作，该控制器为市售产品(现有技术)，如控制器可采用意法半导体公司生产的型号为STM32F401的控制器，又如美国微芯科技公司生产的型号为DSPIC33FJ64GP706的微处理器等，无线收发模块也为现有技术，如深圳道川电子有限公司生产的SRW1012型射频收发器，又如济南有人物联网技术有限公司生产的型号为USR-WIFI232-B2的WIFI无线收发模块等。

所述测试仪为回路电阻测试仪、导通测试仪等。

所述测试装置8设置在塔筒1底部，测试导线7的下端由机舱2上的天窗4向下延伸并与测试装置相连。

所述的底板上表面两端分别固定有第一测试线导向盒9a和第二测试线导向盒9b，叶片根部设置有第三测试线导向盒9c，构成测试导线的导向结构。

所述的第一测试线导向盒9a、第二测试线导向盒9b和第三测试线导向盒9c结构相同，均包括壳体和装在壳体内的定滑轮，壳体是有底面91和垂直连接在底面两侧的侧板92构成的两端开口的矩形槽状结构，定滑轮有上、下交错布置的两排，分别为下排定滑轮93和上排定滑轮94，测试导线从上、下排定滑轮之间穿过；如图6、7所示，测试导线由于位于上、下排定滑轮之间，有效防止脱落和移位，同时定滑轮又起到了改变方向的作用，这样当测试导线来到叶片根部后可以通过定滑轮的转向引入天窗，工作人员在从天窗的电梯回到地面即可，必要时可在天窗转向处增设一组测试线导向盒。

所述的第三测试线导向盒9c两侧分别连接有第一固定带12a和第二固定带12b，第一固定带12a外端表面设置有第一魔术贴13a，第二固定带12b外端表面设置有与第一魔术贴相对应的第二魔术贴13b；使用时，直接通过固定带将第三测试线导向盒9c粘贴绑在叶片根部即可。

所述第一摄像头69装在推杆电机固定架65的前端，第二摄像头68通过连接杆67装在底板62的前端；第一摄像头69用于监测爬行机构行走方向、位置，第二摄像头68用于监测接线端子和接闪器是否接触，如图3所示，第二摄像头68的监测范围68a覆盖伸缩杆延长线与叶片表面的交接处，以方便控制爬行机构能够正确移动至接闪器所在位置并且使推杆电机下端位于接闪器的正上方，最终通过推杆电机的伸缩可以使接线端子与接闪器导电接触。

本发明使用时，首先将待测试接闪器所在的叶片的位置调整为最高位置竖直朝上，测试人员将第三测试线导向盒9c通过两侧的固定带绑在该叶片的叶根位置，将测试导线的上端依次穿过第二测试线导向盒9b和第一测试线导向盒9a并与接线端子611连接在一起，将爬行装置放置在第三测试线导向盒9c上方的叶片表面，将测试导线的下端穿过第三测试线导向盒9c，测试人员手持测试导线下端，通过天窗乘坐电梯到塔筒底部的测试装置8处，将测试导线的下端与测试仪连接，通过操作键盘对推杆电机和爬行机构进行远程操作，通过显示器上第一摄像头采集的图像移动爬行装置，直到其移动至叶尖接闪器处且接线端子位于接闪器上方时，停止移动爬行装置，操作推杆电机的伸缩杆朝向叶片表面伸出，直到接线端子与接闪器导电接触，完成测试导线的连接，这个过程可以通过显示器上第二摄像头采集的图像进行观察，测试人员开始测试，首先检查测试回路是否导通，如若测试回路不导通，通过显示器检查接线端子与接闪器的接触连接是否正常，必要时从新移动爬行装置或从新伸缩推杆电机，测试回路导通后，使用回路电阻测试仪完成风电机组叶尖至塔底防雷回路电阻。当测试完毕断开设备电源后，操作人员操作电动推杆断开接线端子与接闪器的连接，并操作控制爬行装置使其向叶根方向移动，爬行装置返回到也跟部位后，操作人员收回爬行装置及测试线导向盒，至此叶片叶尖至塔底防雷回路电阻测试完成；依次将其余调整至最高处按上述步骤进行测试即可。与现有技术相比，本发明结构新颖独特，简单合理，易操作，通过爬行装置能够远程操作其在叶片表面进行爬行移动，然后通过推杆电机完成接线端子与接闪器的快速连接，通过测试线导向盒对测试导线进行导向，防止其在移动过程中发生缠绕，避免了检修人员在叶尖进行高空接线作业的安全隐患，从而可以完成叶尖的回路电阻测试，降低了风机多次遭受雷击事故的风险，解决防雷回路电阻测试不完整的问题，其使用方便，效果好，是风机叶尖回路电阻测试装置上的创新，有良好的社会和经济效益。

Claims (5)

1.一种风电机组叶尖防雷回路电阻测试装置，包括塔筒（1）、转动设置在所述塔筒上端的机舱（2）以及转动设置在机舱（2）前端的多个叶片（3），叶片（3）的叶尖部分装有接闪器（5），其特征在于，该风电机组叶尖防雷回路电阻测试装置还包括爬行装置（6）、测试装置（8）和测试导线（7），爬行装置包括沿叶片表面爬行的爬行机构（61），爬行机构（61）上部固定有底板（62），底板（62）前端的上部固定连接有向上伸出的支撑架，支撑架上端固定连接有向前伸出的推杆电机固定架（65），推杆电机固定架（65）上固定有位于底板前方的推杆电机（66），推杆电机（66）的伸缩杆（66a）竖直朝下且下端固定有接线端子（611）， 爬行装置上分别设置有用于监测爬行机构行走方向、位置的第一摄像头（69）以及用于监测接线端子和接闪器连接情况的第二摄像头（68），测试导线（7）的一端与接线端子（611）相连， 测试导线（7）的另一端与测试装置（8）相连，构成接闪器的远程接线结构；

所述支撑架包括竖直固定在底板（62）前端两侧的竖向支撑杆（63）和连接在两竖向支撑杆上部之间的横向支撑杆（64），横向支撑杆（64）与底板（62）之间设置有增加支撑架稳定性的斜向支撑杆（613）；

所述接线端子为铜制成的平板结构，接线端子与推杆电机（66）的伸缩杆（66a）之间设置有绝缘块（610），接线端子上设置有与其导电连接的插座（612），测试导线（7）的上端连接有与插座相对应的插头（71），插头（71）插装在插座（612）内，构成测试导线与接线端子的导电连接结构；

所述的底板上表面两端分别固定有第一测试线导向盒（9a）和第二测试线导向盒（9b），叶片根部设置有第三测试线导向盒（9c），构成测试导线的导向结构；

所述的第一测试线导向盒（9a）、第二测试线导向盒（9b）和第三测试线导向盒（9c）结构相同，均包括壳体和装在壳体内的定滑轮，壳体是有底面（91）和垂直连接在底面两侧的侧板（92）构成的两端开口的矩形槽状结构，定滑轮有上、下交错布置的两排，分别为下排定滑轮（93）和上排定滑轮（94），测试导线从上、下排定滑轮之间穿过。

2.根据权利要求1所述的风电机组叶尖防雷回路电阻测试装置，其特征在于，所述底板（62）上设置有第一控制器（10）和第一无线收发模块，第一控制器（10）分别于推杆电机（66）、第一摄像头（69）、第二摄像头（68）、爬行机构（61）和第一无线收发模块相连，测试装置（8）包括第二控制器、第二无线收发模块、测试仪、显示器和操作键盘，第二控制器分别于第二无线收发模块、测试仪、显示器和操作键盘相连，第一无线收发模块与第二无线收发模块通过无线信号连接，构成爬行装置的远程控制结构。

3.根据权利要求1或2所述的风电机组叶尖防雷回路电阻测试装置，其特征在于，所述测试装置（8）设置在塔筒（1）底部，测试导线（7）的下端由机舱（2）上的天窗（4）向下延伸并与测试装置相连。

4.根据权利要求1所述的风电机组叶尖防雷回路电阻测试装置，其特征在于，所述的第三测试线导向盒（9c）两侧分别连接有第一固定带（12a）和第二固定带（12b），第一固定带（12a）外端表面设置有第一魔术贴（13a），第二固定带（12b）外端表面设置有与第一魔术贴相对应的第二魔术贴（13b）。

5.根据权利要求1所述的风电机组叶尖防雷回路电阻测试装置，其特征在于，所述第一摄像头（69）装在推杆电机固定架（65）的前端，第二摄像头（68）通过连接杆（67）装在底板（62）的前端。