CN216429837U - 一种风电机组叶片防雷导通测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种风电机组叶片防雷导通测试系统，包括电阻测试仪、机械臂和无人机；所述机械臂设置在所述无人机上，所述机械臂通过测试导线与所述电阻测试仪的一个接线端子连接，所述电阻测试仪的另一个接线端子通过测试导线与风电机组接地端子连接；所述无人机能够悬停并使将所述机械臂靠近风电机组的叶片，所述机械臂能够夹紧于所述叶片上的接闪器处，以形成由所述接闪器至所述接地端子的完整的测试回路。基于本实用新型的技术方案，能够代替登高作业人员完成导通测试工作，从而有效降低叶片防雷导通测试的成本，提高测试效率。

Description

一种风电机组叶片防雷导通测试系统

技术领域

本实用新型涉及叶片防雷检测技术领域，特别地涉及一种风电机组叶片防雷导通测试系统。

背景技术

随着风力发电机的不断发展和新技术新材料的应用，国内风力发电机组不断朝着越来越大型化的方向发展，从600KW发展到5MW，甚至已经有厂家推出了10MW的机型，随着机型的变大，轮毂高度和叶片长度正朝着更高更长的方向发展，因此叶片遭受雷击的机率也越来越大，那么叶片防雷能力的可靠性就显得越来越重要。

而且叶片非接闪器区域遭受雷击，轻则结构损伤，重则炸裂，导致叶片结构性损坏折断，甚至连带导致风机重力失衡风机倒塔，因此叶片防雷系统的导通性测试至关重要。

目前风力发电机组叶片防雷系统的导通性测试多是利用高空作业人员(坐板蜘蛛人或载人吊篮)或者使用预埋检测线实现导通测试。利用高空作业人员测试，人身安全风险较高、时间长且成本高；而预埋检测线实现导通测试，只能适用于后期新制造安装的风机，对于已经投产的未预埋检测线的风机则无法采取此办法进行测试，局限性较大。

实用新型内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种风电机组叶片防雷导通测试系统，可消除登高作业的安全风险，提高叶片防雷导通测试效率。

本实用新型的风电机组叶片防雷导通测试系统，包括：电阻测试仪、机械臂和无人机；

所述机械臂设置在所述无人机上，所述机械臂通过测试导线与所述电阻测试仪的一个接线端子连接，所述电阻测试仪的另一个接线端子通过测试导线与风电机组接地端子连接；所述无人机能够悬停并使将所述机械臂靠近风电机组的叶片，所述机械臂能够夹紧于所述叶片上的接闪器处，以形成由所述接闪器至所述接地端子的完整的测试回路。

在一个实施方式中，所述机械臂包括可活动的夹臂和远程控制模块，所述夹臂与所述远程控制模块电性连接，所述夹臂还与所述机械臂上的接线端子通过导线导通，通过本实施方式，能够远程控制所述夹臂的开合。

在一个实施方式中，所述夹臂的夹持面上还设置有一层针面夹紧结构，所述针面夹紧结构由多个均匀排布的齿状结构构成，通过本实施方式，避免由于包裹所述接闪器的铝合金氧化而影响测量结构。

在一个实施方式中，所述机械臂的两侧分别具有向外延伸的导向臂，两个所述导向臂的延伸方向相同且二者之间形成导向通道，所述导向通道正对所述夹臂对应的夹持口，通过本实施方式，设置的导向通道能够对夹臂进行导向，避免由于在高空中机械臂晃动过大而影响测量效率。

在一个实施方式中，所述导向通道的宽度沿远离所述机械臂的方向逐渐增大，通过本实施方式，使得导向通道的开口面积较大，以此能够更加顺利的将叶尖和夹臂限制在导向通道内。

在一个实施方式中，所述导向臂由钢丝制成，通过本实施方式，钢丝具有较好的强度和一定的刚度，能够在高空中不易因晃动或碰撞而损坏。

在一个实施方式中，所述导向臂的长度为所述夹臂长度的3～5倍，通过本实施方式，导向臂的长度不易过长，否则由于导向通道面积较大，夹臂仍然不便于夹紧叶尖处的接闪器，且过大的导向臂自身较重，操作起来也较为不便；导向臂的长度不易过短，否则起不到导向的作用。

在一个实施方式中，所述无人机上安装有摄像机以及红外测距传感器，所述摄像机与所述红外测距传感器均与地面信号传输设备电性连接，通过本实施方式，通过所述摄像机，能够帮助操控人员看清被测位置，红外测距传感器用来实时测量无人机与叶片的距离、测量机械臂与叶片接闪器的距离，帮助操控人员判断机械臂完成对接闪器的夹接。

在一个实施方式中，所述无人机上还设置有防撞系统，所述防撞系统包括设置在所述无人机上的红外感知避障器以及安装在所述无人机桨叶上的环形防撞罩，通过本实施方式，避免所述无人机在移动所述机械臂时，所述无人机本身或桨叶发生碰撞而损坏。

在一个实施方式中，所述无人机上连接有绳索，所述绳索的一端与所述机械臂上的测试导线固定连接，通过本实施方式，在无人机上设置固定测试导线的绳索，以便将所述机械臂提升至指定工作区域。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本实用新型的目的。

本实用新型提供的一种风电机组叶片防雷导通测试系统，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：

(1)使用无人机及配套设备代替登高作业人员完成导通测试工作，消除登高作业安全风险。

(2)无需登高作业人员的成本支出，且硬件设备可以重复使用，大幅降低对叶片进行防雷导通测试的成本。

(3)设置在机械臂上的导向臂使得夹臂能够快速夹紧接闪器，提高测试效率。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1显示了本实用新型的工作示意图；

图2显示了本实用新型的机械臂的结构示意图；

图3显示了本实用新型的无人机的结构示意图；

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

附图标记：

1-叶片，2-电阻测试仪，3-机械臂，4-无人机，5-测试导线，6-接闪器，7-风电机接线端子，8-保护罩，9-绳索，301-盒体，302-夹臂，303-针面夹紧结构，304-导向臂。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型提供了一种风电机组叶片防雷导通测试系统，如图1所示，包括电阻测试仪2、机械臂3和无人机4；机械臂3设置在无人机4上，机械臂3通过测试导线5与电阻测试仪2的一个接线端子连接，电阻测试仪2的另一个接线端子通过测试导线5与风电机接地端子7连接；无人机4悬停并使机械臂3靠近风电机组的叶片1，机械臂3能够夹紧于叶片1上的接闪器6处，以形成由所述接闪器6至所述接地端子7的完整的测试回路。

叶片导通测试方法是使用电阻测试仪或双臂电桥进行测量，一根测试线与叶尖接闪器夹接，另一根测试线与风机基础接地点夹接，登高测试人员需要在测试前穿戴安全劳保用品并携带测试线到达叶尖与接闪器夹接，风机接触接地点夹接好后，测试人员进行测试，人工成本较高且效率较低，利用无人机及配套设备代替登高作业人员完成导通测试工作，消除登高作业安全风险，无需登塔作业，缩短了工作时间，提高了工作效率，无需雇佣登高作业人员，只需要地面操控和测试人员，降低叶片防雷导通测试成本。

在一个实施例中，机械臂3包括盒体301，盒体301上设置有供所述测试导线5连接的接线端子，所述盒体301内设置有远程控制模块，如图2所示，接线端子位于盒体301底部，能够与测试导线5进行连接，盒体301内设置的远程控制模块能够接收底面控制信号，远程控制模块为本领域技术人员所熟知的常规技术手段，在此不做赘述。

在一个实施例中，盒体301上铰接有可活动的夹臂302，所述夹臂302与所述远程控制模块电性连接，所述夹臂302还与所述接线端子通过导线连通，使得夹臂302能够由地面人员控制沿盒体301上转动，以完成对接闪器6的夹紧，同时与接线端子通过导线连通的夹臂302使得叶片防雷导通测试中各部件完整构成回路。

在一个实施例中，夹臂302的内表面上还设置有一层针面夹紧结构303，所述针面夹紧结构303由多个均匀排布的齿状结构构成，由于叶片1尖端的接闪器6由铝合金包裹，在风电机长时间使用过程中，易受氧化，设置的由多个均匀排布的齿状结构构成的针面夹紧结构303能够使得在夹紧接闪器6时，测量结果更为精确。

在一个实施例中，所述盒体301两端沿所述夹臂302开口方向延伸有导向臂304，由于无人机4在高空中悬停时会产生一定的晃动，且在风力的作用下，机械臂302晃动较大，难以顺利将接闪器6夹紧，设置的导向臂304能够帮助机械臂302迅速夹紧接闪器6。

具体地，导向臂304由钢丝制成，所述导向臂304的长度为所述夹臂302长度的3～5倍，且所述导向臂304呈V形结构，钢丝具有较好的强度以及具有一定弹性，直径优选2-4mm，通过导向臂304使得机械臂3与接闪器6接触的初始面积得到大幅增加，将夹臂302和接闪器6均包裹在范围内，使得夹臂302能够快速夹紧接闪器6。

在一个实施例中，无人机4上安装有摄像机以及红外测距传感器，所述摄像机与所述红外测距传感器均与地面信号传输设备电性连接，摄像机具有变角度和变焦功能，能够帮助操控人员看清被测位置；红外测距传感器用来实时测量无人机与叶片的距离、测量机械臂与叶片接闪器的距离，帮助操控人员判断机械臂完成对接闪器的夹接。

在一个实施例中，无人机4上还设置有防撞系统，所述防撞系统包括设置在所述无人机4上的红外感知避障器以及安装在所述无人机4桨叶上的环形防撞罩8，如图3所示，能够避免所述无人机在移动所述机械臂时，所述无人机本身或桨叶发生碰撞而损坏。

在一个实施例中，如图1所示，所述无人机4上连接有绳索9，所述绳索9的一端与所述机械臂3上的测试导线固定连接，利用绳索9的牵引将机械臂3和测试导线移动至预定位置。

在一个实施例中，绳索采用尼龙绳，尼龙绳质量轻、具备一定的弹性张力，避免在所述无人机提升过程中损坏测试导线。

在一个实施例中，测试导线优选用2.5mm²测试导线。

具体的，以具有100台风机的风电场为例，雇佣登高作业人员单台需要费用3500元左右，100台则需要费用350000元左右，本系统只需要开始采购硬件设备的成本费用在70000元以内，后期几乎无成本产生，且每年可重复使用，使用此系统进行叶片防雷系统的导通性测试可缩短测试周期，利于保护风机叶片防雷系统的功能正常使用。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.一种风电机组叶片防雷导通测试系统，其特征在于，包括：电阻测试仪、机械臂和无人机；

所述机械臂设置在所述无人机上，所述机械臂通过测试导线与所述电阻测试仪的一个接线端子连接，所述电阻测试仪的另一个接线端子通过测试导线与风电机组接地端子连接；

所述无人机能够悬停并使将所述机械臂靠近风电机组的叶片，所述机械臂能够夹紧于所述叶片上的接闪器处，以形成由所述接闪器至所述接地端子的完整的测试回路。

2.根据权利要求1所述的风电机组叶片防雷导通测试系统，其特征在于，所述机械臂包括可活动的夹臂和远程控制模块，所述夹臂与所述远程控制模块电性连接，所述夹臂还与所述机械臂上的接线端子通过导线导通。

3.根据权利要求2所述的风电机组叶片防雷导通测试系统，其特征在于，所述夹臂的夹持面上还设置有一层针面夹紧结构，所述针面夹紧结构由多个均匀排布的齿状结构构成。

4.根据权利要求2或3所述的风电机组叶片防雷导通测试系统，其特征在于，所述机械臂的两侧分别具有向外延伸的导向臂，两个所述导向臂的延伸方向相同且二者之间形成导向通道，所述导向通道正对所述夹臂对应的夹持口。

5.根据权利要求4所述的风电机组叶片防雷导通测试系统，其特征在于，所述导向通道的宽度沿远离所述机械臂的方向逐渐增大。

6.根据权利要求4所述的风电机组叶片防雷导通测试系统，其特征在于，所述导向臂由钢丝制成。

7.根据权利要求4所述的风电机组叶片防雷导通测试系统，其特征在于，所述导向臂的长度为所述夹臂长度的3～5倍。

8.根据权利要求1所述的风电机组叶片防雷导通测试系统，其特征在于，所述无人机上安装有摄像机以及红外测距传感器，所述摄像机与所述红外测距传感器均与地面信号传输设备电性连接。

9.根据权利要求1所述的风电机组叶片防雷导通测试系统，其特征在于，所述无人机上还设置有防撞系统，所述防撞系统包括设置在所述无人机上的红外感知避障器以及安装在所述无人机桨叶上的环形防撞罩。

10.根据权利要求1所述的风电机组叶片防雷导通测试系统，其特征在于，所述无人机上连接有绳索，所述绳索的一端与所述机械臂上的测试导线固定连接。

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