DE102020102152A1 - Method and device for contactless testing of a lightning protection device of a rotor blade of a wind turbine - Google Patents

Method and device for contactless testing of a lightning protection device of a rotor blade of a wind turbine Download PDF

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Leon Zyadeh
Peter Jacobey
Gerald Glatzer
Konrad Iffarth
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ENERTRAG BETRIEB GMBH, DE
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Enertrag Windstrom GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum berührungslosen Prüfen einer Blitzschutzeinrichtung (4) eines Rotorblatts (1) einer Windenergieanlage mit: Bereitstellen einer intermittierenden Wechselspannung mittels einer Generatoreinrichtung (8); Beaufschlagen einer elektrischen Leitung (3) einer in einem Rotorblatt (1) einer Windenergieanlage angeordneten Blitzschutzeinrichtung (4) mit der intermittierenden Wechselspannung im Bereich einer Blattwurzel (5) des Rotorblatts (1), wobei sich die elektrischen Leitung (3) in dem Rotorblatt (1) zu einem Rezeptor (6) der Blitzschutzeinrichtung (4) hin erstreckt; Positionieren einer Messeinrichtung (10) mit Hilfe eines unbemannten Fluggeräts (11) benachbart zu dem Rezeptor; berührungsloses Detektieren von Messsignalen für ein von der intermittierenden Wechselspannung im Bereich des Rezeptors (6) erzeugtes elektrisches Wechselfeld mittels der Messeinrichtung (10) und Auswerten der Messsignale zum Bestimmen einer Funktionsfähigkeit der Blitzschutzeinrichtung (4) des Rotorblatts (1) mittels einer Auswerteeinrichtung (12). Weiterhin ist eine Vorrichtung zum berührungslosen Prüfen einer Blitzschutzeinrichtung (4) eines Rotorblatts (1) einer Windenergieanlage vorgesehen.The invention relates to a method for contactless testing of a lightning protection device (4) of a rotor blade (1) of a wind energy installation, comprising: providing an intermittent alternating voltage by means of a generator device (8); Loading of an electrical line (3) of a lightning protection device (4) arranged in a rotor blade (1) of a wind turbine with the intermittent alternating voltage in the area of a blade root (5) of the rotor blade (1), the electrical line (3) being located in the rotor blade ( 1) extends to a receptor (6) of the lightning protection device (4); Positioning a measuring device (10) with the aid of an unmanned aerial vehicle (11) adjacent to the receptor; Contactless detection of measurement signals for an alternating electric field generated by the intermittent alternating voltage in the area of the receptor (6) by means of the measuring device (10) and evaluation of the measurement signals to determine the functionality of the lightning protection device (4) of the rotor blade (1) by means of an evaluation device (12) . Furthermore, a device is provided for contactless testing of a lightning protection device (4) of a rotor blade (1) of a wind turbine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum berührungslosen Prüfen einer Blitzschutzeinrichtung eines Rotorblatts einer Windenergieanlage.The invention relates to a method and a device for contactless testing of a lightning protection device of a rotor blade of a wind energy installation.

Hintergrundbackground

Da Blitzeinschlag zu erheblichen Schäden an den Rotorblättern und anderen Komponenten einer Windenergieanlage führen kann, weisen die Rotorblätter eine Blitzschutzeinrichtung auf. Um deren Funktionsfähigkeit sicherzustellen, sind die Blitzschutzeinrichtungen regelmäßig zu prüfen und zu warten. Vorrichtungen, Systeme und Verfahren zum Messen eines Blitzschutzes bei Windenergieanlagen sind aus den folgenden Dokumenten bekannt: DE 10 2005 017 865 B4 , DE 10 2017 120 407 A1 sowie DE 10 2012 214 981 A1 .Since lightning strikes can lead to considerable damage to the rotor blades and other components of a wind turbine, the rotor blades have a lightning protection device. In order to ensure their functionality, the lightning protection devices must be checked and maintained regularly. Devices, systems and methods for measuring lightning protection in wind turbines are known from the following documents: DE 10 2005 017 865 B4 , DE 10 2017 120 407 A1 as DE 10 2012 214 981 A1 .

Die Überprüfung der Blitzschutzeinrichtung in Rotorblättern von Windenergieanlagen erfolgt mittels Seilzugangstechnik, wobei durch geschultes Fachpersonal am Rotorblatt der Durchgangswiderstand der Blitzschutzeinrichtung im Rotorblatt gemessen wird. Diese Messung wird im Bereich der Niederspannung durchgeführt. Ist die Blitzschutzeinrichtung an einer oder mehreren Stellen unterbrochen, wird ein unendlicher Widerstand gemessen. Die Stromstärke eines Blitzes beträgt für die Hauptentladung im Durchschnitt etwa 20.000 A, und die Dauer der Hauptentladung beträgt nur etwa 30 µs. Bedingt durch diese hohe Energiedichte können real auftretende Blitze eine oder mehrere Unterbrechungen der Blitzschutzeinrichtung überbrücken.The lightning protection device in the rotor blades of wind turbines is checked using rope access technology, with trained specialists measuring the volume resistance of the lightning protection device in the rotor blade on the rotor blade. This measurement is carried out in the low voltage range. If the lightning protection device is interrupted in one or more places, an infinite resistance is measured. The current intensity of a lightning bolt for the main discharge is on average about 20,000 A, and the duration of the main discharge is only about 30 µs. Due to this high energy density, real lightning strikes can bridge one or more interruptions in the lightning protection device.

Die Nabenhöhe von Windenergieanlagen erreichen Höhen bis zu 170m und Rotorblätter mit bis zu 70m Länge. Bei Anlagen dieser Größenordnung ist die Überprüfung der Blitzschutzeinrichtung mittel Personal und Seilzugangstechnik nur unter hohen Auflagen hinsichtlich der Arbeitssicherheit möglich.The hub heights of wind turbines reach heights of up to 170m and rotor blades up to 70m in length. In systems of this size, the inspection of the lightning protection device using personnel and rope access technology is only possible under strict conditions with regard to occupational safety.

ZusammenfassungSummary

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum berührungslosen Prüfen einer Blitzschutzeinrichtung eines Rotorblatts einer Windenergieanlage zu schaffen, die ein sicheres und vereinfachtes Überprüfen der Funktionsfähigkeit der Blitzschutzeinrichtung ermöglichen.The object of the invention is to create a method and a device for contactless testing of a lightning protection device of a rotor blade of a wind energy installation, which enable a reliable and simplified checking of the functionality of the lightning protection device.

Zur Lösung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum berührungslosen Prüfen einer Blitzschutzeinrichtung eines Rotorblatts einer Windenergieanlage nach den unabhängigen Ansprüchen 1 und 7 geschaffen. Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.To solve this, a method and a device for contactless testing of a lightning protection device of a rotor blade of a wind energy installation according to independent claims 1 and 7 are created. Refinements are the subject of dependent subclaims.

Nach einem Aspekt ist ein Verfahren zum berührungslosen Prüfen einer Blitzschutzeinrichtung eines Rotorblatts einer Windenergieanlage geschaffen, bei dem Folgendes vorgesehen ist: Bereitstellen einer intermittierenden Wechselspannung mittels einer Generatoreinrichtung; Beaufschlagen einer elektrischen Leitung einer in einem Rotorblatt einer Windenergieanlage angeordneten Blitzschutzeinrichtung mit der intermittierenden Wechselspannung im Bereich einer Blattwurzel des Rotorblatts, wobei sich die elektrischen Leitung in dem Rotorblatt zu einem Rezeptor der Blitzschutzeinrichtung hin erstreckt; Positionieren einer Messeinrichtung mit Hilfe eines unbemannten Fluggeräts benachbart zu dem Rezeptor; berührungsloses Detektieren von Messsignalen für ein von der intermittierenden Wechselspannung im Bereich des Rezeptors erzeugtes elektrisches Wechselfeld mittels der Messeinrichtung und Auswerten der Messsignale zum Bestimmen einer Funktionsfähigkeit der Blitzschutzeinrichtung des Rotorblatts mittels einer Auswerteeinrichtung.According to one aspect, a method for contactless testing of a lightning protection device of a rotor blade of a wind turbine is provided, in which the following is provided: providing an intermittent alternating voltage by means of a generator device; Charging an electrical line of a lightning protection device arranged in a rotor blade of a wind turbine with the intermittent alternating voltage in the area of a blade root of the rotor blade, the electrical line in the rotor blade extending to a receptor of the lightning protection device; Positioning a measuring device with the aid of an unmanned aerial vehicle adjacent to the receptor; Contactless detection of measurement signals for an electrical alternating field generated by the intermittent AC voltage in the area of the receptor by means of the measurement device and evaluation of the measurement signals to determine the functionality of the lightning protection device of the rotor blade by means of an evaluation device.

Nach einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum berührungslosen Prüfen einer Blitzschutzeinrichtung eines Rotorblatts einer Windenergieanlage geschaffen, welche Folgendes aufweist: eine Generatoreinrichtung, die eingerichtet ist, eine intermittierende Wechselspannung bereitzustellen, mit der eine elektrische Leitung einer in einem Rotorblatt einer Windenergieanlage angeordneten Blitzschutzeinrichtung im Bereich einer Blattwurzel des Rotorblatts beaufschlagbar ist, wobei sich die elektrischen Leitung in dem Rotorblatt zu einem Rezeptor der Blitzschutzeinrichtung hin erstreckt; ein unbemanntes Fluggerät, welches benachbart zu dem Rezeptor positionierbar ist; eine Messeinrichtung, die auf dem unbemannten Fluggerät angeordnet und eingerichtet ist, Messsignale für ein von der intermittierenden Wechselspannung im Bereich des Rezeptors erzeugtes elektrisches Wechselfeld zu detektieren; und eine Auswerteeinrichtung, die eingerichtet ist, die Messsignale zum Bestimmen einer Funktionsfähigkeit der Blitzschutzeinrichtung des Rotorblatts auszuwerten.According to a further aspect, a device for contactless testing of a lightning protection device of a rotor blade of a wind turbine is created, which has the following: a generator device which is set up to provide an intermittent AC voltage with which an electrical line of a lightning protection device arranged in a rotor blade of a wind turbine is in the area of The blade root of the rotor blade can be acted upon, the electrical line extending in the rotor blade to a receptor of the lightning protection device; an unmanned aerial vehicle positionable adjacent to the receptor; a measuring device which is arranged on the unmanned aerial vehicle and is set up to detect measuring signals for an alternating electric field generated by the intermittent alternating voltage in the region of the receptor; and an evaluation device which is set up to evaluate the measurement signals to determine the functionality of the lightning protection device of the rotor blade.

Die vorgeschlagene Technologie ermöglicht eine effiziente und sichere Prüfung der Funktionsfähigkeit der Blitzschutzeinrichtung des Rotorblatts mittels berührungsloser Messung. Die Technologie ist insbesondere für Rotorblätter in montiertem Zustand an einer Windenergieanlage nutzbar. Die mithilfe der Messeinrichtung detektierten Messsignale zeigen an, wie die im Bereich der Blattwurzel aufgegebene intermittierende Wechselspannung in der elektrischen Leitung der Blitzschutzeinrichtung geleitet wird, woraus Rückschlüsse auf die Funktion der Blitzschutzeinrichtung gezogen werden können.The proposed technology enables an efficient and reliable test of the functionality of the lightning protection device of the rotor blade by means of contactless measurement. The technology can be used in particular for rotor blades in the assembled state on a wind turbine. The measuring signals detected with the help of the measuring device indicate how the intermittent alternating voltage applied in the area of the leaf root is conducted in the electrical line of the lightning protection device, from which conclusions can be drawn about the function of the lightning protection device.

Die intermittierende Wechselspannung kann mit einer Spannungsamplitude von wenigstens etwa 2.000 V bereitgestellt werden. In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die intermittierende Wechselspannung mit einer Spannungsamplitude bis höchstens etwa 10.000 V bereitgestellt wird. Es kann vorgesehen sein, dass die intermittierende Wechselspannung mit einer Spannungsamplitude von zumindest etwa 3.000 V oder etwa 5.000 V bereitgestellt wird. Die bereitgestellte intermittierende Wechselspannung wird dann jeweils auf die elektrische Leitung der Blitzschutzeinrichtung gegeben.The intermittent AC voltage can be provided with a voltage amplitude of at least about 2,000 volts. In a It can be provided in an embodiment that the intermittent alternating voltage is provided with a voltage amplitude of up to approximately 10,000 V at most. It can be provided that the intermittent alternating voltage is provided with a voltage amplitude of at least approximately 3,000 V or approximately 5,000 V. The intermittent alternating voltage provided is then applied to the electrical line of the lightning protection device.

Es kann vorgesehen sein, die Messeinrichtung mit Hilfe des unbemannten Fluggeräts benachbart zu einem Rezeptor der Blitzschutzeinrichtung zu positionieren, welcher in einem in Bezug auf die Blattwurzel in einem distalen Endbereich des Rotorblatts angeordnet ist. Wie die elektrische Leitung der Blitzschutzeinrichtung kann auch der Rezeptor in den Blattkörper des Rotorblatts integriert sein. Es können ein oder mehrere Rezeptoren für die Blitzschutzeinrichtung vorgesehen sein. Ist der Rezeptor der Blitzschutzeinrichtung im distalen Endbereich des Rotorblatts angeordnet, erstreckt sich die elektrische Leitung von der Blattwurzel zum Rezeptor im Wesentlichen über die gesamte Länge des Rotorblatts.Provision can be made for the measuring device to be positioned with the aid of the unmanned aerial vehicle adjacent to a receptor of the lightning protection device, which is arranged in a distal end region of the rotor blade in relation to the blade root. Like the electrical line of the lightning protection device, the receptor can also be integrated into the blade body of the rotor blade. One or more receptors can be provided for the lightning protection device. If the receptor of the lightning protection device is arranged in the distal end region of the rotor blade, the electrical line extends from the blade root to the receptor essentially over the entire length of the rotor blade.

Die elektrische Leitung kann mit der intermittierenden Wechselspannung beaufschlagt und die Messsignale berührungslos detektiert werden während das Rotorblatt an einer Nabe eines Rotors der Windenergieanlage montiert ist. Hierdurch ist es ermöglicht, die Blitzschutzeinrichtung für Rotorblätter beliebiger installierter und aufgestellter Windenergieanlagen zu prüfen.The electrical line can have the intermittent alternating voltage applied to it and the measurement signals can be detected without contact while the rotor blade is mounted on a hub of a rotor of the wind energy installation. This makes it possible to test the lightning protection device for rotor blades of any installed and set up wind energy systems.

Die Spannungsamplitude der intermittierenden Wechselspannung kann während des berührungslosen Detektierens der Messsignale verändert werden. Die Spannungsamplitude der intermittierenden Wechselspannung kann hierbei einem regelmäßigen oder einem nicht regelmäßigen (zufälligen) Veränderungsmodus entsprechend variiert werden.The voltage amplitude of the intermittent alternating voltage can be changed during the contactless detection of the measurement signals. The voltage amplitude of the intermittent alternating voltage can be varied according to a regular or a non-regular (random) mode of change.

Eine Frequenz der intermittierenden Wechselspannung kann während des berührungslosen Detektierens der Messsignale verändert werden. Die Frequenz der auf die elektrische Leitung der Blitzschutzeinrichtung gegebenen Wechselspannungsimpulse kann während des berührungslosen Detektierens einmalig oder mehrmals verändert werden. Alternativ bleibt die Frequenz während des Detektierens der Messsignale unverändert.A frequency of the intermittent alternating voltage can be changed during the contactless detection of the measurement signals. The frequency of the alternating voltage pulses applied to the electrical line of the lightning protection device can be changed once or several times during the contactless detection. Alternatively, the frequency remains unchanged while the measurement signals are being detected.

Die vorangehend in Verbindung mit dem Verfahren erläuterten Ausgestaltungen können im Zusammenhang mit der Vorrichtung zum berührungslosen Prüfen der Blitzschutzeinrichtung eines Rotorblatts einer Windenergieanlage entsprechend vorgesehen sein.The configurations explained above in connection with the method can be provided accordingly in connection with the device for contactless testing of the lightning protection device of a rotor blade of a wind energy installation.

FigurenlisteFigure list

Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einem Rotorblatt einer Windenergieanlage sowie einer Vorrichtung zum berührungslosen Prüfen einer Blitzschutzeinrichtung des Rotorblatts und
  • 2 eine schematische grafische Darstellung für eine intermittierende Wechselspannung.
In the following, further exemplary embodiments are explained in more detail with reference to figures of a drawing. Here show:
  • 1 a schematic representation of an arrangement with a rotor blade of a wind turbine and a device for contactless testing of a lightning protection device of the rotor blade and
  • 2 a schematic diagram for an intermittent AC voltage.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einem Rotorblatt 1 einer Windenergieanlage. Zur Vereinfachung ist das Rotorblatt 1 in der schematischen Darstellung in 1 ohne die zugehörige Windenergieanlage gezeigt, bei der das Rotorblatt 1 an einer Narbe eines Rotors montiert ist. 1 shows a schematic representation of an arrangement with a rotor blade 1 a wind turbine. For the sake of simplicity, the rotor blade is 1 in the schematic representation in 1 shown without the associated wind turbine in which the rotor blade 1 is mounted on a hub of a rotor.

Im Blattkörper 2 des Rotorblatts 1 erstreckt sich eine elektrische Leitung 3 einer Blitzschutzeinrichtung 4. Die elektrische Leitung 3 verläuft von einer Blattwurzel 5 des Rotorblatts 1 bis zu einem Rezeptor 6 der Blitzschutzeinrichtung 4 in einem distalen Endbereich 7 des Rotorblatts 1. Der Rezeptor 6 stellt in der Blitzschutzeinrichtung 4 einen Einleitpunkt für einen möglichen Blitzeinschlag an dem Rotorblatt 1 bereit.In the leaf body 2 of the rotor blade 1 extends an electrical line 3 a lightning protection device 4th . The electrical line 3 runs from a leaf root 5 of the rotor blade 1 up to a receptor 6th the lightning protection device 4th in a distal end area 7th of the rotor blade 1 . The receptor 6th puts in the lightning protection device 4th an initiation point for a possible lightning strike on the rotor blade 1 ready.

Um die Funktionsfähigkeit der Blitzschutzeinrichtung 4 des Rotorblatts 1 zu prüfen, wird mittels eines Spannungsgenerators 8 eine intermittierende Wechselspannung mit einer Spannungsamplitude von wenigstens etwa 2.000 V bereitgestellt und über eine Zuleitung 9 im Bereich der Blattwurzel 5 auf die elektrische Leitung 3 der Blitzschutzeinrichtung 4 im Rotorblatt 1 gegeben. Der Spannungsgenerator 8 wird zu diesem Zweck bereitgestellt und für die Dauer der Prüfung angeschlossen, ist ansonsten aber kein (dauerhafter) Bestandteil der Windenergieanlage.About the functionality of the lightning protection device 4th of the rotor blade 1 to be checked is by means of a voltage generator 8th an intermittent AC voltage with a voltage amplitude of at least about 2,000 V is provided and via a supply line 9 in the area of the leaf root 5 on the electrical line 3 the lightning protection device 4th in the rotor blade 1 given. The voltage generator 8th is provided for this purpose and connected for the duration of the test, but is otherwise not a (permanent) part of the wind turbine.

Aufgrund der intermittierenden Wechselspannung wird im Bereich des Rezeptors 6 ein elektrisches Wechselfeld erzeugt, welches in der Umgebung des Rezeptors 6 mithilfe einer Messeinrichtung 10 detektiert wird, die auf einem unbemannten Fluggerät 11 angeordnet ist, beispielsweise einer Drohne. Mithilfe des unbemannten Fluggeräts 11 wird die Messeinrichtung 10 benachbart zum distalen Endbereich 7 des Rotorblatts 1 positioniert, um die Messsignale für das elektrische Wechselfeld berührungslos zu erfassen. Hierbei wird das unbemannte Fluggerät 11 beispielsweise in einem Abstand von etwa 1 m bis etwa 2 m zu dem Rotorblatt 1 im Bereich benachbart zu dem Rezeptor 6 angeordnet.Due to the intermittent alternating voltage is in the area of the receptor 6th an alternating electric field is generated in the vicinity of the receptor 6th using a measuring device 10 is detected on an unmanned aerial vehicle 11 is arranged, for example a drone. With the help of the unmanned aerial vehicle 11 becomes the measuring device 10 adjacent to the distal end region 7th of the rotor blade 1 positioned in order to acquire the measurement signals for the electrical alternating field without contact. This is where the unmanned aerial vehicle 11 for example at a distance of about 1 m to about 2 m from the rotor blade 1 in the area adjacent to the receptor 6th arranged.

Die mittels der Messeinrichtung 10 erfassten Messsignale für das elektrische Wechselfeld werden mittels drahtloser Datenkommunikation an eine Auswerteeinrichtung 12 übermittelt, um dort anhand der Messsignale die Funktionsfähigkeit der Blitzschutzeinrichtung 4 zu prüfen. Die Auswerteeinrichtung 12 kann gemeinsam mit dem Spannungsgenerator 8 Teil eines mobilen Messsystems sein.The means of the measuring device 10 detected measurement signals for the alternating electric field by means of wireless data communication to an evaluation device 12th in order to check the functionality of the lightning protection device based on the measurement signals 4th to consider. The evaluation device 12th can work together with the voltage generator 8th Be part of a mobile measuring system.

Die mittels der Messeinrichtung 10 erfassten Messsignale zeigen an, in welcher Form die auf die elektrische Leitung 3 gegebene intermittierende Wechselspannung zum Rezeptor 6 hin gelangt, was insbesondere von eventuellen Unterbrechungen 13 des elektrischen Leiters 3 abhängt. Auf diese Weise sind aus den Messsignalen Rückschlüsse auf die Funktionsfähigkeit der Blitzschutzeinrichtung 4 ermöglicht.The means of the measuring device 10 recorded measurement signals indicate in which form the on the electrical line 3 given intermittent alternating voltage to the receptor 6th what gets there, especially from possible interruptions 13th of the electrical conductor 3 depends. In this way, conclusions can be drawn from the measurement signals about the functionality of the lightning protection device 4th enables.

2 zeigt beispielhaft Wechselspannungsimpulse 20 der intermittierenden Wechselspannung. In dem gezeigten Beispiel bleibt die Spannungsamplitude für die dargestellten Wechselspannungsimpulse 20 unverändert, ebenso die Frequenz, also der zeitliche Abstand zwischen benachbarten Wechselspannungsimpulsen 20. Alternativ kann vorgesehen sein, zumindest die Spannungsamplitude oder zumindest die Frequenz der Wechselspannungsimpulse 20 während des Erfassens der Messsignale zu variieren. 2 shows an example of alternating voltage pulses 20th the intermittent AC voltage. In the example shown, the voltage amplitude remains for the alternating voltage pulses shown 20th unchanged, as is the frequency, i.e. the time interval between adjacent AC voltage pulses 20th . Alternatively, at least the voltage amplitude or at least the frequency of the alternating voltage pulses can be provided 20th to vary during the acquisition of the measurement signals.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der verschiedenen Ausführungen von Bedeutung sein.The features disclosed in the above description, the claims and the drawing can be important both individually and in any combination for the implementation of the various designs.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102005017865 B4 [0002]DE 102005017865 B4 [0002]
  • DE 102017120407 A1 [0002]DE 102017120407 A1 [0002]
  • DE 102012214981 A1 [0002]DE 102012214981 A1 [0002]

Claims (8)

Verfahren zum berührungslosen Prüfen einer Blitzschutzeinrichtung (4) eines Rotorblatts (1) einer Windenergieanlage, mit: - Bereitstellen einer intermittierenden Wechselspannung mittels einer Generatoreinrichtung (8); - Beaufschlagen einer elektrischen Leitung (3) einer in einem Rotorblatt (1) einer Windenergieanlage angeordneten Blitzschutzeinrichtung (4) mit der intermittierenden Wechselspannung im Bereich einer Blattwurzel (5) des Rotorblatts (1), wobei sich die elektrischen Leitung (3) in dem Rotorblatt (1) zu einem Rezeptor (6) der Blitzschutzeinrichtung (4) hin erstreckt; - Positionieren einer Messeinrichtung (10) mit Hilfe eines unbemannten Fluggeräts (11) benachbart zu dem Rezeptor; - berührungsloses Detektieren von Messsignalen für ein von der intermittierenden Wechselspannung im Bereich des Rezeptors (6) erzeugtes elektrisches Wechselfeld mittels der Messeinrichtung (10) und - Auswerten der Messsignale zum Bestimmen einer Funktionsfähigkeit der Blitzschutzeinrichtung (4) des Rotorblatts (1) mittels einer Auswerteeinrichtung (12).Method for contactless testing of a lightning protection device (4) of a rotor blade (1) of a wind turbine, with: - Provision of an intermittent AC voltage by means of a generator device (8); - Applying an electrical line (3) of a lightning protection device (4) arranged in a rotor blade (1) of a wind turbine with the intermittent alternating voltage in the area of a blade root (5) of the rotor blade (1), the electrical line (3) being in the rotor blade (1) extends to a receptor (6) of the lightning protection device (4); - Positioning a measuring device (10) with the aid of an unmanned aerial vehicle (11) adjacent to the receptor; - Contactless detection of measurement signals for an electrical alternating field generated by the intermittent alternating voltage in the region of the receptor (6) by means of the measuring device (10) and - Evaluation of the measurement signals to determine the functionality of the lightning protection device (4) of the rotor blade (1) by means of an evaluation device (12). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die intermittierende Wechselspannung mit einer Spannungsamplitude von wenigstens etwa 2.000 V bereitgestellt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the intermittent AC voltage is provided with a voltage amplitude of at least about 2,000V. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (10) mit Hilfe des unbemannten Fluggeräts (11) benachbart zu einem Rezeptor (6) der Blitzschutzeinrichtung (4) positioniert wird, welcher in einem in Bezug auf die Blattwurzel (5) in einem distalen Endbereich (7) des Rotorblatts (1) angeordnet ist.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the measuring device (10) is positioned with the help of the unmanned aerial vehicle (11) adjacent to a receptor (6) of the lightning protection device (4) which is located in a distal end region (7 ) of the rotor blade (1) is arranged. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitung (3) mit der intermittierenden Wechselspannung beaufschlagt und die Messsignale berührungslos detektiert werden während das Rotorblatt (1) an einer Nabe eines Rotors der Windenergieanlage montiert ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the electrical line (3) has the intermittent alternating voltage applied to it and the measurement signals are detected without contact while the rotor blade (1) is mounted on a hub of a rotor of the wind turbine. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsamplitude der intermittierenden Wechselspannung während des berührungslosen Detektierens der Messsignalen verändert wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the voltage amplitude of the intermittent alternating voltage is changed during the contactless detection of the measurement signals. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frequenz der intermittierenden Wechselspannung während des berührungslosen Detektierens der Messsignalen verändert wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a frequency of the intermittent alternating voltage is changed during the contactless detection of the measurement signals. Vorrichtung zum berührungslosen Prüfen einer Blitzschutzeinrichtung (4) eines Rotorblatts (1) einer Windenergieanlage, mit: - einer Generatoreinrichtung (8), die eingerichtet ist, eine intermittierende Wechselspannung bereitzustellen, mit der eine elektrische Leitung (3) einer in einem Rotorblatt (1) einer Windenergieanlage angeordneten Blitzschutzeinrichtung (4) im Bereich einer Blattwurzel (5) des Rotorblatts (1) beaufschlagbar ist, wobei sich die elektrischen Leitung (3) in dem Rotorblatt (1) zu einem Rezeptor (6) der Blitzschutzeinrichtung (4) hin erstreckt; - einem unbemannten Fluggerät (11), welches benachbart zu dem Rezeptor (6) positionierbar ist; - einer Messeinrichtung (10), die auf dem unbemannten Fluggerät (11) angeordnet und eingerichtet ist, Messsignale für ein von der intermittierenden Wechselspannung im Bereich des Rezeptors (6) erzeugtes elektrisches Wechselfeld zu detektieren; und - einer Auswerteeinrichtung (12), die eingerichtet ist, die Messsignale zum Bestimmen einer Funktionsfähigkeit der Blitzschutzeinrichtung (4) des Rotorblatts (1) auszuwerten.Device for contactless testing of a lightning protection device (4) of a rotor blade (1) of a wind turbine, with: - a generator device (8) which is set up to provide an intermittent alternating voltage with which an electrical line (3) of a lightning protection device (4) arranged in a rotor blade (1) of a wind turbine in the area of a blade root (5) of the rotor blade (1) can be acted upon, the electrical line (3) in the rotor blade (1) extending to a receptor (6) of the lightning protection device (4); - An unmanned aerial vehicle (11) which can be positioned adjacent to the receptor (6); - A measuring device (10) which is arranged on the unmanned aerial vehicle (11) and is set up to detect measuring signals for an alternating electric field generated by the intermittent alternating voltage in the region of the receptor (6); and - An evaluation device (12) which is set up to evaluate the measurement signals to determine the functionality of the lightning protection device (4) of the rotor blade (1). Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatoreinrichtung (8) eingerichtet ist, die intermittierende Wechselspannung mit wenigstens einem Spannungsparameter aus der folgenden Gruppe bereitzustellen: Spannungsamplitude von wenigstens 2.000 V, veränderbare Spannungsamplitude und veränderbarer Frequenz.Device according to Claim 7 , characterized in that the generator device (8) is set up to provide the intermittent alternating voltage with at least one voltage parameter from the following group: voltage amplitude of at least 2,000 V, variable voltage amplitude and variable frequency.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4202216A1 (en) * 2021-12-22 2023-06-28 PolyTech Wind Power Technology Germany GmbH Condition monitoring device for a lightning protection system of a wind turbine blade

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005017865B4 (en) 2005-04-19 2007-05-10 Repower Systems Ag Maintenance of the lightning protection of a wind energy plant
DE102012214981A1 (en) 2012-08-23 2014-02-27 Suzlon Energy Gmbh Flash sink for wind turbine, transfers entire lightning current using one conductor during failure of other conductor, and arranges conductors as inner and outer conductors concentrically with respect to each other
DE202014006541U1 (en) 2014-08-14 2015-11-19 AVAILON GmbH Unmanned aircraft for performing a lightning protection measurement on a wind turbine
WO2018166645A1 (en) 2017-03-14 2018-09-20 Bitmanagement Software GmbH Method for determining a path along an object, system and method for automatically inspecting an object
DE102017120407A1 (en) 2017-04-11 2018-10-11 Nina Katharina Krampe Apparatus, system and method for measuring lightning protection for wind turbines
US20190178230A1 (en) 2017-12-11 2019-06-13 Sulzer & Schmid Laboratories Ag Method and system for testing a lighting protection system of a wind turbine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005017865B4 (en) 2005-04-19 2007-05-10 Repower Systems Ag Maintenance of the lightning protection of a wind energy plant
DE102012214981A1 (en) 2012-08-23 2014-02-27 Suzlon Energy Gmbh Flash sink for wind turbine, transfers entire lightning current using one conductor during failure of other conductor, and arranges conductors as inner and outer conductors concentrically with respect to each other
DE202014006541U1 (en) 2014-08-14 2015-11-19 AVAILON GmbH Unmanned aircraft for performing a lightning protection measurement on a wind turbine
US9612264B2 (en) 2014-08-14 2017-04-04 AVAILON GmbH Unmanned aerial device and method for performing a lightning protection measurement at a wind turbine
WO2018166645A1 (en) 2017-03-14 2018-09-20 Bitmanagement Software GmbH Method for determining a path along an object, system and method for automatically inspecting an object
DE102017120407A1 (en) 2017-04-11 2018-10-11 Nina Katharina Krampe Apparatus, system and method for measuring lightning protection for wind turbines
US20190178230A1 (en) 2017-12-11 2019-06-13 Sulzer & Schmid Laboratories Ag Method and system for testing a lighting protection system of a wind turbine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4202216A1 (en) * 2021-12-22 2023-06-28 PolyTech Wind Power Technology Germany GmbH Condition monitoring device for a lightning protection system of a wind turbine blade
WO2023117993A1 (en) * 2021-12-22 2023-06-29 Polytech Wind Power Technology Germany GmbH Condition monitoring device for a lightning protection system of a wind turbine blade

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