ES2885898T3 - Sistema y procedimiento para controlar una conexión de brida de una planta de energía eólica - Google Patents

Abstract

Sistema para monitorear una conexión de brida de una planta de energía eólica, que comprende una conexión de brida con una pluralidad de pernos (22) dispuestos adyacentes entre sí en aberturas de una brida, que se fijan con tuercas de perno (20) y/o cabezas de perno, así como una pluralidad de cuerpo de vigilancia (90), que están montados en tuercas (20) y/o cabezas de tornillos de una pluralidad de tornillos (22), en particular, tornillos adyacentes entre sí, en contacto positivo y/o no positivo, estando los cuerpos de monitoreo (90) conectados entre sí mediante cables de conexión (100) para formar un circuito, en particular, un circuito en serie, caracterizado porque la disposición de los cuerpos de monitoreo (90) en las tuercas de los pernos (20) y/o en las cabezas de los pernos y la longitud de los cables de conexión (100) se seleccionan de tal manera que, en caso de rotación de una tuerca de perno (20) que se afloja, o de una cabeza de perno de un perno que se está aflojando y el cuerpo de monitoreo (90) montado en él, se libera al menos un cable de conexión (100) conectado al cuerpo de monitoreo (90) de rotación conjunta debido al aumento de la tensión de tracción en el cable de conexión (100), en particular, cuando se supera un valor límite de tensión de tracción, en el que los cables de conexión (100) pueden estar conectados o se conectan mediante conectores de enchufe (120, 130) en los cables de conexión (100) o en los cuerpos de monitoreo (90) o en los sensores, que se liberan cuando aumenta la tensión de tracción axial.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema y procedimiento para controlar una conexión de brida de una planta de energía eólica

La invención se refiere a un sistema y a un procedimiento para monitorear una conexión de brida de una planta de energía eólica, en particular, una conexión de brida sometida a altas cargas dinámicas. La invención se refiere además a una planta de energía eólica.

Las instalaciones de energía eólica son máquinas de alta carga dinámica con ciclos de oscilación de 109 cambios de carga, que por lo demás sólo se producen con muy poca frecuencia en la ingeniería mecánica. Esta dinámica conduce a una fatiga muy fuerte del material. Sin embargo, por razones logísticas, los principales componentes de una planta de energía eólica sólo pueden montarse in situ. Esto significa que todas las cargas del rotor eólico tienen que ser transferidas a través de conexiones desmontables, por lo general, conexiones de brida con pernos de tornillo. Las conexiones de brida sometidas a grandes esfuerzos incluyen las bridas de la torre, el cojinete de la cabeza de la torre, los cojinetes del eje y la caja de cambios, la conexión del eje del rotor y el cubo del rotor, así como la conexión de las palas del rotor a través de los cojinetes de las palas con el cubo del rotor. Estas conexiones de brida tienen inevitablemente puntos débiles en forma de agujeros para los tornillos.

Por ejemplo, los cojinetes de las palas del rotor son las fijaciones del lado de la raíz de las palas al cubo del rotor. Estos componentes están sometidos a un gran esfuerzo durante el funcionamiento de la planta de energía eólica y, en caso de daños, pueden provocar graves problemas, como la expulsión de las palas del rotor.

Un diseño típico de los rodamientos de las palas del rotor tiene dos anillos de rodamiento conectados rotativamente entre sí mediante elementos rodantes, cada uno de los cuales está provisto de orificios para alojar pernos de conexión o pernos de conexión de las palas del rotor. Estos orificios son también puntos débiles de los rodamientos de las palas del rotor. La inspección de los rodamientos de las palas del rotor es especialmente compleja y sólo es posible en cierta medida debido a su falta de accesibilidad. Por lo tanto, resulta muy difícil o casi imposible detectar las fisuras en el rodamiento de las palas del rotor antes de que provoquen un fallo en el mismo. Lo mismo se aplica a otras conexiones de brida de plantas de energía eólica.

En este contexto, un dispositivo y un procedimiento para monitorear una conexión de brida con elevada carga dinámica de una planta de energía eólica se conocen por la solicitud de patente alemana de la solicitante publicada con el número DE 10 2013218 845 A1. El dispositivo comprende un cuerpo de monitoreo que puede montarse en contacto positivo y/o no positivo en una cabeza de tornillo o una tuerca de tornillo y tiene un receptáculo central para la cabeza de tornillo o la tuerca de tornillo. El cuerpo de monitoreo es una especie de "tapa de tuerca" y está conformado para ser dañado en caso de que se dañe o se destruya una cabeza de tornillo o una tuerca situada en el receptáculo central. En el cuerpo de monitoreo se dispuso un sensor diseñado para detectar la integridad estructural del cuerpo de monitoreo. Otro ejemplo de la técnica anterior se describe en el documento DE102015212906A1.

Mediante el monitoreo con la "tapa de tuerca", es posible iniciar una parada automática de la turbina si se produce una fisura crítica en el cojinete, que en el caso del cojinete de las palas del rotor podría, en el peor de los casos, provocar la expulsión de las palas. Las tuercas o cabezas de tornillo fisuradas se utilizan como indicadores de fisuras en la conexión de la brida o en el cojinete. Una fisura en el rodamiento de las palas del rotor, por ejemplo, hace que el perno de las palas del rotor y la tuerca atornillada en él reciban una exigencia desproporcionada en caso de que se produzca una fisura en el rodamiento, lo que provoca una fisura en la tuerca de las palas o, en su caso, en la cabeza del perno. También puede ocurrir que la tuerca de la pala se desprenda del tornillo del rotor. Lo mismo se aplica a otras conexiones de brida que fallan en las plantas de energía eólica. Esta opción de monitorización se utiliza como Senvion CMBB condition monitoring en plantas de energía eólica.

En cambio, la presente invención se basa en la tarea de mejorar el monitoreo de las conexiones de brida de una planta de energía eólica.

Esta tarea se resuelve mediante un sistema de control de una conexión de brida de una planta de energía eólica, que comprende una conexión de brida con una pluralidad de pernos dispuestos de forma adyacente en aberturas de una brida, que se fijan con tuercas y/o cabezas de pernos, así como una pluralidad de órganos de control que están montados en tuercas y/o cabezas de tornillos de varios tornillos, en particular mutuamente adyacentes, en contacto positivo y/o no positivo, en los que los órganos de control están conectados entre sí mediante cables de conexión para formar un circuito, en particular un circuito en serie, en particular, la conexión en serie, que se caracteriza además por que la disposición de los cuerpos de monitoreo en las tuercas y/o cabezas de tornillo y la longitud de los cables de conexión se seleccionan de tal manera que, al girar una tuerca de tornillo de aflojamiento o una cabeza de tornillo de un perno que se está aflojando y del cuerpo de monitoreo montado en él, al menos un cable de conexión conectado al cuerpo de monitoreo que gira conjuntamente se libera debido al aumento de la tensión de tracción en el cable de conexión, en particular cuando se supera un valor límite de tensión de tracción. La desconexión del cable de conexión desencadena un mensaje de error en un dispositivo de control o monitoreo conectado al circuito.

De esta manera se asegura que una pérdida de pretensión en pernos individuales de una conexión de brida altamente exigida se detecta en una etapa temprana antes de que toda la conexión de brida pueda fallar. Las pérdidas de pretensión en este tipo de conexiones de brida se producen ocasionalmente en las plantas de energía eólica y pueden deberse a errores de aplicación, como un montaje defectuoso o un procedimiento de pretensión defectuoso, así como a defectos de material o a errores de diseño, por ejemplo, debido a una sobrecarga relacionada con el diseño.

Además, se garantiza que la formación de una fisura en una conexión de brida, en particular, en una sometida a altas cargas dinámicas, no pase desapercibida por la razón de que se aflojan los pernos individuales y/o las tuercas de los pernos. En ocasiones, los pernos de los cojinetes de las palas pueden aflojarse debido a errores durante el montaje y el mantenimiento, a condiciones de lubricación indefinidas o incluso al diseño de las conexiones de las bridas. Un pretensado inexistente o insuficiente de la unión atornillada representa un riesgo para la detección segura de, entre otras cosas, las fisuras de los cojinetes de las palas cuando se utiliza el sistema anterior, ya que los pernos o tuercas de pernos aflojados no están sometidos a la fuerza de deformación de la brida que se fisura de la misma manera que los pernos o tuercas de pernos correctamente fijados cuando se forman las fisuras. De este modo podría propagarse una rotura sin ser detectada.

El sistema incluye tanto conexiones de brida de perno aseguradas con tuercas de perno como conexiones de perno atornilladas en un agujero de brida con una rosca interna correspondiente. Las uniones de espárragos tienen al menos una tuerca por espárrago, mientras que los tornillos tienen una cabeza de espárrago y posiblemente una tuerca, esta última en el caso de una unión pasante.

El sistema de acuerdo con la presente invención contrarresta una pérdida inadvertida de pretensión al estar diseñado, con respecto al posicionamiento de los cuerpos de monitoreo en las cabezas de los pernos o tuercas de los pernos y el cableado entre los cuerpos de monitoreo adyacentes, de tal manera que un aflojamiento de un perno o una tuerca de un perno de la brida se detecta debido a la interrupción del cableado de al menos un perno adyacente. Esto interrumpe un flujo de corriente o una conexión conductora en el sistema, lo que da lugar a una señal que indica la operación correspondiente. En el caso más sencillo, esto se realiza mediante una conexión en serie, pero también en el caso de una conexión en paralelo, por ejemplo, se puede detectar un cambio repentino de la corriente debido a una interrupción del cableado mediante un circuito electrónico.

Dado que las tuercas de los pernos o los pernos en sí suelen apretarse mediante una rotación en el sentido de las agujas del reloj y un aflojamiento significa una rotación en sentido contrario a las agujas del reloj, la dirección de rotación de los pernos o las tuercas de los pernos cuando se aflojan también está bien definida, de modo que pueden elegirse de manera correspondiente la disposición geométrica y el cableado entre los cuerpos de monitoreo.

En un desarrollo ulterior ventajoso, los cuerpos de monitoreo están diseñados de tal manera que en caso de daño o destrucción de una tuerca o cabeza de tornillo, el cuerpo de monitoreo montado en la tuerca o cabeza de tornillo también se daña, siendo que los cuerpos de monitoreo comprenden cada uno un sensor diseñado para detectar una integridad estructural del cuerpo de monitoreo, mientras los cables de conexión entre los cuerpos de monitoreo interconectan los sensores en los cuerpos de monitoreo. Esta medida amplía el monitoreo de la conexión de la brida mediante la posibilidad de detectar pernos o tuercas de pernos destruidos en una fase temprana y, por lo tanto, poner la planta de energía eólica en cuestión en un estado seguro, en particular, apagarla. Para ello, cada uno de los cuerpos de monitoreo se prolonga con un sensor, por ejemplo, una línea que rodea el cuerpo de monitoreo, que se interrumpe si el cuerpo de monitoreo está dañado. La conexión en serie de los cuerpos de monitoreo se amplía así a una conexión en serie de los sensores en los cuerpos de monitoreo, de modo que se controla tanto la destrucción de pernos, cabezas de pernos o tuercas de pernos como el aflojamiento de los mismos.

Durante la instalación, se debe tener cuidado para asegurar que las vibraciones ordinarias durante el funcionamiento de la planta de energía eólica no causen la desconexión del cableado, mientras que incluso un aflojamiento relativamente ligero del perno o de la tuerca del perno causará la desconexión. Por lo tanto, el cableado no debe tener ningún esfuerzo de tracción en los cables de conexión después de la instalación correcta. Preferiblemente, los cables de conexión se instalan así sin fuerza de tracción mientras no se afloje ninguna tuerca o tornillo. Por otra parte, se prevé ventajosamente que no se supere una rotación de una tuerca de perno que se está aflojando o de una cabeza de perno de un perno que se está aflojando de 70°, en particular de 40°, más preferentemente de 15°, con respecto a una posición inicial de la tuerca de perno o de la cabeza de perno antes de aflojar el cable de conexión. Esto garantiza que no se produzca una disminución inaceptable de la fuerza de apriete de la unión atornillada, lo que haría que dejara de detectarse una fisura en la brida.

En un diseño ventajoso, los cables de conexión están equipados con un punto de rotura predeterminado. Este punto de rotura predeterminado puede diseñarse de manera que ceda con una fuerza de tracción definida. De forma alternativa o complementaria, por ejemplo, en el sentido de una seguridad adicional, los cables de conexión pueden conectarse o unirse ventajosamente mediante conectores en los cables de conexión o en los sensores, que se liberan cuando aumenta la tensión axial. En realizaciones ventajosas para este fin, los conectores tienen conexiones de lengüeta y ranura o conexiones magnéticas que se liberan, en particular, de forma no destructiva, cuando se supera un valor límite de tensión.

Se logra ventajosamente un nivel de fiabilidad de detección especialmente alto si, al girar una tuerca de perno que se está aflojando o una cabeza de perno de un perno que se está aflojando, se desprenden los cables de conexión del cuerpo de monitoreo y/o sensor de rotación conjunta a dos cuerpos de vigilancia y/o sensores adyacentes, que están dispuestos en un circuito, en particular, un circuito en serie de los cuerpos de vigilancia y/o sensores, delante y detrás del cuerpo de monitoreo y/o sensor de rotación conjunta. En el contexto de la invención, esto significa que en el caso de un cuerpo de monitoreo con o sin sensor en una tuerca de perno o una cabeza de perno, que está conectado a cuerpos de monitoreo con o sin sensores en dos tuercas de perno o cabezas de perno adyacentes, los cuerpos de monitoreo o los sensores están cableados entre sí de tal manera que el cableado se libera en ambos lados cuando se afloja la tuerca de perno o el perno. Sin embargo, debido a las condiciones geométricas, esta solución puede no ser simultánea, sino que, por ejemplo, un cable de conexión puede soltarse a una rotación de 15° y un segundo cable de conexión puede soltarse a una rotación de 25° del aflojamiento de la tuerca o perno central.

Ventajosamente, los cables de conexión se ensamblan con una longitud de cable ligeramente superior a un paso de 60° en el peor de los casos, en particular un paso de 30°, del cuerpo de monitoreo para su montaje en una cabeza de tornillo o una tuerca de tornillo, en particular, una tuerca hexagonal o una cabeza de tornillo hexagonal. Sin embargo, la holgura disponible debe seleccionarse preferentemente de tal manera que ya no sea posible una conexión entre cuerpos de monitoreo adyacentes si se tomara la siguiente posición de retención de 60° o 30° en la cabeza del perno o en la tuerca del perno.

Dado que las tuercas de espárrago suelen ser tuercas hexagonales que se encuentran en una relación posicional no predefinida entre sí en una brida en el estado fijado, la longitud de los cables de conexión debe ser tal que incluso en el caso más desfavorable de una distancia máxima posible entre las conexiones de dos sensores pueda salvarse sin que se produzcan esfuerzos de tracción en el cable de conexión entre estos dos sensores. Si el cuerpo de monitoreo también está diseñado para encajar exactamente como un hexágono, esto resulta en un intervalo angular de 60° en el que las conexiones del sensor respectivo pueden estar en las tuercas de los tornillos adyacentes en una disposición de los sensores que, por lo demás, es regular. Sin embargo, si el cuerpo de monitoreo tiene una simetría rotativa de 12 haces en lugar de una simetría rotativa de 6 haces, este intervalo angular es de sólo 30°. Esto permite ajustar la relación posicional de los sensores adyacentes entre sí con menos juego durante la instalación. Dentro del alcance de la presente invención, este principio también puede aplicarse con un paso aún más fino para detectar una pérdida de pretensión incluso antes. En este caso, por ejemplo, es adecuada una simetría rotacional de 18 o 24 haces, que va acompañada de intervalos angulares de 20° y 15°, respectivamente.

La tarea que subyace a la presente invención también se resuelve mediante una planta de energía eólica con un sistema previamente descrito de acuerdo con la invención para monitorear una conexión de brida. Esta planta de energía eólica de acuerdo con la invención reúne las mismas propiedades, características y ventajas que el sistema de la invención, que en consecuencia forma parte de la planta de energía eólica.

Por lo demás, el problema en el que se basa la presente invención también se resuelve mediante un procedimiento para monitorear una conexión de brida de una planta de energía eólica, en el que uno o más cuerpos de monitoreo se montan en un sistema previamente descrito de acuerdo con la invención en una o más tuercas de perno y/o cabezas de perno de al menos una conexión de brida de una planta de energía eólica, y se produce un circuito, en particular, un circuito en serie, de los cuerpos de monitoreo con cables de conexión de tal manera que, en caso de rotación de una tuerca de perno que se afloja o una cabeza de perno de un perno que se afloja y del cable de conexión, el cuerpo de monitoreo se monta en la tuerca de perno o la cabeza de perno, y se produce un circuito, en particular un circuito en serie, de los cuerpos de vigilancia con cables de conexión de tal manera que, al girar una tuerca de perno que se afloja o una cabeza de perno de un perno que se afloja y del cuerpo de monitoreo montado en él, se libera al menos un cable de conexión conectado al cuerpo de monitoreo que gira conjuntamente debido al aumento de la tensión de tracción en el cable de conexión, siendo que se señala un fallo en la conexión de brida al aflojarse una tuerca de perno o un perno. El procedimiento de acuerdo con la invención también presenta las mismas características, ventajas y propiedades que el sistema de acuerdo con la invención.

Preferiblemente, la integridad estructural de los cuerpos de monitoreo se supervisa mediante uno o más sensores en los cuerpos de monitoreo, por lo que en caso de daño o destrucción de uno o más cuerpos de monitoreo, se señala un fallo en la conexión de la brida.

Ventajosamente, cuando se señala un daño en la conexión de la brida, se desconecta la planta de energía eólica. Esto permite un rápido mantenimiento y, si es necesario, la reparación de la conexión de brida afectada.

Preferentemente, varios sensores funcionan en serie o agrupados en grupos, en particular, también se establecen grupos de circuitos en serie. La agrupación de los órganos de control y/o los sensores permite una rápida visión general de qué sección de una conexión de brida está afectada por una tuerca de tornillo que se afloja, un tornillo que se afloja o una fisura.

En una realización del procedimiento, se prevé que un sensor emita una señal en caso de daño o destrucción de un cuerpo de monitorización o de desconexión de un cable de conexión, o se detecta el daño si un sensor no se detecta durante la monitorización debido a una rotura de su conductor eléctrico o si se interrumpe una señal presente de forma continua.

Otras características de la invención resultan evidentes a partir de la descripción de las realizaciones de acuerdo con la invención junto con las reivindicaciones y los dibujos adjuntos. Las realizaciones de acuerdo con la invención pueden cumplir características individuales o una combinación de varias características.

La invención se describe a continuación, sin limitar la idea general de la invención, sobre la base de ejemplos de realizaciones con referencia a los dibujos, por lo que se hace referencia expresa a los dibujos con respecto a todas las características individuales de la invención que no se explican con más detalle en el texto. Se muestra en los dibujos: Fig. 1 una representación esquemática de una casa de máquinas de una planta de energía eólica,

Fig. 2a) - 2d) representación esquemática de un cuerpo de monitoreo y un sensor,

Fig. 3 un ejemplo de cableado de sensores,

Fig. 4 otro ejemplo de cableado de sensores,

Fig. 5 una representación esquemática de una conexión de enchufe conocida,

Fig. 6 una representación esquemática de una conexión de enchufe que puede emplearse de acuerdo con la invención y Fig. 7a), 7b) una representación esquemática de una conexión magnética enchufable que puede emplearse de acuerdo con la invención.

En los dibujos, los elementos y/o partes iguales o similares se han provisto de los mismos números de referencia, de modo que se prescinde de una nueva presentación en cada caso.

En la Fig. 1, se muestra esquemáticamente una caja de máquinas 1 o una góndola de una planta de energía eólica desde un lado. Junto a la caja de máquinas 1 hay un cubo de rotor 2 con tres conexiones de palas de rotor con cojinetes de palas de rotor 3 para las palas de rotor 4. También se muestra una pala del rotor 4 con su extremo de raíz de pala. Las conexiones de las palas del rotor tienen cada una brida para conectar una pala del rotor 4 y dispositivos de ajuste del ángulo de las palas para ajustar y fijar el ángulo de las palas del rotor. Un cojinete de las palas del rotor montado en la brida y cubierto con una carcasa está marcado con la referencia 5. Para atornillar una pala del rotor 4 al cojinete de la pala del rotor 3, los cojinetes de la pala del rotor 3 tienen una pluralidad de orificios 3' alrededor de la circunferencia para recibir pernos o tornillos de la pala del rotor.

Dentro de la caja de máquinas 1, el cubo del rotor 2 está unido por un cojinete 6 de un eje de rotor lento que está directamente conectado al cubo del rotor 2. El eje lento está conectado a un engranaje 7, con el que se aumenta la velocidad del eje lento del rotor y se transfiere a un eje rápido. El eje rápido, que está conectado al engranaje 7, conduce a un generador 8, que está dispuesto en el extremo posterior de la góndola 1. También se muestra un dispositivo de control electrónico 9 con un inversor que ajusta la corriente eléctrica generada por el generador 8 para que pueda alimentar una red eléctrica privada o pública.

En la parte inferior de la caja de máquinas 1, se muestra un portador de máquinas con una viga principal 10 y una viga trasera 11. La viga principal 10 soporta el cojinete 6 del eje lento, así como el cubo del rotor 2 y el engranaje 7. La viga trasera 11 soporta los componentes eléctricos, como el generador 8, los armarios de control y conmutación, así como un transformador y el convertidor, en su caso.

Para la rotación acimutal, es decir, la rotación de la caja de máquinas 1 sobre el eje longitudinal de la torre 15, se dispusieron una pluralidad de accionamientos acimutales 12, típicamente entre cuatro y dieciséis, en la viga principal 10 para hacer girar la caja de máquinas 1 sobre la torre 15 mediante un engranaje y una corona dentada. Además, junto a éste se forman los frenos acimutales 13, que alivian los accionamientos acimutales 12. Estos mantienen la caja de máquinas 1 en una posición acimutal fija en cuanto se asume una posición de objetivo acimutal. Durante un ajuste acimutal, se les aplica una presión residual para desacoplar los accionamientos acimutales 12 de las influencias externas. La caja de máquinas 1 también tiene sensores de viento en su extremo posterior, por ejemplo, un anemómetro 16, y un protector contra rayos 14. Otro protector contra rayos, no mostrado, suele estar dispuesto en la zona de transición entre la caja de máquinas 1 y el cubo del rotor 2, para desviar los rayos de la pala del rotor 4 hacia la torre 15.

En las siguientes figuras, la invención se explica con referencia a un cojinete de pala de rotor en forma de conexión de brida. Estas explicaciones pueden trasladarse fácilmente trasladables a una supervisión muy ventajosa de un rodamiento acimutal dispuesto entre la cabeza de la torre y la caja de máquinas, que es muy similar en función y construcción a un rodamiento de pala.

Las Figs. 2a) a 2d) muestran una realización de un dispositivo conocido por el documento DE 102013218845 A1. En las Figs. 2a) y 2b), se muestran vistas en perspectiva esquemática superior e inferior de un accesorio de tuerca 91 de un cuerpo de monitoreo 90. En el área inferior, esto comprende una banda circunferencial y puntos de rotura nominales 98 en la banda. En el área superior, la parte receptora del perno 92 tiene un elemento de bloqueo 93 con una nariz orientada hacia el interior y estructuras de retención 95 orientadas hacia el exterior para un anillo de seguridad. El accesorio de tuerca 91 presenta un soporte 94 para el contacto y la placa. En la parte inferior de la barra se muestra un revestimiento de un conductor eléctrico 96.

En la forma más sencilla, se puede utilizar un cuerpo de monitoreo sin revestimiento conductor o sensor para monitorear una pérdida de pretensión de acuerdo con la invención. En este caso, el cuerpo de monitoreo funciona como soporte de los cables de conexión a los respectivos pernos adyacentes. Los extremos de los cables de conexión se conectan conductivamente entre sí.

Sin embargo, el control adicional de la pérdida de precarga y de la integridad estructural de los cuerpos de monitoreo también permite un control fiable de los dos principales mecanismos de fallo de una conexión atornillada sometida a altas cargas dinámicas.

Las figuras 2c) y 2d) muestran el cuerpo de monitorización 90 en el perno 22 y con el anillo de seguridad 97. También se muestran un conector 99' y una placa con un LED de baja corriente 99a y un cableado 99. El LED 99a se utiliza para localizar tuercas de perno 20 dañadas.

La figura 3 muestra un cableado ejemplar de seis tapas de tuerca o cuerpos de monitoreo 90 adyacentes en las posiciones a hasta f. Las tuercas de perno se muestran en la figura. Las posiciones de los tornillos se muestran en una línea. En la mayoría de las aplicaciones en plantas de energía eólica, los pernos se encuentran en un círculo de perforaciones con un radio predeterminado, por ejemplo, entre 1 y 4 m de longitud.

Las tuercas de los tornillos están situadas en diferentes posiciones de tuerca. En función de la posición aleatoria de la tuerca tras el pretensado de los pernos según la normativa, los cuerpos de monitoreo 90 pueden colocarse, en principio, en las tuercas hexagonales en seis posiciones diferentes, cada una de las cuales difiere de la otra en 60°. Por razones de espacio, se prefieren orientaciones esencialmente uniformes de los sensores o cuerpos de monitoreo 90.

La figura 3 muestra las posiciones extremas de las tuercas adyacentes. Entre las posiciones a y b, la longitud predeterminada del cable de conexión 100 se utiliza completamente. El aflojamiento de la tuerca del tornillo en la posición A o B provocaría la rotura de la conexión. Existe una distancia mínima entre las posiciones c y d, de modo que una pérdida de pretensión sólo se detectaría después de que la tuerca del tornillo haya girado más de 60°. La tuerca del tornillo en la posición f se ha aflojado, soltando así el conector en el punto de rotura predeterminado, de modo que aquí se produce una interrupción de la conexión 102.

La figura 4 muestra una disposición alternativa de los conectores 99' en los cuerpos de monitoreo 90. En la figura 4, ya se ha producido una interrupción de la conexión 102 debido al aflojamiento de la tuerca del tornillo en la posición a. En esta realización, el conector 99' está desplazado unos 180° con respecto a la conexión del cable de enfrente (PCB con LED), es decir, algo retrasado con respecto a la figura 3. Para la activación de las conexiones enchufables 99', es más ventajosa una carga de tracción axial que una carga de tracción oblicua como en la figura 3. Una carga de tracción oblicua conlleva un ángulo de tensión del cable desfavorable, lo que puede hacer que el enchufe no se active y, en el peor de los casos, que el cable de conexión 100 se alargue. El cuerpo de monitoreo 90 y el cable de conexión 100 tendrían entonces que ser sustituidos debido a la sobrecarga. Esto se evita con el cambio de posición del tapón, como se muestra en la figura 4. Alternativamente, un conector puede ser posicionado centralmente entre los cuerpos de monitoreo 90, lo que asegura que siempre haya una tracción axial en el conector.

La situación mejora aún más si el cuerpo de monitoreo 90 está provisto de doce posiciones de enchufe posibles, ya que el juego máximo posible que hay que tener en cuenta al confeccionar la longitud de los cables de conexión 100 se reduce a la mitad.

La figura 5 ilustra esquemáticamente un conector convencional 110 en el que un enchufe 112 está provisto de un muelle 116 que encaja en una ranura 118 de un conector hembra 114. En este caso, la clavija 112 no puede ser retirado del conector hembra 114 sin destruir el muelle 116. Además, tampoco es posible establecer una fuerza de tracción que se pueda repetir, a la que se suelta esta conexión de enchufe 110.

La figura 6, por otro lado, muestra esquemáticamente una conexión de enchufe 120 que está construida de forma similar a la conexión de enchufe 110, con la diferencia de que, en este caso, el muelle 126 del enchufe 122 y la ranura 128 del conector hembra 124 están redondeados, de forma que el muelle 126 puede deslizarse fuera de la ranura 128 cuando se aplica una carga de tracción, siendo la carga de tracción, simbolizada por una flecha en el enchufe 122, a la que el enchufe 122 se separa del conector hembra 124 muy ajustable con la fuerza del muelle 126. Por lo tanto, si una tuerca de perno se ha aflojado y el conector 120 también se ha aflojado como resultado, el conector 120 puede ser restaurado simplemente insertando el enchufe 122 en la caja en 420 después de que la conexión del perno haya sido restablecida.

La figura 7 muestra una representación esquemática de una conexión de enchufe 130, en la que la figura 7a) muestra la clavija 132 y la figura 7b) el conector hembra 134 con más detalle. El enchufe 132 tiene un contorno exterior 41 que, en la vista frontal mostrada a la derecha, tiene biseles 144 en dos esquinas para asegurar que el enchufe no se inserte en el conector hembra 134 con la polaridad equivocada. Para ello, el conector hembra 134 tiene un contorno interior 142, que también tiene biseles 146 adecuados.

Como medio de sujeción, que mantiene la clavija 132 y el conector hembra 134 juntos con una fuerza definida, la clavija 132 y el conector hembra 134 tienen cada uno un imán 136, 138, que están polarizados de tal manera que se atraen mutuamente. En la realización de la figura 7, estos imanes tienen una sección transversal rectangular con una cavidad rectangular en el centro. Sin embargo, también pueden ser múltiples imanes distribuidos en la superficie de los dos componentes.

Para establecer el contacto eléctrico, la clavija 132 y el conector hembra 134 tienen cada uno superficies de contacto 148, 150 que entran en contacto con su respectiva contraparte. Por razones de seguridad, las superficies de contacto 148 de la clavija 132 están retrasadas respecto a una superficie frontal de la misma, mientras que las superficies de contacto 150 del conector hembra están dispuestas para sobresalir de una superficie frontal del conector hembra 134. Esta elección de hacer que la clavija 132 sea una clavija "hembra" evita que las superficies de contacto 148 de la clavija 132 entren en contacto con otros objetos conductores en la planta de energía eólica en caso de que la conexión de enchufe 130 se afloje debido al aflojamiento de una tuerca de tornillo.

Todas las características mencionadas, incluidas las que se desprenden únicamente de los dibujos, así como las características individuales divulgadas en combinación con otras características, se consideran esenciales para la invención, solas y en combinación. Las realizaciones de acuerdo con la invención pueden cumplirse mediante características individuales o una combinación de varias características. En el contexto de la invención, las características marcadas con "en particular" o "preferentemente" deben entenderse como características opcionales.

Lista de referencias

1 caja de máquinas

2 cubo de rotor

3 cojinete de pala de rotor

3' perforación

4 pala de rotor

5 brida

6 cojinete del eje de rotor lento

7 engranaje

8 generador

9 dispositivo de control electrónico con transformador

10 viga principal

11 viga trasera

12 accionamiento acimutal

13 freno acimutal

14 protección contra rayos

15 torre

16 anemómetro

20 tuerca del perno

22 perno

90 cuerpo de monitoreo

91 accesorio de tuerca

92 parte receptora del perno

93 elemento de bloqueo

94 soporte para contacto y placa

95 estructura de retención

96 conductor eléctrico

97 anillo de seguridad

98 punto de rotura nominal

99 cableado

99a LED

99' conexión de enchufe

100 cable de conexión

102 interrupción de la conexión

110 conexión de enchufe

112 clavija

114 conector hembra

116 muelle

118 ranura

120 conexión de enchufe

122 clavija

124 conector hembra

126 muelle

128 ranura

130 conexión de enchufe magnética

clavija

conector hembra imán

imán

contorno exterior contorno interior bisel

bisel

superficie de contacto superficie de contacto

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Sistema para monitorear una conexión de brida de una planta de energía eólica, que comprende una conexión de brida con una pluralidad de pernos (22) dispuestos adyacentes entre sí en aberturas de una brida, que se fijan con tuercas de perno (20) y/o cabezas de perno, así como una pluralidad de cuerpo de vigilancia (90), que están montados en tuercas (20) y/o cabezas de tornillos de una pluralidad de tornillos (22), en particular, tornillos adyacentes entre sí, en contacto positivo y/o no positivo, estando los cuerpos de monitoreo (90) conectados entre sí mediante cables de conexión (100) para formar un circuito, en particular, un circuito en serie, caracterizado porque la disposición de los cuerpos de monitoreo (90) en las tuercas de los pernos (20) y/o en las cabezas de los pernos y la longitud de los cables de conexión (100) se seleccionan de tal manera que, en caso de rotación de una tuerca de perno (20) que se afloja, o de una cabeza de perno de un perno que se está aflojando y el cuerpo de monitoreo (90) montado en él, se libera al menos un cable de conexión (100) conectado al cuerpo de monitoreo (90) de rotación conjunta debido al aumento de la tensión de tracción en el cable de conexión (100), en particular, cuando se supera un valor límite de tensión de tracción, en el que los cables de conexión (100) pueden estar conectados o se conectan mediante conectores de enchufe (120, 130) en los cables de conexión (100) o en los cuerpos de monitoreo (90) o en los sensores, que se liberan cuando aumenta la tensión de tracción axial.

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de monitoreo (90) está formado de tal manera que en caso de daño o destrucción de una tuerca de perno (20) o de una cabeza de perno, el cuerpo de monitoreo (90) montado en la tuerca de perno (20) o en la cabeza de perno también se daña, siendo que cada cuerpo de monitoreo (90) comprende un sensor adaptado para detectar una integridad estructural del cuerpo de monitoreo (90), los cables de conexión (100) entre el cuerpo de monitoreo (90) interconectan los sensores en el cuerpo de monitoreo (90).

3. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque los cables de conexión (100) están instalados sin tensión mientras no se afloje ninguna tuerca (20) o tornillo.

4. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque no se sobrepasa una rotación de una tuerca de perno (20) o de una cabeza de perno de un perno que se está aflojando de 70°, en particular de 40°, en particular de 15°, con respecto a una posición inicial de la tuerca de perno (20) o de la cabeza de perno antes de soltar el cable de conexión (100).

5. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los cables de conexión (100) están provistos de un punto de rotura nominal.

6. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los conectores de enchufe (120, 130) tienen conexiones de ranura de resorte (126, 128) o conexiones magnéticas (136, 138) que se sueltan, en particular, de forma no destructiva, cuando se supera un umbral de tensión de tracción.

7. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque al girar una tuerca de perno (20) que se está aflojando o una cabeza de perno de un perno que se está aflojando, se sueltan los cables de conexión (100) del cuerpo de monitoreo (90) y/o del sensor de rotación conjunta a dos cuerpos de monitoreo (90) y/o sensores adyacentes, que están dispuestos en un circuito, en particular, en serie, del cuerpo de monitoreo (90) y/o de los sensores delante y detrás del cuerpo de monitoreo y/o del sensor de rotación conjunta.

8. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los cables de conexión (100) se ensamblan con una longitud de cable ligeramente superior al peor de los casos en un paso de 60°, en particular un paso de 30°, del cuerpo de monitores (90) para su montaje en una cabeza de tornillo o una tuerca de tornillo (20), en particular una tuerca hexagonal o una cabeza de tornillo hexagonal.

9. Planta de energía eólica con un sistema de monitoreo de una conexión de brida de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Procedimiento para monitorear una conexión de brida de una planta de energía eólica, en el que uno o más cuerpos de monitoreo (90) en un sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9 están montados en una o más tuercas de perno (20) y/o cabezas de perno de al menos una conexión de brida de una planta de energía eólica y un circuito, en particular, un circuito en serie de los cuerpos de monitoreo (90) con cables de conexión (100) se produce de tal manera que, en caso de rotación de una tuerca de perno (20) que se afloja o la cabeza de un perno que se afloja y el cuerpo de monitoreo (90) montado en él, se suelta al menos un cable de conexión (100) conectado al cuerpo de monitoreo (90) que gira conjuntamente se libera debido al aumento de la tensión de tracción en el cable de conexión (100), en el que al aflojar una tuerca de perno (20) o un perno, se señaliza un fallo en la conexión de la brida.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque la integridad estructural del cuerpo de monitoreo (90) es monitoreada por medio de uno o más sensores en el cuerpo de monitoreo (90), mientras que en caso de daño o la destrucción de uno o más cuerpos de monitoreo (90) se señaliza una falla en la conexión de la brida.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque cuando se señaliza un daño en la conexión de la brida, se detiene la planta de energía eólica.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque se establece una pluralidad de grupos de circuitos en serie.

14. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque un sensor emite una señal en caso de daño o destrucción de un cuerpo de monitoreo (90) o de desconexión de un cable de conexión, o se detecta el daño, si un sensor no es detectado durante el monitoreo debido a una interrupción de su conductor eléctrico (96) o se interrumpe una señal continuamente presente.