一种防冰冻测风塔的制作方法

本发明涉及电力领域的一种测风塔，尤其涉及一种可抵抗低温雨雪等恶劣天气的防冰冻测风塔。

背景技术：

测风塔是为满足风能资源测量与评估而建于拟建风电场中有代表性站址处的塔筒，高度通常为70m～100m，按风资源规划专业的要求，在塔身上不同高度处，如10m、30m、40m、50m、70m、90m、100m等竖直高度面处，分别安装支撑横梁并装设测风仪，以对测风塔所处位置处的风力数据进行采集、监测。因此，测风塔的使用要求较为严苛，对测风塔的防倾斜可靠度也比普通风机塔筒要求更高。

同时，在测风塔安装的风场，若地处于冬季温度较低的北方、或湿度较大区域，会随着外部环境温度降低，导致测风塔上附着大量的霜露、积雪、雨水结冰等，使得测风塔的局部负载过大，进而容易导致测风塔产生倾斜、甚至倾倒情况的发生。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种防冰冻测风塔，以实现对测风塔上附着雨雪等进行清洁，达到提高测风塔防冰冻抵抗性的目的，进而可实现提高测风塔稳定性、延长测量准确性的目的。

为实现发明目的，采用如下技术方案：

一种防冰冻测风塔，包括竖直设置的塔筒，塔筒上设有至少一个测风仪；所述塔筒由自下向上依次同轴叠放的多个塔筒段构成；其特征在于：各塔筒段的外壁上分别铺设有对附着的冰霜进行加热去除的加热板。

进一步，各塔筒段的外周直径自下向上依次缩减，各塔筒段的上端外周处分别铺设有加热板。

进一步，各塔筒段的上端面外周处等间隔角度额排布有多个圆弧状的加热板，加热板上均匀分布有加热丝，各加热板分别经对应的控制开关与同一电源母线相连接。

进一步，所述的加热板包括铺设于塔筒段上端面的板材，所述板材的外周处于塔筒段上端面经螺栓可拆卸连接；所述板材中空设置，中空部设有沿水平面曲折盘绕设置的加热丝。

进一步，所述塔筒段上端面的外周处设有向下凹陷的凹槽，所述加热板设于凹槽中；所述凹槽的深度与构成加热板的板材高度相对应匹配设置，令加热板的顶面与塔筒段上端面平齐设置。

进一步，各塔筒段的上端面外周处设有向外凸出的凸台，所述凸台上设有对附着的冰霜进行加热去除的加热板；所述的加热板的断面呈横置的“U”形，令凸台的上侧壁、外侧壁、下侧壁均铺设有加热板。

进一步，各塔筒段的上端面设有至少一个检测表面温度的温度传感器，所述的温度传感器与加热板的控制开关相连接，以向控制开关输出开闭信号。

进一步，各塔筒段的上端面设有至少一个检测表面附着冰霜厚度的重量传感器和/或光感传感器，所述的重量传感器和/或光感传感器与加热板的控制开关相连接，以向控制开关输出开闭信号。

进一步，加热板上设置的控制开关为电磁开关，所述电磁开关包括控制加热板通电开关的开关单元和依据接收信号控制开关单元开闭的控制单元，控制单元的接收端与对应传感器经可传输信号的信号电路相连接，控制单元的输出端与开关单元经可传输信号的信号电路相连接。

进一步，各加热板分别对应设有一个检测表面温度的温度传感器，各温度传感器分别与对应加热板的控制开关相连接，以分别控制对应控制开关的开闭；所述的温度传感器设于对应加热板中心处。

采用上述技术方案，本发明较现有技术的优势在于：

通过在塔筒段上设置可通电加热的加热板，以对塔筒段表面附着的冰霜进行加热清除，令雨雪等低温天气下附着于塔筒段上的积雪、挂冰霜等被加热清除，进而避免了塔筒段上附着过厚的冰雪导致测风塔的塔筒自重过大、甚至导致测风塔侧倾现象的发生。从而，达到了提高侧风塔抵抗冰冻性能，令测风塔在低温恶劣环境下依然可稳定、准确地对风力参数进行测量和收集。

同时，本发明结构简单，效果显著，适宜推广使用。

附图说明

图1为本发明中一实施例的测风塔结构示意图；

图2为本发明中另一实施例的测风塔的结构示意图；

图3为本发明的图1中A处放大结构示意图；

图4为本发明的图1中B处放大结构示意图；

图5为本发明另一实施例的图1中B处放大结构示意图；

图6为本发明实施例中测风塔塔筒段的俯视图；

图7为本发明实施例中各加热丝的电路连接结构框图；

图8为本发明实施例中各加热板的电路连接结构框图；

图9为本发明实施例中拉绳的横断面结构示意图。

主要元件说明：1—塔筒，2—拉绳，3—测风仪，4—加热丝，5—加热板，6—防冻剂，7—温度传感器，8—控制开关，9—电源母线，11—塔筒段，12—凸台，21—钢丝绳，81—开关单元，82—控制单元。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步详细的说明。

如图1所示，本发明实施例中介绍了一种防冰冻测风塔，包括竖直设置的塔筒1，塔筒1由多节塔筒段11自下向上依次首尾连接构成。塔筒1中部连接有多根间隔角度设置的拉绳2；拉绳2绷紧设置，且一端与塔筒段相固定、另一端与地面相固定。塔筒1上设有至少一个对周围环境风力进行测量的测风仪3；优选的，在塔筒1的各塔筒段11上分别设有至少一个测风仪3，以实现对测风塔不同高度处的风力分别进行测量的目的。

实施例一

如图1至图3所示，本实施例中介绍了一种防冰冻测风塔，包括竖直设置的塔筒1，塔筒1中部的多个高度面处分别连接有多根间隔角度设置的拉绳2，拉绳2绷紧设置、且另一端与地面相固定；塔筒1由多节塔筒段11自下向上依次首尾连接构成；拉绳2由耐高温防火材质构成，拉绳2上设有对附着的冰霜进行加热去除的加热丝4，所述拉绳2有多股钢丝绳21缠绕构成，所述加热丝4沿拉绳2轴线设置，且与各股钢丝绳21相互缠绕固定。

通过在拉绳2上设置可通电加热的加热丝4，以对拉绳2表面附着的冰霜进行加热清除，令雨雪等低温天气下附着于拉绳2上的积雪、挂冰霜等被加热清除，进而避免了拉绳2上附着过厚的冰雪导致拉绳2自重过大、甚至导致测风塔侧倾现象的发生。

本实施例中，所述的拉绳2上设有多段间隔设置的加热丝4，各段加热丝4分别设于不同段的拉绳2处；各段加热丝4分别经不同的控制开关8与同一电源母线9相连接。通过在拉绳2的不同段处分别设置对应的加热丝4，以实现可对拉绳2的各段分别、或同时进行加热清洁的目的，进而保证了对拉绳2各段处附着冰雪针对性清洁的目的，提高了清洁的效率。

本实施例中，所述加热丝4的长度不小于拉绳2直径的5倍，相邻加热丝4之间的距离不大于加热丝4长度的4倍，以保证加热丝4的加热功率可对对应设置处的拉绳2段附着的冰雪全部清除，还尽量减少加热丝4的总量以节约成本和能源损耗。

如图3所示，本实施例中，所述拉绳2由至少两股钢丝绳21相互缠绕构成，所述加热丝4与各股钢丝绳21至少部分分别缠绕固定。通过上述设置，令加热丝4与钢丝绳21相互缠绕固定构成拉绳2，以保证加热丝4与拉绳2之间的安装紧固度；还能领加热丝4与钢丝绳21充分接触，以保证加热丝4的效率。优选的，所述加热丝4沿直线延伸，构成拉绳2的各钢丝绳21均绕加热丝4设置，以使得加热丝4处于拉绳2内部，令加热丝4与各钢丝绳21相互均接触，以提高换热效率。

如图7所示，本实施例中，所述各加热丝4相并联设置，且相并联的各加热丝4分别经对应的控制开关8与同一电源母线9相连接。所述的电源母线9与构成拉绳2的各钢丝绳21相互缠绕固定，电源母线9的端部与设于测风塔内部的电源模块相连接，以为各加热丝4分别或同时提供电源；且电源母线9的外周套装有耐高温的电线包皮，以避免电源母线9被加热丝4高温灼坏现象的发生。

实施例二

如图2至图3所示，本实施例是基于上述实施例一中所述的一种防冰冻测风塔，包括竖直设置的塔筒1，塔筒1连接有多根间隔角度设置的拉绳2，拉绳2绷紧设置、且另一端与地面相固定；拉绳2上设有对附着的冰霜进行加热去除的加热丝4，加热丝4的供电输入端经控制开关8与测风塔的电源母线9相连接；拉绳2上设有至少一个检测拉绳2表面温度的温度传感器7，所述温度传感器7与控制开关8的信号输入端相连接。

通过在测风塔的拉绳2上设置温度传感器7，以对测风塔拉绳2表面的温度进行检测，令检测值达到预设值后触发控制开关8，使加热丝4通电开始工作，以对附着于拉绳2上的冰霜进行清洁，进而达到对附着于拉绳2表面冰霜依据环境温度检测值自动进行加热清洁的目的。

本实施例中，所述拉绳2由多股钢丝绳21缠绕构成，所述加热丝4沿拉绳2轴线设置，且与各股钢丝绳21相互缠绕固定。所述的拉绳2上设有多段间隔设置的加热丝4，各段加热丝4分别设于不同段的拉绳2处；各段加热丝4分别经不同的控制开关8与同一电源母线9相连接。

如图3所示，本实施例中，各段加热丝4处分别对应设有一个检测表面温度的温度传感器7，各温度传感器7分别与对应加热丝4的控制开关8相连接，以分别控制对应控制开关8的开闭。

通过在拉绳2的不同段上分别设置加热丝4，并将各段加热丝4处分别设置对应的温度传感器7，以对各段拉绳2分别进行检测并控制对应段加热丝4的通断状态，进而实现对拉绳2各段处的加热丝4分别进行自动控制的目的，以提高加热丝4的清洁效率和控制进度，并达到节约能耗、提高清洁效率的目的。

本实施例中，所述的温度传感器7分别设置于对应加热丝4的中心处，以对加热丝4中心处的温度进行检测，进而令各温度传感器7的检测保持一致性。

本实施例中，加热丝4上设置的控制开关8为电磁开关，所述电磁开关包括控制加热丝4通电开关的开关单元81和依据接收信号控制开关单元81开闭的控制单元82，控制单元82的接收端与对应温度传感器7的信号输出端经可传输信号的信号电路相连接，控制单元82的输出端与开关单元81经可传输信号的信号电路相连接。温度传感器7将温度检测值发送至控制单元82，控制单元82将检测值与设定值相比较，当检测值小于设定值时向开关单元81发出触发信号，令开关单元81闭合，使加热丝4开始通电加热。所述的开关单元81，为现有任一可实现上述功能的控制电路或控制器。

实施例三

本实施例与上述实施例二的区别在于：所述拉绳2上设有至少一个检测表面附着冰霜厚度的重量传感器和/或光感传感器，所述的重量传感器和/或光感传感器经控制单元82与加热丝4的控制开关8相连接，以向控制开关8输出开闭信号(未在附图中注明)。

本实施例中，加热丝4上设置的控制开关8为电磁开关，所述电磁开关包括控制加热丝4通电开关的开关单元81和依据接收信号控制开关单元81开闭的控制单元82，控制单元82的接收端与对应重量传感器和/或光感传感器的信号输出端经可传输信号的信号电路相连接，控制单元82的输出端与开关单元81经可传输信号的信号电路相连接。重量传感器和/或光感传感器将重量检测值和/或透光度检测值发送至控制单元82，控制单元82将检测值与设定值相比较，当检测值小于设定值时向开关单元81发出触发信号，令开关单元81闭合，使加热丝4开始通电加热。

实施例四

如图1、图2、图6、图8所示，本实施例中介绍了一种防冰冻测风塔，包括竖直设置的塔筒1，所述塔筒1由自下向上依次同轴叠放的塔筒段11构成；各塔筒段11的外周铺设有对附着的冰霜进行加热去除的加热板5；加热板5的供电输入端经控制开关8与测风塔的电源母线9相连接；塔筒段11上设有至少一个检测塔筒段11表面温度的温度传感器7，所述温度传感器7与控制开关8的信号输入端相连接。

通过在塔筒段11上设置可通电加热的加热丝4，以对塔筒段11表面附着的冰霜进行加热清除，令雨雪等低温天气下附着于塔筒段11上的积雪、挂冰霜等被加热清除，进而避免了塔筒段11上附着过厚的冰雪导致测风塔的塔筒1自重过大、甚至导致测风塔侧倾现象的发生。

本实施例中，各塔筒段11的外周直径自下向上依次缩减，各塔筒段11的上端外周处分别铺设有加热板5。通过在各塔筒段11的外周上端分别铺设加热板5，以对各塔筒段11的上端分别进行加热清除堆积的积雪、冰霜等，避免塔筒段11上端堆积过多冰雪、达到塔筒1倾斜现象的发生。

本实施例中，各塔筒段11的上端面外周处等间隔角度额排布有多个圆弧状的加热板5，加热板5上均匀分布有加热丝4，各加热板5分别经对应的控制开关8与同一电源母线9相连接。

通过在塔筒段11的上部的各区域分别对应铺设加热板5，以对塔筒段11不同区域分别获同时进行加热进行清洁，进而实现了对塔筒段11堆积冰雪较多区域进行针对性清洁的目的，令测风塔的清洁效率得到进一步提高、并降低了能源损耗。

本实施例中，所述的加热板5包括铺设于塔筒段11上端面的板材，所述板材的外周处于塔筒段11上端面经螺栓可拆卸连接；所述板材中空设置，中空部设有沿水平面曲折盘绕设置的加热丝4。

如图4所示，本实施例中，所述塔筒段11上端面的外周处设有向下凹陷的凹槽，所述加热板5设于凹槽中；所述凹槽的深度与构成加热板5的板材高度相对应匹配设置，令加热板5的顶面与塔筒段11上端面平齐设置。

通过将加热板5经上述方式铺设与各塔筒段11上，令加热板5不会凸出于塔筒段11上侧，避免雨水在塔筒段11上侧流动过程中被加热板5阻挡情况的发生，进而防止塔筒段11上侧堆积冰雪进一步增多情况的发生，达到提高对测风塔上堆积冰雪清洁效率的目的。

优选的，如图5所示，本实施例中，各塔筒段11的上端面外周处设有向外凸出的凸台12，所述凸台12上设有对附着的冰霜进行加热去除的加热板5；所述的加热板5的断面呈横置的“U”形，令凸台12的上侧壁、外侧壁、下侧壁均铺设有加热板5。

通过上述设置，令“U”形加热板5卡装与凸台12外侧，令加热板5与凸台12的装配更为牢靠；同时令加热板5对凸台12外周的全部区域覆盖设置，以令最易结霜的塔筒段11外周区域被加热板5进行针对性加热，实现对该区域的冰霜进行针对性清洁、进而提高测风塔清洁效率的目的。

实施例五

如图2和图6、图8所示，本实施例是基于上述实施例四中所述的一种防冰冻测风塔，包括竖直设置的塔筒1，所述塔筒1由自下向上依次同轴叠放的塔筒段11构成；各塔筒段11的外周铺设有对附着的冰霜进行加热去除的加热板5；加热板5的供电输入端经控制开关8与测风塔的电源母线9相连接；塔筒段11上设有至少一个检测塔筒段11表面温度的温度传感器7，所述温度传感器7与控制开关8的信号输入端相连接。

通过在测风塔的各塔筒段11上设置温度传感器7，以对测风塔塔筒段11表面的温度进行检测，令检测值达到预设值后触发控制开关8，使加热板5通电开始工作，以对附着于塔筒段11上的冰霜进行清洁，进而达到对附着于塔筒1表面冰霜依据环境温度检测值自动进行加热清洁的目的。

本实施例中，各塔筒段11的外周直径自下向上依次缩减，各塔筒段11的上端外周处分别铺设有加热板5。本实施例中，各塔筒段11的上端面外周处等间隔角度额排布有多个圆弧状的加热板5，加热板5上均匀分布有加热丝4，各加热丝4分别经对应的控制开关8与同一电源母线9相连接。

本实施例中，各加热板5分别对应设有一个检测表面温度的温度传感器7，各温度传感器7分别与对应加热板5的控制开关8相连接，以分别控制对应控制开关8的开闭；所述的温度传感器7设于对应加热板5中心处。

通过在塔筒段11的不同区域上分别设置加热板5，并将各段加热板5处分别设置对应的温度传感器7，以对各加热板5对应区域分别进行检测并控制对应段加热丝4板的通断状态，进而实现对塔筒段11各处的加热板5分别进行自动控制的目的，以提高加热板5的清洁效率和控制进度，并达到节约能耗、提高清洁效率的目的。

同时，将温度传感器7分别设置于对应加热板5的中心处，以对加热板5中心处的温度进行检测，进而令各温度传感器7的检测保持一致性。

本实施例中，加热板5上设置的控制开关8为电磁开关，所述电磁开关包括控制加热板5通电开关的开关单元81和依据接收信号控制开关单元81开闭的控制单元82，控制单元82的接收端与对应温度传感器7的信号输出端经可传输信号的信号电路相连接，控制单元82的输出端与开关单元81经可传输信号的信号电路相连接。温度传感器7将温度检测值发送至控制单元82，控制单元82将检测值与设定值相比较，当检测值小于设定值时向开关单元81发出触发信号，令开关单元81闭合，使加热板5开始通电加热。

实施例六

本实施例与上述实施例五的区别在于：各塔筒段11上分别设有至少一个检测表面附着冰霜厚度的重量传感器和/或光感传感器，所述的重量传感器和/或光感传感器经控制单元82与加热板5的控制开关8相连接，以向控制开关8输出开闭信号(未在附图中注明)。

本实施例中，加热板5上设置的控制开关8为电磁开关，所述电磁开关包括控制加热板5通电开关的开关单元81和依据接收信号控制开关单元81开闭的控制单元82，控制单元82的接收端与对应重量传感器和/或光感传感器的信号输出端经可传输信号的信号电路相连接，控制单元82的输出端与开关单元81经可传输信号的信号电路相连接。重量传感器和/或光感传感器将重量检测值和/或透光度检测值发送至控制单元82，控制单元82将检测值与设定值相比较，当检测值小于设定值时向开关单元81发出触发信号，令开关单元81闭合，使加热板5开始通电加热。

实施例七

本实施例是基于上述实施例一至六任一所述的一种防冰冻测风塔，包括竖直设置的塔筒1，塔筒1中部连接有多根间隔角度设置的拉绳2，拉绳2绷紧设置、且另一端与地面相固定；塔筒1由多节塔筒段11自下向上依次首尾连接构成；拉绳2由耐高温防火材质构成，所述的拉绳2和/或各塔筒段11的外周处分别涂覆有避免冰霜附着的防冻剂6。

如图9所示，本实施例中，所述的拉绳2由由相互缠绕的至少两根钢丝绳21构成，钢丝绳21的外表面均喷涂由防冻剂6；所述拉绳2上设置有加热丝4，所述加热丝4的外部也喷涂由防冻剂6。通过上述设置，在构成拉绳2的各股钢丝绳21外表面分别喷涂防冻剂6，以令拉绳2外壁上涂满防冻剂6，令拉绳2外表面不易被冰霜附着，提高了测风塔的抗冰冻能力。

同时，如图4所示，本实施例中，构成塔筒1的各塔筒段11外壁上均涂覆由防冻剂6，所述防冻剂6均匀喷涂于各塔筒段11的外壁上，以使得塔筒段11外表面不易被冰上附着，进一步提高了测风塔的抗冰冻能力。

上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。