电滑环故障检测方法及装置与流程

本发明实施例涉及风力发电机技术领域，尤其涉及一种电滑环故障检测方法及装置。

背景技术：

采用电动变桨技术的风力发电机组，在机舱内的控制系统至轮毂内的变桨系统间，通常采用电滑环的方式来传输现场总线通讯信号。由于电滑环固有工作方式的特点，即电刷和滑道的紧密接触，不可避免的会带来摩擦的问题。因此，电滑环长期运行将会导致电刷与滑道的磨损，进而导致电刷与滑道间滑动电阻的增大，从而影响电滑环的通讯质量，进而影响到风力发电机组运行的稳定性和可靠性。

现有技术中，电滑环的性能状况和故障情况只能由风力发电机组的维护人员根据经验判断，并将疑似故障的电滑环从风力发电机上拆卸下来，再将新的电滑环安装到风机上，然后将疑似故障的电滑环带到实验室或设备检修间，安装到检测台上或连接到特殊检测设备上，通电测量其滑动电阻，若发现滑动电阻超过某一阈值，则判定此电滑环存在故障。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在如下缺陷：1)电滑环的故障判断只能是在电滑环疑似故障出现后，将其拆卸下来进行测试后才能确定，属于故障事后确定，因此无法准确、及时的发现故障。2)故障事后确定这种故障维护方式，决定了故障处理前的不可预知性，现场维护人员只能在电滑环疑似故障出现后，对疑似故障电滑环进行更换，使得现场维护人员的工作很被动，增加了维护时间。对于故障维护时间考核要求严格的项目，例如国外项目、海上项目，这种方式增加了现场维护人员的工作难度。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种电滑环故障检测方法及装置，以准确、及时的发现故障，降低现场维护人员的工作难度。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供一种电滑环故障检测方法，包括：采集与电滑环连接的现场总线上的通讯信号；根据所述通讯信号确定所述电滑环是否存在故障。

另一方面，本发明还提供一种电滑环故障检测装置，包括：采集模块，用于采集与电滑环连接的现场总线上的通讯信号；确定模块，用于根据所述通讯信号确定所述电滑环是否存在故障。

本发明提供的电滑环故障检测方法及装置，采用在线检测与电滑环连接的现场总线上的通讯信号的方式，对电滑环是否故障进行判定，不影响电滑环的正常工作，且可以准确、及时的发现故障，现场维护人员可以提前准备好零部件或备用滑环，在固定的维护时间而不是故障时间去提前维护和保养滑环，从而保证电滑环设备的零故障时间，降低了现场维护人员的工作难度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为电滑环应用于典型电动变桨风力发电机组的机舱与轮毂之间的结构示意图；

图2为图1简化后的结构示意图；

图3为本发明提供的电滑环故障检测装置的安装位置示意图；

图4为本发明提供的电滑环故障检测方法一个实施例的流程示意图；

图5为本发明提供的电滑环故障检测方法又一个实施例的流程示意图；

图6为本发明提供的电滑环故障检测装置的输入输出信号示意图；

图7为根据通讯信号的电压、波形和畸变进行电滑环故障检测的流程示意图；

图8为断路故障对应的通讯信号的波形示意图；

图9为短路故障对应的通讯信号的波形示意图；

图10为衰减速率过大故障对应的通讯信号的波形示意图一；

图11为衰减速率过大故障对应的通讯信号的波形示意图二；

图12为衰减速率过大故障对应的通讯信号的波形示意图三；

图13为本发明提供的电滑环故障检测装置一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为清楚说明本发明实施例的电滑环故障检测方法及装置，下面结合附图对本发明实施例的电滑环故障检测方法及装置的应用场景进行说明。

图1为电滑环应用于典型电动变桨风力发电机组的机舱与轮毂之间的结构示意图。如图1所示，机舱内的控制系统至轮毂内的变桨系统间，采用电滑环的方式来传输现场总线通讯信号。图1可以简化为图2所示的结构示意图，如图2所示，电滑环位于机舱内总线主站和轮毂内总线子站1之间的现场总线上，用于传输现场总线中的通讯信号。

图3为本发明提供的电滑环故障检测装置的安装位置示意图。如图3所示，本发明提供的电滑环故障检测装置，设置于与电滑环连接的现场总线上，具体可以是设置于机舱内总线主站和电滑环之间的现场总线上，或设置于轮毂内总线子站1和电滑环之间的现场总线上，从而实现在线采集并检测与电滑环连接的现场总线上的通讯信号的目的，不影响电滑环正常工作。

下面结合附图对本发明实施例电滑环故障检测方法及装置进行详细描述。

实施例一

图4为本发明提供的电滑环故障检测方法一个实施例的流程示意图。如图4所示，本发明实施例的电滑环故障检测方法，具体包括：

s401，采集与电滑环连接的现场总线上的通讯信号。

具体的，如图3所示，将电滑环故障检测装置安装在与电滑环连接的现场总线上，在不影响电滑环正常工作的前提下，在线采集与电滑环连接的现场总线上通讯信号。

s402，根据通讯信号确定电滑环是否存在故障。

具体的，对采集到的通讯信号的各电气参数或特征量进行分析，确定电滑环是否存在故障。

本发明实施例的电滑环故障检测方法，采用在线检测与电滑环连接的现场总线上的通讯信号的方式，对电滑环是否故障进行判定，不影响电滑环的正常工作，且可以准确、及时的发现故障，现场维护人员可以提前准备好零部件或备用滑环，在固定的维护时间而不是故障时间去提前维护和保养滑环，从而保证电滑环设备的零故障时间，降低了现场维护人员的工作难度。且可有效减少风力发电机组中因电滑环引起的故障次数，间接提高风力发电机组用现场总线(例如profibus)中通讯信号的质量，间接降低风力发电机组用现场总线通讯故障的次数，延长风力发电机组平均故障间隔时间(meantimebetweenfailure，简称mtbf)。

实施例二

图5为本发明提供的电滑环故障检测方法又一个实施例的流程示意图。如图5所示，在实施例一的基础上，本发明实施例的电滑环故障检测方法具体可包括：

s501，采集与电滑环连接的现场总线上的通讯信号。

具体的，步骤s501与实施例一中的步骤s401相同，此处不再赘述。

实施例一中的步骤s402具体可以包括以下步骤s502。

s502，根据通讯信号的电压、波形、和/或畸变，确定电滑环是否存在故障。

具体的，对采集到的通讯信号的以下电气参数或特征量中的一个或多个的组合：电压、波形和畸变，进行分析，确定电滑环是否存在故障。

作为第一种可行的实施方式，可以通过与电压、和/或波形、和/或畸变的标准值进行比较的方式，确定电滑环是否存在故障。即步骤s502具体可包括以下步骤：根据通讯信号的电压与标准电压的比较结果、通讯信号的波形与标准波形的比较结果、和/或通讯信号的畸变与标准畸变的比较结果，确定电滑环是否存在故障。

进一步的，根据通讯信号的电压和标准电压、通讯信号的波形和标准波形、和/或通讯信号的畸变和标准畸变，确定电滑环是否存在故障，具体可包括：

通讯信号电压检测：当通讯信号的电压与标准电压的比值小于第一设定电压阈值(例如30％)时，立即输出电压故障报警信号；或者，当通讯信号的电压与标准电压的比值小于第二设定电压阈值(例如40％)时，延迟第一设定时间(例如2小时)后输出电压故障报警信号；和/或，

通讯信号波形检测：当通讯信号的波形与标准波形的比值小于第一设定波形阈值(例如30％)时，立即输出波形故障报警信号；或者，当通讯信号的波形与标准波形的比值小于第二设定波形阈值(例如40％)时，延迟第二设定时间(例如2小时)后输出波形故障报警信号；和/或，

通讯信号畸变检测：当通讯信号的畸变与标准畸变的比值大于第一设定畸变阈值(例如30％)时，立即输出畸变故障报警信号；或者，当通讯信号的畸变与标准畸变的比值大于第二设定畸变阈值(例如20％)时，延迟第三设定时间(例如2小时)后输出畸变故障报警信号。

其中，第二设定电压阈值大于第一设定电压阈值，第二设定波形阈值大于第一设定波形阈值，第二设定畸变阈值小于第一设定畸变阈值。

图6为本发明提供的电滑环故障检测装置的输入输出信号示意图。如图6所示，输出的故障报警信号，可以是24v开关量信号或485总线信号或常规声光报警信号。

图7为根据通讯信号的电压、波形和畸变进行电滑环故障检测的流程示意图。如图7所示，电滑环故障检测装置开启后，首先进行设备自检。若设备故障，则输出设备故障报警信号，若设备正常，则进行通讯信号电压检测。若电压异常，则输出电压故障报警信号，若电压正常，则进行通讯信号波形检测。若波形异常，则输出波形故障报警信号，若波形正常，则进行通讯信号畸变检测。若畸变异常，则输出畸变故障报警信号，若畸变正常，则返回通讯信号电压检测步骤。

作为第二种可行的实施方式，可以根据通讯信号的电压、波形和畸变计算一个综合指标即通讯信号的质量，根据与通讯信号的质量的标准值进行比较的方式，确定电滑环是否存在故障。即步骤s502具体可包括以下步骤：根据通讯信号的电压、波形和畸变，计算通讯信号的质量；根据通讯信号的质量与标准质量的比较结果，确定电滑环是否存在故障。

进一步的，根据通讯信号的质量和标准质量，确定电滑环是否存在故障，具体可包括：

当通讯信号的质量与标准质量的比值小于第一设定质量阈值(例如30％)时，立即输出质量故障报警信号；或者，当通讯信号的质量与标准质量的比值小于第二设定质量阈值(例如40％)时，延迟第四设定时间(例如2小时)后输出质量故障报警信号。

其中，第二设定质量阈值大于第一设定质量阈值，通讯信号的质量可根据通讯信号的电压、波形和畸变以及各自对应的权重计算得到。

作为第三种可行的实施方式，可以根据通讯信号的电压、波形和畸变，确定电滑环具体出现了哪种故障。下面分别以“断路”故障、“短路”故障和“衰减速率过大”故障为例进行说明：

1)“断路”故障

当电滑环的电刷接触不良或电滑环的通讯通道出现断路故障时，会造成所传输的通讯信号发生反射，从采集到的通讯信号波形判断即高电平信号和低电平信号上会出现明显的大起大落的波峰，如图8所示。特别是，通常电滑环距离通讯设备的主站和子站距离很近，故此类高强度的干扰会使通讯信号的报文受损，从而导致通讯故障。

此种故障的判断方法如下：若通讯信号的波形在低电平信号期间(例如图8中的t0-t2期间)，存在两个向高电平方向的第一跳变信号，且两个第一跳变信号呈现衰减关系，则将低电平信号畸变标志位设置为有效状态(信号电压绝对值小于2v)，并记录两个第一跳变信号的电压幅值(例如图8中为3.2v、1.5v)以及两个第一跳变信号的电压幅值比(1.5/3.2＝50％)；

若通讯信号的波形在高电平信号期间(例如图8中的t2-t3期间)，存在两个向低电平方向的第二跳变信号，且两个第二跳变信号呈现衰减关系，则将高电平信号畸变标志位设置为有效状态(信号电压绝对值小于2v)，并记录两个第二跳变信号的电压幅值(例如图8中为2.6v、1.2v)以及两个第二跳变信号的电压幅值比(1.2/2.6＝46％)；

若低电平信号畸变标志位和高电平信号畸变标志位均为有效状态，且两个第一跳变信号的电压幅值比(50％)和两个第二跳变信号的电压幅值比(46％)的差值(50％-46％＝4％)，与两个第一跳变信号的电压幅值比(50％)和两个第二跳变信号的电压幅值比(46％)中较大的电压幅值比(max(50％，46％)＝50％)的比值(4％/50％＝8％)，小于设定幅值比阈值(例如20％)，则将电滑环通讯断路状态标志位设置为有效状态；

若电滑环通讯断路状态标志位为有效状态，则计算故障点距离检测点的距离s1；其中，故障点距离检测点的距离s1计算过程如下：根据第一个第一跳变信号的周期(t1-t0＝0.07μs)和通讯信号在现场总线中的传输速度(例如4.2nm/s)，计算故障点距离检测点的距离s1(s1＝0.07μs*4.2nm/s/2＝8.3m)。

若故障点距离检测点的距离s1(8.3m)与电滑环距离检测点的距离s0(8m)的差值(s1-s0＝0.3m)小于设定距离阈值(例如0.5m)，则确定电滑环的电刷接触不良或电滑环的通讯通道出现“断路”故障。

2)“短路”故障

当电滑环的通讯通道或电滑环的通讯接线出现“短路”故障时，会造成所传输的通讯信号发生反射，如图9所示。特别是，通常电滑环距离通讯设备的主站和子站距离很近，故此类高强度的干扰会使通讯信号的报文受损，从而导致通讯故障。

此种故障的判断方法如下：若通讯信号的波形在高电平信号期间(例如图9中的t2-t4期间)，高电平信号的电压平均值(例如图9中为1.2v)低于高电平信号的电压标准值(例如3v)，则将高电平信号电压低标志位设置为有效状态；

若通讯信号的波形在高电平信号期间(例如图9中的t2-t4期间)，前半个周期的高电平信号的电压平均值(例如图9中为1.8v)大于后半个周期的高电平信号的电压平均值(例如图9中为0.9v)，且后半个周期的高电平信号的电压平均值(0.9v)与前半个周期的高电平信号的电压平均值(1.8v)的比值(0.9v/1.8v＝0.5)，小于设定电压平均值比值阈值(例如0.7)，则将高电平信号电压衰减标志位设置为有效状态；

若通讯信号的波形在低电平信号期间(例如图9中的t1-t2期间)，低电平信号的电压平均值(例如图9中为-2v)低于低电平信号的电压标准值(例如3v)，则将低电平信号电压低标志位设置为有效状态；

若通讯信号的波形在低电平信号期间(例如图9中的t1-t2期间)，前半个周期的低电平信号的电压平均值(例如图9中为2.4v)大于后半个周期的低电平信号的电压平均值(例如图9中为1.3v)，且后半个周期的低电平信号的电压平均值(1.3v)与前半个周期的低电平信号的电压平均值(2.4v)的比值(1.3v/2.4v＝0.54)，小于设定电压平均值比值阈值(例如0.7)，则将低电平信号电压衰减标志位设置为有效状态；

若高电平信号电压低标志位、高电平信号电压衰减标志位、低电平信号电压低标志位和低电平信号电压衰减标志位均为有效状态，则将电滑环通讯短路状态标志位设置为有效状态；

若电滑环通讯短路状态标志位为有效状态，则计算故障点距离检测点的距离s1；其中，故障点距离检测点的距离s1计算过程如下：根据高电平信号衰减前的有效时间(t3-t2＝0.07μs)和通讯信号在现场总线中的传输速度(例如4.2nm/s)，计算故障点距离检测点的距离s1(s1＝0.07μs*4.2nm/s/2＝8.3m)。

若故障点距离检测点的距离s1(8.3m)与电滑环距离检测点的距离s0(8m)的差值(s1-s0＝0.3m)小于设定距离阈值(例如0.5m)，则确定电滑环的通讯通道或电滑环的通讯接线出现“短路”故障。

3)“衰减速率过大”故障

电滑环通讯质量的评估和故障诊断是通过评估电滑环通讯信号的波形电压有效值来完成的，更准确的说是通过评估电滑环通讯信号的波形电压有效值的衰减速率来完成的。其评估的现场总线子站通常为现场总线经过电滑环且距离电滑环检测最近的子站，例如图3中的轮毂内总线子站1。

波形电压有效值单位为v，其计算方法为：在一个周期内，波形电压有效值＝高电平信号电压瞬时值之和/n1+低电平信号电压瞬时值之和/n2。其中，n1为同一周期内高电平信号采样次数，n2为同一周期内低电平信号采样次数。

此种故障的判断方法如下：根据通讯信号的波形电压有效值的实际值和通讯信号的波形电压有效值的预测值，确定电滑环是否存在故障。

进一步的，根据通讯信号的波形电压有效值的实际值和通讯信号的波形电压有效值的预测值，确定电滑环是否存在故障，具体包括：

计算通讯信号的波形电压有效值的预测值和通讯信号的波形电压有效值的实际值的差值，得到预测电压偏差；

计算预测电压偏差和通讯信号的波形电压有效值的预测值的比值，得到预测电压偏差率；

当预测电压偏差率大于设定电压偏差率时，输出电压衰减故障报警信号。

进一步的，根据通讯信号的波形电压有效值的实际值和通讯信号的波形电压有效值的预测值，确定电滑环是否存在故障，具体还包括以下通讯信号的波形电压有效值的预测值的计算步骤：

根据通讯信号的波形电压有效值的实际值的历史数据，计算得到波形电压有效值的衰减模型；

根据通讯信号的波形电压有效值的实际值的历史数据和波形电压有效值的衰减模型，计算得到通讯信号的波形电压有效值的预测值。

下面举例说明：假设电滑环故障检测装置刚运行时，采集到的通讯信号的波形如图10所示，此时波形电压有效值为6.4v。电滑环故障检测装置运行3个月后，采集到的通讯信号的波形如图11所示，此时波形电压有效值为4.79v。电滑环故障检测装置运行4个月后，采集到的通讯信号的波形如图12所示，此时波形电压有效值为2.52v。

综上，0天后波形电压有效值的实际值v00＝6.4v，3个月即90天后波形电压有效值的实际值v90＝4.79v，4个月即120天后波形电压有效值的实际值v120＝2.52v。

根据波形电压有效值的实际值的历史数据，v00＝6.4v，v90＝4.79v，计算波形电压有效值的衰减系数k＝(vtarget-vinit)/(ttarget-tinit)，将v00＝6.4v，v90＝4.79v带入上式，得到：k＝(4.79v-6.4v)/(90-0)＝-0.0179。

建立故障预测模型，也即波形电压有效值的衰减模型：ytarget＝vinit+k×(ttarget-tinit)＝vinit+(-0.0179)×(ttarget-tinit)。

根据上述衰减模型和90天后波形电压有效值的实际值的历史数据v90＝4.79v，计算得到120天后波形电压有效值的预测值y120＝4.79v+(-0.0179)×(120-90)＝4.25v。

而120天后波形电压有效值的实际值为v120＝2.52v，计算得到预测电压偏差vdif＝y120-v120＝4.25v-2.52v＝1.73v。

计算预测电压偏差vdif＝1.73v和120天后波形电压有效值的预测值y120＝4.25v的比值，得到预测电压偏差率＝|vdif|/y120*100％＝1.73v/4.25v＝40.7％。

预测电压偏差率＝40.7％大于设定电压偏差率(例如30％)，则输出电压衰减故障报警信号。

本发明实施例的电滑环故障检测方法，采用在线检测与电滑环连接的现场总线上的通讯信号的方式，对电滑环是否故障进行判定，不影响电滑环的正常工作，且可以准确、及时的发现故障，现场维护人员可以提前准备好零部件或备用滑环，在固定的维护时间而不是故障时间去提前维护和保养滑环，从而保证电滑环设备的零故障时间，降低了现场维护人员的工作难度。且可有效减少风力发电机组中因电滑环引起的故障次数，间接提高风力发电机组用现场总线(例如profibus)中通讯信号的质量，间接降低风力发电机组用现场总线通讯故障的次数，延长风力发电机组平均故障间隔时间mtbf。

实施例三

图13为本发明提供的电滑环故障检测装置一个实施例的结构示意图。本发明实施例的电滑环故障检测装置可执行实施例一或实施例二所示的电滑环故障检测方法。如图13所示，本发明实施例的电滑环故障检测装置，具体可包括采集模块131和确定模块132。

采集模块131，用于采集与电滑环连接的现场总线上的通讯信号。

确定模块132，用于根据通讯信号确定电滑环是否存在故障。

进一步的，确定模块132具体可用于：

根据通讯信号的电压、波形、和/或畸变，确定电滑环是否存在故障。

进一步的，确定模块132具体可用于：

根据通讯信号的电压与标准电压的比较结果、通讯信号的波形与标准波形的比较结果、和/或通讯信号的畸变与标准畸变的比较结果，确定电滑环是否存在故障。

进一步的，确定模块132具体可用于：

当通讯信号的电压与标准电压的比值小于第一设定电压阈值时，立即输出电压故障报警信号；或者，当通讯信号的电压与标准电压的比值小于第二设定电压阈值时，延迟第一设定时间后输出电压故障报警信号；和/或，

当通讯信号的波形与标准波形的比值小于第一设定波形阈值时，立即输出波形故障报警信号；或者，当通讯信号的波形与标准波形的比值小于第二设定波形阈值时，延迟第二设定时间后输出波形故障报警信号；和/或，

当通讯信号的畸变与标准畸变的比值大于第一设定畸变阈值时，立即输出畸变故障报警信号；或者，当通讯信号的畸变与标准畸变的比值大于第二设定畸变阈值时，延迟第三设定时间后输出畸变故障报警信号。

进一步的，确定模块132具体可用于：

根据通讯信号的电压、波形和畸变，计算通讯信号的质量；根据通讯信号的质量与标准质量的比较结果，确定电滑环是否存在故障。

进一步的，确定模块132具体可用于：

当通讯信号的质量与标准质量的比值小于第一设定质量阈值时，立即输出质量故障报警信号；或者，当通讯信号的质量与标准质量的比值小于第二设定质量阈值时，延迟第四设定时间后输出质量故障报警信号。

进一步的，确定模块132具体可用于：

若通讯信号的波形在低电平信号期间，存在两个向高电平方向的第一跳变信号，且两个第一跳变信号呈现衰减关系，则将低电平信号畸变标志位设置为有效状态，并记录两个第一跳变信号的电压幅值以及两个第一跳变信号的电压幅值比；

若通讯信号的波形在高电平信号期间，存在两个向低电平方向的第二跳变信号，且两个第二跳变信号呈现衰减关系，则将高电平信号畸变标志位设置为有效状态，并记录两个第二跳变信号的电压幅值以及两个第二跳变信号的电压幅值比；

若低电平信号畸变标志位和高电平信号畸变标志位均为有效状态，且两个第一跳变信号的电压幅值比和两个第二跳变信号的电压幅值比的差值，与两个第一跳变信号的电压幅值比和两个第二跳变信号的电压幅值比中较大的电压幅值比的比值，小于设定幅值比阈值，则将电滑环通讯断路状态标志位设置为有效状态；

若电滑环通讯断路状态标志位为有效状态，则计算故障点距离检测点的距离；

若故障点距离检测点的距离与电滑环距离检测点的距离的差值小于设定距离阈值，则确定电滑环的电刷接触不良或电滑环的通讯通道出现断路故障。

进一步的，确定模块132具体可用于：

根据第一个第一跳变信号的周期和通讯信号在现场总线中的传输速度，计算故障点距离检测点的距离。

进一步的，确定模块132具体可用于：

若通讯信号的波形在高电平信号期间，高电平信号的电压平均值低于高电平信号的电压标准值，则将高电平信号电压低标志位设置为有效状态；

若通讯信号的波形在高电平信号期间，前半个周期的高电平信号的电压平均值大于后半个周期的高电平信号的电压平均值，且后半个周期的高电平信号的电压平均值与前半个周期的高电平信号的电压平均值的比值，小于设定电压平均值比值阈值，则将高电平信号电压衰减标志位设置为有效状态；

若通讯信号的波形在低电平信号期间，低电平信号的电压平均值低于低电平信号的电压标准值，则将低电平信号电压低标志位设置为有效状态；

若通讯信号的波形在低电平信号期间，前半个周期的低电平信号的电压平均值大于后半个周期的低电平信号的电压平均值，且后半个周期的低电平信号的电压平均值与前半个周期的低电平信号的电压平均值的比值，小于设定电压平均值比值阈值，则将低电平信号电压衰减标志位设置为有效状态；

若高电平信号电压低标志位、高电平信号电压衰减标志位、低电平信号电压低标志位和低电平信号电压衰减标志位均为有效状态，则将电滑环通讯短路状态标志位设置为有效状态；

若电滑环通讯短路状态标志位为有效状态，则计算故障点距离检测点的距离；

若故障点距离检测点的距离与电滑环距离检测点的距离的差值小于设定距离阈值，则确定电滑环的通讯通道或电滑环的通讯接线出现短路故障。

进一步的，确定模块132具体可用于：

根据高电平信号衰减前的有效时间和通讯信号在现场总线中的传输速度，计算故障点距离检测点的距离。

进一步的，确定模块132具体可用于：

根据通讯信号的波形电压有效值的实际值和通讯信号的波形电压有效值的预测值，确定电滑环是否存在故障。

进一步的，确定模块132具体可用于：

计算通讯信号的波形电压有效值的预测值和通讯信号的波形电压有效值的实际值的差值，得到预测电压偏差；

计算预测电压偏差和通讯信号的波形电压有效值的预测值的比值，得到预测电压偏差率；

当预测电压偏差率大于设定电压偏差率时，输出电压衰减故障报警信号。

进一步的，确定模块132具体可用于：

根据通讯信号的波形电压有效值的实际值的历史数据，计算得到波形电压有效值的衰减模型；

根据通讯信号的波形电压有效值的实际值的历史数据和波形电压有效值的衰减模型，计算得到通讯信号的波形电压有效值的预测值。

本发明实施例的电滑环故障检测装置，采用在线检测与电滑环连接的现场总线上的通讯信号的方式，对电滑环是否故障进行判定，不影响电滑环的正常工作，且可以准确、及时的发现故障，现场维护人员可以提前准备好零部件或备用滑环，在固定的维护时间而不是故障时间去提前维护和保养滑环，从而保证电滑环设备的零故障时间，降低了现场维护人员的工作难度。且可有效减少风力发电机组中因电滑环引起的故障次数，间接提高风力发电机组用现场总线(例如profibus)中通讯信号的质量，间接降低风力发电机组用现场总线通讯故障的次数，延长风力发电机组平均故障间隔时间mtbf。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。