叶片防雷系统的电阻测量装置和电阻测量方法与流程

文档序号:15198765发布日期:2018-08-19 02:52阅读:1299来源:国知局

本发明涉及风力发电技术领域,更具体地说,涉及一种叶片防雷系统的电阻测量装置和电阻测量方法。



背景技术:

风力发电机组是利用风能来发电的设备,由于受地面地形的影响,高空的风力往往比地面大,所以一般将风力发电机组建造得很高。

然而,风力发电机组的高度越高,在雷雨天气受到雷击的可能性就越大。风力发电机组的最高点是叶片的叶尖,所以叶片必须具备防雷系统。防雷系统需要保证叶片在受到雷击时,能够顺利地将雷电能量传导至地面,因此在生产过程中必须保证叶片的防雷系统连接完整,不能出现断路。

图1示出了叶片防雷系统的示意图。如图1所示,叶片1的防雷系统包括叶尖第一接闪器2、叶身第二接闪器3、叶身第三接闪器4、从叶根通到叶尖第一接闪器2的主电缆5以及从叶身第二接闪器3通到主电缆5的分支电缆6、从叶身第三接闪器4通到主电缆5的分支电缆7。此外,根据叶片1的长度,防雷系统还可包括更多个叶身接闪器。其中,主电缆5的起点o设置在叶根。

在制作叶片时,需要对各接闪器与主电缆5的起点o之间的电阻进行测量,测得的电阻需要小于规定的数值(通常是40-50mω),以保证各个接闪器的接闪系统的导通,从而保证整个防雷系统的导通。

目前,使用以下方法来测量防雷系统的电阻:将电阻测量仪8的一端通过测量电缆9连接到主电缆5的起点o,另一端通过测量电缆9分别连接到各个接闪器(在图1中,连接到叶尖第一接闪器2),形成回路,以测量整个回路的电阻a;然后,使用电阻测量仪8对测量电缆9的电阻b进行测量,则接闪系统的电阻c=a-b,其值要求小于规定数值(例如,小于50mω)。

随着风力发电机组的发展,叶片越来越长,测量电缆9也越来越长,在每次测量时,操作人员需要手持越来越重的测量电缆9,导致耗时越来越长。

另外,在现有技术中,通过普通的电线夹子将测量电缆9连接到接闪器底座,该电线夹子并不适用于接闪器底座的形状,导致电阻测量仪的读数不稳定,需要多次测量才能获得稳定数值。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种能够提高电阻测量效率的叶片防雷系统的电阻测量装置和电阻测量方法。

根据本发明的一方面,提供一种叶片防雷系统的电阻测量装置,所述电阻测量装置包括:电阻测量仪,固定在叶片模具钢架上;两个测量电缆,每个测量电缆的一端连接到所述电阻测量仪,另一端设置有电连接器。

可选地,所述两个测量电缆中的至少一个可包括卷绕电缆,所述卷绕电缆缠绕在卷线器中并能够被抽出且能够被重新缠绕在所述卷线器中,所述卷线器固定在所述叶片模具钢架上。

可选地,所述两个测量电缆中的至少一个可包括固定在所述叶片模具钢架上的固定电缆。

可选地,所述两个测量电缆中的一个可包括卷绕电缆,所述两个测量电缆中的另一个可包括固定在所述叶片模具钢架上的固定电缆,所述卷绕电缆缠绕在卷线器中并能够被抽出且能够被重新缠绕在所述卷线器中,所述卷线器固定在所述叶片模具钢架上。

可选地,所述两个测量电缆中的所述一个还可包括所述固定电缆,所述卷绕电缆的一端连接到所述固定电缆,另一端设置有所述电连接器;和/或所述两个测量电缆中的所述另一个还包括所述卷绕电缆,所述卷绕电缆的一端连接到所述固定电缆,另一端设置有所述电连接器。

可选地,所述电阻测量仪和所述卷线器可设置在所述叶片模具钢架的下叶片模具钢架的后缘处。

可选地,所述电连接器可包括第一夹持件,所述第一夹持件用于连接所述叶片防雷系统的接闪器底座和所述测量电缆,所述第一夹持件可包括彼此铰接的上夹持件和下夹持件,所述上夹持件可包括第一夹持部和第一手柄,所述下夹持件可包括第二夹持部和第二手柄,所述第二夹持部的面对所述第一夹持部的表面为平坦表面。

可选地,所述第一夹持部可包括凸出部,所述凸出部从所述第一夹持部的面对所述第二夹持部的表面朝向所述第二夹持部凸出。

可选地,所述两个测量电缆中的一个测量电缆可固定在所述叶片模具钢架上,所述一个测量电缆的所述另一端的所述电连接器用于连接所述叶片防雷系统的主电缆的起点,所述两个测量电缆中的另一个测量电缆包括固定在所述叶片模具钢架上的固定电缆和卷绕电缆,所述卷绕电缆缠绕在卷线器中并能够被抽出且能够被重新缠绕在所述卷线器中,所述卷线器固定在所述叶片模具钢架上,所述固定电缆的一端与所述卷绕电缆的一端连接,所述固定电缆的另一端与所述电阻测量仪连接,设置在所述卷绕电缆的另一端的所述电连接器用于连接所述叶片防雷系统的接闪器底座。

根据本发明的另一方面,提供一种使用如上所述的电阻测量装置测量叶片防雷系统的电阻的方法,所述方法包括:连接两个所述测量电缆的所述电连接器,使用所述电阻测量仪测量所述电阻测量装置的固有电阻d;将一个所述测量电缆的所述电连接器连接到所述叶片防雷系统的接闪器底座,将另一个所述测量电缆的所述电连接器连接到所述叶片防雷系统的主电缆的起点,构成回路,使用所述电阻测量仪测量所述回路的总电阻e;根据固有电阻d和总电阻e计算接闪系统的电阻f,其中,f=e-d。

根据本发明,通过将电阻测量仪固定在叶片模具钢架上,可减轻操作人员搬运测量装置的负担,提高电阻测量效率。

另外,根据本发明,通过设置其中可缠绕卷绕电缆的卷线器或通过设置固定在叶片模具钢架上的固定电缆可减轻操作人员搬运测量电缆的负担,提高电阻测量效率。

此外,根据本发明,第一夹持件可具有与接闪器底座的支撑底座的形状相匹配的平坦表面,因此可保证第一夹持件与接闪器底座连接的稳定性,使得电阻测量仪的读数稳定。

附图说明

图1示出了叶片防雷系统的示意图;

图2是根据本发明的实施例的叶片防雷系统的电阻测量装置的一个示例的示意图;

图3是根据本发明的实施例的叶片防雷系统的电阻测量装置的另一示例的示意图;

图4是示出根据本发明的实施例的电阻测量仪的设置位置的示意图;

图5是示出根据本发明的实施例的卷线器的示意图;

图6是示出根据现有技术的接线器底座的示意图;

图7是示出根据本发明的实施例的第一夹持件的示意图;

图8是示出根据本发明的实施例的第一夹持件和接线器底座的连接状态的示意图;

图9是示出根据本发明的实施例的第二夹持件的示意图;

图10是示出根据本发明的实施例的测量叶片防雷系统的电阻的方法的流程图。

具体实施方式

以下,将描述根据本发明的实施例的叶片防雷系统的电阻测量装置。

为了便于理解,图2和图3示出了将本发明的叶片防雷系统的电阻测量装置应用于图1中的叶片防雷系统的示意图。

如图2和图3所示,根据本发明的实施例的叶片防雷系统的电阻测量装置可包括:电阻测量仪10,固定在叶片1的叶片模具钢架1a(如图4所示)上;两个测量电缆,每个测量电缆的一端连接到电阻测量仪10,另一端设置有电连接器。

图4为叶片模具1b和支撑叶片模具的叶片模具钢架1a的沿叶片弦向的截面图。如图4所示,电阻测量仪10可固定在叶片模具钢架1a的后缘。叶身接闪器通常靠近叶片1的后缘设置,因此将电阻测量仪10固定在叶片模具钢架1a的后缘,可更便于测量电阻。应理解的是,电阻测量仪10的设置位置不限于此,其可根据叶身接闪器的设置位置而进行合理调整。可选地,电阻测量仪10可固定在下叶片模具钢架的后缘的中部。另外,电阻测量仪10的种类和结构不受具体限制,只要其可被应用于测量叶片的防雷系统的电阻即可。

根据本发明的实施例,可在叶片模具钢架1a上设置用于容纳电阻测量仪10的储存平台或储存箱。具体地,可通过焊接或者螺栓连接将储存平台或储存箱固定到叶片模具钢架1a上,电阻测量仪10被放置在储存平台或储存箱中。

根据本发明,通过将电阻测量仪10固定在叶片模具钢架1a上,可减轻操作人员搬运电阻测量仪10的负担,从而可提高电阻测量效率。

根据本发明的实施例,如图2所示,两个测量电缆中的至少一个可包括卷绕电缆20。应理解的是,虽然图2中的两个测量电缆均包括卷绕电缆,但本发明不限于此,例如,仅图2中的右侧的测量电缆包括卷绕电缆20。

根据本发明的实施例,如图2和图5所示,卷绕电缆20可缠绕在卷线器30中,并能够被抽出且能够被重新缠绕在卷线器30中。与电阻测量仪10类似地,卷线器30也可固定在叶片模具钢架1a上,例如,可固定在叶片模具钢架1a的后缘处。更具体地,卷线器30可设置在下叶片模具钢架的后缘处。

卷线器30可包括壳体31,壳体31可固定在叶片模具钢架1a上。卷绕电缆20可缠绕在壳体31内,例如,可缠绕在壳体31内的旋转轴上。卷线器30的结构不受具体限制,只要其能够将卷绕电缆20缠绕起来并能够根据需要释放卷绕电缆20即可。例如,可使用本领域已知的卷线器作为本发明中的卷线器30。

卷绕电缆20可具有第一引线部21和第二引线部22,第一引线部21和第二引线部22可暴露于壳体31的外部。第一引线部21可用于与电阻测量仪10连接,第二引线部22可设置有电连接器,以用于与主电缆5的起点o或各个接闪器2、3和4连接。

可选地,第一引线部21可以为固定引线部,第二引线部22可以为可拉伸引线部。或者,可选地,第一引线部21和第二引线部22可以均为可拉伸引线部。其中,固定引线部指的是通过对固定引线部施加力,无法抽出壳体31内的卷绕电缆20,可拉伸引线部指的是通过对可拉伸引线部施加力能够抽出壳体31内的卷绕电缆20。

在图2中示出的电阻测量装置的示例中,电阻测量装置包括两个卷线器30,两个卷线器30沿叶片模具钢架1a的长度方向分别布置在电阻测量仪10的两侧。其中,靠近叶尖设置的卷线器30可设置在多个接闪器的中间区域(如图2所示,其中一个卷线器30对应于叶身第二接闪器3),以使该卷线器30的卷线电缆20更好地覆盖所有接闪器。

在图2示出的示例中,两个卷线器30内的卷绕电缆20的第一引线部21和第二引线部22可以均为可拉伸引线部。在测量各个接闪器的接闪系统的电阻时,可通过拉伸靠近叶根部的卷线器30内的卷绕电缆20的第一引线部21和第二引线部22,将卷绕电缆20连接到电阻测量仪10,并通过电连接器将卷绕电缆20连接到主电缆5的起点o,并且可通过拉伸靠近叶尖部的卷线器30内的卷绕电缆20的第一引线部21和第二引线部22,将卷绕电缆20连接到电阻测量仪10,并通过电连接器将卷绕电缆20连接到各个接闪器(例如,图2中示出的叶身第二接闪器3),形成如图2中所示的回路,电阻测量仪10可测量整个回路的电阻。

根据本发明,通过设置其中可缠绕卷绕电缆20的卷线器30,可在测量高电阻时容易地将卷绕电缆20从卷线器30中拉出,并在不测量电阻时将卷绕电缆20缠绕在卷线器30中,因此可减轻操作人员搬运测量电缆的负担,提高电阻测量效率。

以上描述了测量电缆仅包括卷绕电缆20的情况,然而,本发明不限于此,如图3所示,测量电缆还可包括固定电缆40,固定电缆40可固定在叶片模具钢架1a上,并且可沿叶片模具钢架1a的后缘的长度方向布置。可选地,可通过扎带等将固定电缆40固定在叶片模具钢架1a上。

如图3所示,固定电缆40可布置在电阻测量仪10的两侧,并与电阻测量仪10连接。在图3所示的示例中,可选地,可将靠近叶根侧的测量电缆全部设置为固定电缆40,固定电缆40的一端与电阻测量仪10连接,固定电缆40的另一端连接有电连接器,以通过电连接器与主电缆5的起点o连接。

另外,在图3所示的示例中,优选地,电阻测量仪10右侧的测量电缆包括固定电缆40和卷绕电缆20,在这种情况下,卷绕电缆20可更好地适应各个接闪器2、3和4所需的电缆长度。另外,可将卷绕电缆20的第一引线部21设置为固定引线部,并将该固定引线部与固定电缆40连接,可将卷绕电缆20的第二引线部22设置为活动引线部,该活动引线部的端部设置有电连接器,因此,在测量电阻时,可通过抽拉第二引线部22,而将电连接器分别连接到各个接闪器2、3和4。

根据本发明,通过设置固定在叶片模具钢架1a上的固定电缆40,在测量电阻时无需搬运该部分电缆,因此可减轻操作人员搬运测量电缆的负担,提高电阻测量效率。

应理解的是,虽然图3中示出了电阻测量仪10左侧的测量电缆全部为固定电缆40、右侧的测量电缆包括固定电缆40和卷绕电缆20,但本发明不限于此,在理解本发明的发明构思的情况下,可对本发明进行各种变型。作为一个示例,图3中左侧的测量电缆除了包括固定电缆40之外,还可包括卷绕电缆20,卷绕电缆20的一端连接到固定电缆40,另一端设置有电连接器。作为另一示例,图3中左侧和右侧的测量电缆可仅包括固定电缆40,而不包括卷绕电缆20,固定电缆40可适应性地加长,在测量电阻时,将固定电缆40通过电连接器分别连接到各个接闪器2、3和4。

根据本发明的实施例的电连接器可包括第一夹持件600,第一夹持件600用于连接接闪器底座50(如图6所示)和测量电缆(例如,如图2所示的右侧的卷绕电缆20的第二引线部22)。

如图6所示,接闪器底座50可包括支架(例如,玻璃钢支架)51、支撑底座52、粘接胶53、螺栓54和接线端子55。支架51大致呈v型,支撑底座52设置在支架51的彼此相对的两侧外侧并被支架51支撑,粘接胶53将支架51与支撑底座52彼此粘接在一起。叶尖第一接闪器2、叶身第二接闪器3、叶身第三接闪器4可安装在接闪器底座50的支撑底座52上。螺栓54将接线端子55连接到支撑底座52,接线端子55用于连接分支电缆6或7(如图2所示)。

在现有技术中,将连接有测量电缆的普通的电线夹子夹持到支撑底座52,以将测量电缆与安装在支撑底座52上的接闪器连接。然而,该电线夹子并不适用于接闪器底座50的形状,导致电阻测量仪的读数不稳定,需要多次测量才能获得稳定数值。

根据本发明的实施例的电阻测量装置可通过第一夹持件600将接闪器底座50和测量电缆彼此连接,第一夹持件600可与接闪器底座50更好地匹配,以使电阻测量仪的读数稳定。

具体地,如图7和图8所示,第一夹持件600可包括彼此铰接的上夹持件610和下夹持件620。上夹持件610可包括第一夹持部611和第一手柄612,下夹持件620可包括第二夹持部621和第二手柄622。根据本发明的实施例,第一夹持部611的面对第二夹持部621的表面为平坦表面。另外,根据本发明的实施例,第一夹持部611可包括凸出部613,凸出部613可从第一夹持部611的面对第二夹持部621的表面朝向第二夹持部621凸出。另外,例如,第二手柄622可包括连接部623,连接部623可以是用于安装测量电缆的圆孔,例如,可去除测量电缆的绝缘层后将测量电缆插入到该圆孔中,并用例如夹子等的工具夹紧。

根据本发明的实施例,如图8所示,在将第一夹持件600夹持到接闪器底座50时,第二夹持部621可接触支撑底座52的下表面,第一夹持部611的凸出部613可抵触支撑底座52的上表面。由于第二夹持部621可具有与支撑底座52的下表面对应的平坦表面,因此第二夹持部621可与支撑底座52彼此紧密接触,从而可减小接触电阻,保证电阻测量的准确性。另外,通过凸出部613的进一步卡持作用,可进一步增加连接的稳定性,从而可进一步保证电阻测量的稳定性。

如图9所示,根据本发明的实施例的电连接器还可包括第二夹持件700,第二夹持件700用于连接叶片防雷系统的主电缆5的起点o和测量电缆(例如,如图2所示的左侧的卷绕电缆20的第二引线部22)。

可选地,第二夹持件700可以为鳄鱼夹形式。具体地,第二夹持件700可包括手柄部710和夹持部720。手柄部710上可设置有连接件711,连接件711可连接测量电缆,夹持部720可用于夹持主电缆5的起点o。然而,本发明不限于此,连接件711可连接主电缆5的起点o,夹持部720可夹持测量电缆。

以下,将描述使用如上所述的电阻测量装置测量叶片防雷系统的电阻的方法。为了避免冗余,将省略与以上描述重复的描述。

如图2和图10所示,根据本发明的实施例,测量叶片防雷系统的电阻的方法可包括:连接两个测量电缆的电连接器,使用电阻测量仪10测量电阻测量装置的固有电阻d(s10);将一个测量电缆的电连接器连接到叶片防雷系统的接闪器底座50,将另一个测量电缆的电连接器连接到叶片防雷系统的主电缆5的起点o,构成回路,使用电阻测量仪10测量回路的总电阻e(s20);根据固有电阻d和总电阻e计算接闪系统的电阻f,其中,f=e-d(s30)。

在步骤s10中,可将多段测量电缆彼此连接,形成完整的测量电缆,并将该测量电缆连接到电阻测量仪10、第一夹持件600和第二夹持件700。例如,如图2所示,当测量电缆仅包括卷绕电缆20时,可将右侧的卷绕电缆20的第一引线部21连接到电阻测量仪的一端,将右侧的卷绕电缆20的第二引线部22连接到第一夹持件600的连接部623(如图7所示),将左侧的卷绕电缆20的第一引线部21连接到电阻测量仪的另一端,并将左侧的卷绕电缆20的第二引线部22连接到第二夹持件700的连接件711(如图9所示)。另外,例如,如图3所示,当测量电缆包括卷绕电缆20和固定电缆40二者时,可将卷绕电缆20和固定电缆40彼此连接,形成完整的测量电缆。

然后,可将第一夹持件600和第二夹持件700彼此连接,例如,可将第二夹持件700的夹持部722夹持到第一夹持件600的第二夹持部621。然后,可打开电阻测量仪10,此时电阻测量仪10可测得电阻测量装置的固有电阻d。

在步骤s20中,例如,如图2和图3所示,可将第一夹持件600夹持到叶身第二接闪器3的接闪器底座50(如图8所示),可将第二夹持件700的夹持部720夹持到叶片防雷系统的主电缆5的起点o,构成回路,然后使用电阻测量仪10测量回路的总电阻e,则叶身第二接闪器3的接闪系统的电阻f满足f=e-d。然后,可通过同样方法测量其它接闪器的接闪系统的电阻。最后,可判断各个接闪器的接闪系统的电阻是否满足工艺要求。

如上所述,根据本发明,通过将电阻测量仪10固定在叶片模具钢架1a上,可减轻操作人员搬运测量装置(例如,电阻测量仪10)的负担,提高电阻测量效率。

另外,根据本发明,通过设置其中可缠绕卷绕电缆20的卷线器30或通过设置固定在叶片模具钢架1a上的固定电缆40,可减轻操作人员搬运测量电缆的负担,提高电阻测量效率。

此外,根据本发明的实施例,第一夹持件600可具有与接闪器底座50的支撑底座52的形状相匹配的平坦表面,因此可保证第一夹持件600与接闪器底座50连接的稳定性,使得电阻测量仪的读数稳定。

虽然已表示和描述了本发明的一些实施例,但本领域技术人员应该理解,在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下,可以对这些实施例进行修改。

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