指引背景:2014 年接国内客户对叶片监测的需求,我们开发了防雷击的叶片监测带有防雷保 护的专利传感器,通过对风机叶片在线监测和系统分析,尽早发现叶片振动超限、载荷过大、 叶片开裂、覆冰等问题,通过实时监测和超限报警及时调整风机运行状态,防止叶片发生事故, 这对风机安全有非常重要的现实意义。同时,积累的原始数据对风机后续的设计、制造与优化 具有较高的参考价值,对风电产业的长足发展具有积极作用。风机叶片在线监测系统可实时掌 握风机叶片的运行和健康状况,如发现异常振动,系统可自动发出报警信息,提前发现故障的 位置和发展趋势,保证风机的安全。但是随着风力发电装备的发电功率和发电效能的不断提升,风机的发电从过去的 0.6MW,到现在的 25MW(如:金风科技的风机,型号:GWH300- 20(25)MW,单机容量覆盖 20~25 兆瓦,叶轮直径达 300 米,专为深远海设计,可抵御 60 米/ 秒超强台风,数据源于网站,如有误差请随时通知更正),近期发现传感器在使用中,有被直 击雷击穿损坏的情况,故为了帮助客户更好的用好该款叶片传感器,特整理此指引,共同努力推进行业的应用与发展!
322AT为双轴加速度带温度输出传感器,广泛应用于风力发电机叶片监测。实际应用中,由于叶片距离地面较高,被雷击的概率较大。同时叶片整体为非金属材料,导电和屏蔽能力较 差,安装在叶片中的传感器和线缆被雷击损坏概率较大。
为了避免传感器和线缆被雷击损坏需要在叶片上规范安装引闪器或避雷针:
避雷针或引闪器需要延伸至传感器之前,靠近叶尖位置。
传感器和线缆需要和引闪器/避雷针保持 20cm 以上距离,并且确保二者之间有足够 的绝缘能力。
引闪器/避雷针接地电阻需
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如果无法确保引闪器/避雷针接地电阻,可在数据采集设备前增加共模滤波器,以增加传感器线缆到
地之间的电阻,驱使雷击电流沿引闪器/避雷针释放到大地。
共模滤波器可以用如下两种方式制作:
1、 采用共模电感制作滤波器。滤波器电路如下图所示。设计 PCB 时,需要保证滤波电感输 入/输出之间耐压>5kV。滤波器需安装在绝缘外壳中,避免击穿和周围设备导通。滤波器应靠 近数据采集设备。
2 、采用锰锌铁氧体磁环绕线制作共模滤波器。选用尺寸 63*38*25mm 或更大的锰锌铁氧体磁环,将线缆穿入磁环至少 10 匝,然后再接入数据采集器,穿线过程中不可损坏绝缘层。如下图所示,磁环应靠近数据采集设备。
最后,特别提醒与注意,针对以上的建议方案,传感器厂商为帮助用户用好相关监测方案的建议,尽最大努力从感知与采集上做好防护;但对于高能量的雷电袭击,很难从电路与采集上去做全方位的防护,更重要还是需要做好风力发电设备的防雷与避雷保护。如需进一步了解产品安装应用信息,可联系我们:0755-85273639