【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电设备故障检测领域，具体是一种风机桨叶避雷线断线故障在线检测方法、装置及介质。
技术介绍
1、随着风力发电技术的不断发展，风力发电设备广泛应用于世界各地，从近海浅滩到戈壁沙漠，从高山垭口到茫茫草原。风力发电设备各个部件中与风能直接接触的旋转部件便是桨叶，巨大的桨叶往往在运行过程中可能遭受雷击的作用，尤其是高山、近海等多雷区域。目前，风电机组桨叶基本安装有避雷系统，在叶尖处设置有接闪器，桨叶内部也有避雷线，通过塔筒将巨大的雷电流引致大地中，在实际运行过程中，风机桨叶的避雷线已经成为保障风机正常运行的重要组成部分。风机桨叶避雷线能够有效防止雷电对风机桨叶造成损坏。
2、然而，避雷线在长期运行过程中可能会发生断裂或损坏，这将导致雷电防护功能的丧失，增加风力发电设备的安全风险。若避雷线不能起到导雷作用，孤立的风力机在雷暴云电场的影响下产生电场畸变，叶片尖端积聚大量雷暴云的非均匀电荷，同时产生尖端放电现象。当产生雷击的电流进入叶片的洞内后，雷击的电流沿着叶片壳体内部的通道或者向壳体外部叶片表面进行传导，会在壳体内产生雷击电弧，高温有时会在产生电弧路径的材料附近产生灼烧的叶片壳体，同时这种高温也可能会产生一种高压的冲击波，导致桨叶片被雷击后外壳出现裂纹或者叶片外壳断裂。因此，良好的风电机组桨叶的避雷线状态，对于保障风电机组的安全、可靠、经济运行至关重要。
3、传统的检测方法通常依赖人工巡检，主要是利用电路中的欧姆定律，目前的检测方法需要吊车、机器人的辅助，存在效率低、成本高、漏检等问题，难以实现对
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种风机桨叶避雷线断线故障在线检测装置，包括取能模块、脉冲发生模块、信号检测模块、远程监测系统；
2、所述取能模块收集和转换雷电流能量，从而为脉冲发生模块供能；
3、所述脉冲发生模块安装在风机桨叶叶尖位置，且位于避雷线端部；
4、所述脉冲发生模块根据远程监测系统预存储的脉冲信号参数生成脉冲信号，并通过避雷线传输至信号检测模块；
5、所述信号检测模块安装在风机桨叶叶根位置；
6、所述信号检测模块接收由避雷线传输的脉冲信号，记为脉冲响应信号；
7、所述信号检测模块将脉冲响应信号和所在桨叶编码传输至远程监测系统；
8、所述远程监测系统预存储脉冲信号参数；
9、所述远程监测系统对脉冲响应信号和脉冲信号进行处理和分析，判断当前桨叶的避雷线是否发生断线故障。
10、进一步，对脉冲响应信号和脉冲信号进行处理和分析时，若脉冲响应信号幅值小于15v或者脉宽不属于范围[470ns，530ns]，则判定当前桨叶的避雷线存在断线故障；
11、若脉冲响应信号和脉冲信号波形相关系数小于0.9，则判定当前桨叶的避雷线存在断线故障，否则，判定当前桨叶的避雷线不存在断线故障。
12、进一步，所述感应取能模块安装在风机桨叶叶尖位置；
13、当雷击接闪器和避雷线后，感应取能模块对雷击能量进行收集、转换。
14、取能模块为脉冲发生模块提供直流电压。
15、进一步，所述脉冲信号的幅值、频率和脉宽分别为20v、0.1hz、500ns。
16、进一步，所述取能模块包括取能互感器、rc滤波电路、调节保护电路、隔离稳压电路；
17、所述取能互感器为铁心绕制的多匝线圈；
18、所述取能互感器用于降低避雷线的电流；
19、所述rc滤波电路用于对取能互感器输出电流进行变换，保留直流分量；
20、所述调节保护电路用于防止设计值外的电压信号对电路的损坏，并且将电流信号转换为电压；
21、所述隔离稳压电路向脉冲发生模块输出直流电压信号，并对向脉冲发生模块侧和电源侧进行隔离。
22、进一步，所述脉冲发生模块的拓扑结构如下所示：
23、定时器芯片的8号端子、4号端子作为脉冲发生模块输入端，与取能模块连接；
24、定时器芯片的8号端子串联电阻r3后连接三极管vt2的集电极；
25、定时器芯片的8号端子连接三极管vt1的发射极；
26、定时器芯片的4号端子串联电阻r3后连接三极管vt2的集电极；
27、定时器芯片的4号端子连接三极管vt1的发射极；
28、三极管vt1的基极连接三极管vt2的集电极；
29、三极管vt1的集电极串联电阻r1、滑动电阻rp1、电阻r2后连接定时器芯片的7号端子；
30、三极管vt2的发射极串联电阻r4后接地；
31、三极管vt2的基极与定时器芯片的3号端子连接；
32、定时器芯片的3号端子作为脉冲发生模块输出端；
33、定时器芯片的6号端子、2号端子与滑动电阻rp1的滑动端连接；
34、定时器芯片的1号端子接地；
35、定时器芯片的1号端子串联电容c1后连接滑动电阻rp1的滑动端；
36、定时器芯片的5号端子串联电容c2后接地。
37、进一步，所述信号检测模块包括电源电路、电流传感器、采集电路、发送指令校验电路、无线发送电路、控制单元；
38、所述电源电路用于为信号检测模块中的有源器件提供电能；
39、所述电流传感器用于变换经避雷线传播后的脉冲信号；
40、所述采集电路用于采集经电流传感器变换后的脉冲信号；
41、所述发送指令校验电路在桨叶叶尖处的脉冲发生模块发出脉冲时刻，启动信号检测模块；
42、所述无线发送电路通过无线传输方式将采集电路采集的信号和所在桨叶避雷线编码信息传输至远程监测系统，并将其参数值预存储在远程监测系统中；
43、所述控制单元对信号检测模块中的电路、器件协调控制。
44、进一步，所述远程监测系统包括数据处理模块、数据分析模块、预警模块；
45、所述数据处理模块对脉冲响应信号进行滤波去噪；
46、所述数据分析模块对去噪后的脉冲响应信号、脉冲信号进行分析，判定避雷线是否存在断线故障；
47、当避雷线存在断线故障时，预警模块发出预警信号。
48、一种基于所述风机桨叶避雷线断线故障在线检测装置的方法，包括以下步骤：
49、1)利用感应取能模块对风机桨叶雷击能量进行收集、转换，从而为脉冲发生器模块供能；
50、2)所述脉冲发生模块根据远程监测系统预存储的脉冲信号参数产生脉冲信号，并注入至避雷线；
51、3)所述信号检测模块接收由避雷线传输的脉冲信号，记为脉冲响应信号；所述信号检测模块将脉冲响应信号和所在桨叶编码传输至远程本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风机桨叶避雷线断线故障在线检测装置，其特征在于，包括取能模块、脉冲发生模块、信号检测模块、远程监测系统。
2.根据权利要求1所述的一种风机桨叶避雷线断线故障在线检测装置，其特征在于，对脉冲响应信号和脉冲信号进行处理和分析时，若脉冲响应信号幅值小于15v或者脉宽不属于范围[470ns，530ns]，则判定当前桨叶的避雷线存在断线故障；
3.根据权利要求1所述的一种风机桨叶避雷线断线故障在线检测装置，其特征在于，所述感应取能模块安装在风机桨叶叶尖位置；
4.根据权利要求1所述的一种风机桨叶避雷线断线故障在线检测装置，其特征在于，所述脉冲信号的幅值、频率和脉宽分别为20V、0.1HZ、500ns。
5.根据权利要求1所述的一种风机桨叶避雷线断线故障在线检测装置，其特征在于，所述取能模块包括取能互感器、RC滤波电路、调节保护电路、隔离稳压电路；
6.根据权利要求1所述的一种风机桨叶避雷线断线故障在线检测装置，其特征在于，所述脉冲发生模块的拓扑结构如下所示：
7.根据权利要求1所述的一种风机桨叶避雷线断线故障在
8.根据权利要求1所述的一种风机桨叶避雷线断线故障在线检测装置，其特征在于，所述远程监测系统包括数据处理模块、数据分析模块、预警模块；
9.一种基于权利要求1-8任一项所述风机桨叶避雷线断线故障在线检测装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行权利要求1至8任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种风机桨叶避雷线断线故障在线检测装置，其特征在于，包括取能模块、脉冲发生模块、信号检测模块、远程监测系统。
2.根据权利要求1所述的一种风机桨叶避雷线断线故障在线检测装置，其特征在于，对脉冲响应信号和脉冲信号进行处理和分析时，若脉冲响应信号幅值小于15v或者脉宽不属于范围[470ns，530ns]，则判定当前桨叶的避雷线存在断线故障；
3.根据权利要求1所述的一种风机桨叶避雷线断线故障在线检测装置，其特征在于，所述感应取能模块安装在风机桨叶叶尖位置；
4.根据权利要求1所述的一种风机桨叶避雷线断线故障在线检测装置，其特征在于，所述脉冲信号的幅值、频率和脉宽分别为20v、0.1hz、500ns。
5.根据权利要求1所述的一种风机桨叶避雷线断线故障在线检测装置，其特征在于，所述取能模块包括取能互感器、rc滤波...
【专利技术属性】
技术研发人员：王万银，刘龙，赵顺，霍正星，付建平，王海军，江建平，李钰钦，赵仲勇，唐超，
申请(专利权)人：华电重庆新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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