[发明专利]控制防雷系统

说明书

技术领域

本发明涉及诸如风力涡轮机的暴露于雷电的结构以及保护这种结构免受雷击的系统的领域。

本发明更具体地涉及用于测试这种防雷的系统的设备和方法。

背景技术

风力涡轮机叶片主要由复合材料制成，例如由玻璃纤维制成的纤维增强材料制成。

通常基于如下系统保护这种类型的风力涡轮机的叶片免受雷击：该系统包括与叶片的外表面齐平并且沿叶片分布的金属雷电接收器，连接到位于叶片内部的导电下行电缆，并且通过集成到风力涡轮机转子的轮毂中的连接装置接地。

由于雷电优先冲击雷电接收器，所以雷电电流由下行电缆传导至接地连接。

这种防雷系统的架构通常是令人满意的，但对于测试而言比较复杂。雷电防护系统的控制通常包括验证设备的电连续性，从而使得冲击接收器的雷电电流有效地传导到地面，而不会对风力涡轮机叶片的结构造成任何损坏或造成最小的损坏。

为了测试常规防雷系统的完整性，操作人员需要从外部访问接收器，例如使用天线篮，以能够将相同的测试仪器连接到接收器和下行电缆的末端。这种操作是实施复杂和昂贵的。

此外，传统方法是基于位于叶片相对端的闭合网络上的两点之间的电阻的测量。该方法需要两个接入点进行测量。

发明概述

本发明旨在通过提供一种用于测试包括下行路径的防雷系统的方法来解决现有技术的问题，其特征在于包括以下步骤：

-在下行路径的一端发送射频信号，

-测量反射系数，

-确定下行路径的谐振频率，

-将所确定的谐振频率与预定谐振频率进行比较。可以在转子毂处进行测试，这样操作人员相对容易接入。

本发明的应用仅需要接入下行路径上的单个点。

谐振频率取决于下行路径的不同部分的长度。它们与预定谐振频率的确定和比较提供了关于下行路径是否已被损坏的信息。

根据一个优选特征，确定下行路径的谐振频率的步骤包括根据作为频率的函数的反射系数的幅值的局部最小值来确定谐振频率。

根据另一个优选特征，确定下行路径的谐振频率的步骤包括根据作为频率的函数的反射系数的相位的拐点来确定谐振频率。

根据另一个优选特征，确定下行路径的谐振频率的步骤包括根据作为频率的函数的反射系数的相位的导数的局部最大值来确定谐振频率。

显然，可以根据这些可能性中的几种来确定谐振频率，以通过比较结果来增加该确定的可靠性。

根据一个优选特征，比较步骤包括谐振频率与没有任何故障的下行路径的谐振频率的比较。

因此，可以确定是否有对下行路径的损害。

根据一个优选特征，比较步骤包括谐振频率与包含预定断裂(break)的下行路径的谐振频率的比较。

因此，当下行路径已经被损坏时，可以确定下行路径中的故障。

根据一个优选特征，在矢量网络分析仪中使用测试防雷系统的方法。

根据一个优选特征，将测试雷电系统的方法用于风力涡轮机防雷系统。

本发明还涉及一种用于测试包括下行路径的雷电保护系统的设备，其特征在于包括：

-用于在下行路径的一端发送射频信号的装置，

-用于测量反射系数的装置，

-用于确定下行路径的谐振频率的装置，

-用于将所确定的谐振频率与预定谐振频率进行比较的装置。

本发明还涉及一种风力涡轮机防雷系统，其特征在于，包括如上所述的用于防雷系统的测试设备。保护设备和系统具有与上述相似的优点。

本发明还涉及一种计算机程序，其包含当所述程序由计算机执行时，用于执行如上所述的方法中的步骤的指令。

本发明还涉及一种能够被计算机读取的记录介质，其中存储有包含用于执行上述方法中的步骤的指令的计算机程序。

附图说明

在阅读了作为非限制性示例给出且参考附图进行描述的优选实施例的以下描述之后，其它特征和优点将变得清楚，其中：

图1示出了风力涡轮机；

图2示出了配有防雷系统的风力涡轮机叶片；

图3a示出了在根据本发明的一个实施例的测试配置中与防雷系统等效的电路；

图3b示出了根据本发明的一个实施例的测试设备的实施例；

图4示出了根据本发明的一个实施例的防雷系统的测试；

图5a至5c示出了根据本发明的一个实施例的、作为频率的函数的反射系数的幅值、相位和相位的导数。

发明详述