[发明专利]风力发电塔连接件松动程度检测方法和检测装置

说明书

公开了一种风力发电塔连接件松动程度检测方法和检测装置，通过在风力发电塔连接件的两侧各设置一个传感器，分别获取风力发电塔在每次台风抵达后的第一风速区间的振动数据，第二风速区间的振动数据，以及第三风速区间的振动数据；然后将获取的三组振动数据分别与风力发电塔运营初期风速在第一区间的参考振动数据进行对比，进而判断每次台风过后风力发电塔连接件的松动程度。由此，实现了风力发电塔连接件松动程度的自动检测和识别，提高了风力发电塔连接件松动损伤的维护效率，减少风力发电塔倒塌事故的发生，具有重要的防灾减灾意义。

技术领域

本发明涉及结构检测技术领域，具体涉及一种风力发电塔连接件松动程度检测方法和检测装置。

背景技术

风力发电塔的塔体结构一般是由多节塔筒组成，其中每节塔筒的两端还分别设置有法兰盘，相邻的塔筒之间通过法兰盘和螺栓紧固连接。螺栓松动是风力发电塔的常见结构损伤，特别是在台风作用下，螺栓承受较大的拉应力，在拉应力的作用下螺栓逐渐被拉细而导致螺母逐渐松动或螺栓断裂，如果不及时发现，则会出现塔筒倒塌事故。国内外目前检测风力发电塔法兰盘紧固螺栓松动程度的常用方法是人工定期巡检、定期维护，此方法虽然可靠，但是由于每座风力发电塔多达700多个螺栓，因此人工定期维护存在检测周期过长、松动损伤发现不及时、检测成本过高等缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种风力发电塔连接件松动程度检测方法和检测装置，可以实现风力发电塔连接件松动程度的自动检测和识别，减少风力发电塔倒塌事故的发生，具有重要的防灾减灾意义。

本发明的第一方面，提供了一种风力发电塔连接件松动程度检测方法，所述方法包括：

获取所述连接件的参考振动数据，并提取所述参考振动数据对应的时频特征，所述时频特征包括振动信号自功率谱的突出频率值、振动信号时程曲线的最大幅值和包络曲线，所述参考振动数据为风力发电塔运营初期风速在第一区间的振动数据；

分别获取所述连接件在第一工况下的第一振动数据、在第二工况下的第二振动数据和在第三工况下的第三振动数据，其中，第一工况、第二工况和第三工况分别对应于第一风速区间、第二风速区间和第三风速区间；

分别提取第一振动数据、第二振动数据和第三振动数据对应的时频特征；

根据所述第一振动数据、第二振动数据和第三振动数据对应的时频特征和所述参考振动数据的时频特征检测风力发电塔连接件的松动程度。

优选地，所述振动数据通过设置于风力发电塔连接件两侧的传感器获得。

优选地，所述传感器为力平衡式加速度计。

优选地，所述传感器朝向主导风向。

优选地，所述参考振动数据为连续采集5个小时以上风力发电塔运营初期瞬时风速介于10～20m/s期间的振动数据。

优选地，所述时频特征通过对对应的振动数据进行高通滤波，然后再进行自功率谱分析获取。

优选地，所述第一风速区间为台风抵达后到衰减到瞬时风速30m/s的风速区间，所述第二风速区间为台风衰减到瞬时风速小于20m/s且大于10m/s的风速区间，所述第三风速区间为台风衰减到瞬时风速小于10m/s且大于5m/s的风速区间。

优选地，根据所述第一振动数据、第二振动数据和第三振动数据对应的时频特征和所述参考振动数据的时频特征检测风力发电塔连接件的松动程度包括：

在第一振动数据、第二振动数据和第三振动数据的时频特征均满足预定条件时，提示所述连接件为三级松动；

在只有第一振动数据和第二振动数据的时频特征均满足预定条件时，提示所述连接件为二级松动；

在只有第一振动数据的时频特征均满足预定条件时，提示所述连接件为一级松动；