風(fēng)力發(fā)電葉片雷擊損傷修復(fù)方式研究

謝理國，余 旭，劉衛(wèi)兵

(東方電氣(天津)風(fēng)電葉片工程有限公司 天津300480)

風(fēng)力發(fā)電葉片雷擊損傷修復(fù)方式研究

謝理國，余 旭，劉衛(wèi)兵

(東方電氣(天津)風(fēng)電葉片工程有限公司 天津300480)

風(fēng)力發(fā)電葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵部件之一，隨著國內(nèi)風(fēng)場逐步向高原型建設(shè)，葉片遭受雷擊的數(shù)量和頻次也逐年增多，葉片雷擊損傷后若不及時(shí)修復(fù)不僅影響機(jī)組發(fā)電，更影響葉片使用壽命。對風(fēng)力發(fā)電葉片雷擊損傷高空修復(fù)不同作業(yè)方式和修復(fù)方法進(jìn)行了研究和分析。

風(fēng)力發(fā)電 葉片 雷擊損傷 高空修復(fù)

0 引 言

近年來，隨著國內(nèi)風(fēng)電場的建設(shè)向西南地區(qū)發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在云貴川等地區(qū)的裝機(jī)量也越來越多。這些地區(qū)風(fēng)場的海拔普遍較高，雷雨天氣較多，作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵部件之一，風(fēng)力發(fā)電葉片在運(yùn)行過程中由于雷擊造成損傷的情況也越來越多。葉片遭受雷擊損傷后結(jié)構(gòu)會(huì)遭到破壞，這不僅影響機(jī)組的發(fā)電效率，更直接影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及葉片的使用安全。因此，葉片雷擊損傷修復(fù)的及時(shí)性和有效性特別重要，不但要保證修復(fù)質(zhì)量，更要保證高空操作安全。本文主要針對風(fēng)力發(fā)電葉片雷擊損傷高空修復(fù)方式方法進(jìn)行研究。

1 葉片雷擊損傷高空修復(fù)作業(yè)方式研究

風(fēng)力發(fā)電葉片在運(yùn)行過程中遭受雷擊損傷后，風(fēng)電場業(yè)主一方面想要盡快修復(fù)損傷葉片，恢復(fù)機(jī)組發(fā)電；另一方面又要考慮修復(fù)成本和修復(fù)質(zhì)量。本文從經(jīng)濟(jì)、效率、安全3個(gè)方面研究3種不同的高空損傷作業(yè)方式(見表1)：

表1 作業(yè)方式對比情況Tab.1 Comparison of operation modes

高空平臺作業(yè)是指修復(fù)人員利用高空修復(fù)平臺在高空對葉片損傷區(qū)域進(jìn)行修復(fù)的過程。

“蜘蛛人”作業(yè)是指修復(fù)人員利用單人自動(dòng)升降設(shè)備在高空對葉片損傷區(qū)域進(jìn)行修復(fù)的過程。

地面作業(yè)是指通過租用大型吊車，將損傷葉片拆卸后吊裝至地面，在地面對葉片損傷區(qū)域進(jìn)行修復(fù)的過程。

對于風(fēng)電場業(yè)主，人員及設(shè)備安全是首要考慮的因素，其次是修復(fù)成本、修復(fù)效率。因此，綜合考慮，高空平臺作業(yè)是葉片雷擊損傷修復(fù)的首選修復(fù)方式。

2 葉片雷擊損傷高空修復(fù)方法研究

2.1 葉片防雷系統(tǒng)修復(fù)

風(fēng)力發(fā)電葉片在遭受雷擊損傷后，葉片防雷系統(tǒng)可能遭到破壞，特別是在雷擊損傷位置，防雷導(dǎo)線可能出現(xiàn)熔斷、電阻過大等情況。因此，在修復(fù)前，首先對葉片的整個(gè)防雷系統(tǒng)進(jìn)行檢測并修復(fù)，確保防雷系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2.2 葉片結(jié)構(gòu)損傷修復(fù)

由于高空作業(yè)條件有限，因此本文主要研究了填補(bǔ)和挖補(bǔ)(見圖1)兩種高空葉片結(jié)構(gòu)修復(fù)方式。

圖1 修復(fù)方式Fig.1 Mode of repair

填補(bǔ)修復(fù)方式是指采用局部結(jié)構(gòu)預(yù)制件填補(bǔ)的形式對結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)原。對于填補(bǔ)，破壞區(qū)域被去除后留下形狀較為規(guī)則的凹槽，槽的邊緣被打磨成階梯變化的斜面，然后直接把提前做好的預(yù)制件粘接在斜面上，粘接時(shí)，要保證修復(fù)區(qū)域型線吻合，最后對預(yù)制件與斜面的粘接面進(jìn)行增強(qiáng)。

挖補(bǔ)修復(fù)方式是指將已損傷的結(jié)構(gòu)層按照特定的修復(fù)要求全部打磨掉，打磨時(shí)四周要打磨成一定傾斜度的倒角，再逐層鋪布修補(bǔ)，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)原(見表2)。

表2 修復(fù)方式對比情況Tab.2 Comparison of repair modes

3 結(jié) 論

通過對葉片雷擊損傷高空修復(fù)不同作業(yè)方式和修復(fù)方法的研究和分析，得出以下結(jié)論：

①對于葉片雷擊損傷修復(fù)作業(yè)方式，綜合考慮安全、效率、經(jīng)濟(jì)等因素，建議采用高空平臺進(jìn)行作業(yè)。

②對于葉片雷擊損傷修復(fù)方法，如葉片遭受雷擊損傷較輕微，建議采用挖補(bǔ)方式進(jìn)行修復(fù)；但對于葉片遭受雷擊損傷嚴(yán)重的，建議采用填補(bǔ)方式進(jìn)行修復(fù)?！?/p>

［1］ 曾明伍，趙萍，鐘賢和，等. 風(fēng)電葉片的防雷技術(shù)及應(yīng)用[J]. 東方汽輪機(jī)，2012(1)：13-19.

［2］ 李強(qiáng)，王婷婷，李楠. 基于雷電預(yù)警技術(shù)的風(fēng)電設(shè)施防雷技術(shù)[J]. 南京信息工程大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012(6)：512-516.

［3］ 包炳生. 關(guān)于風(fēng)電機(jī)組防雷接地設(shè)計(jì)易被忽視的問題探討[J]. 電氣應(yīng)用，2012(4)：66-68.

Repair of Wind Blades Damaged by Lightning Stroke

XIE Liguo，YU Xu，LIU Weibing
(Tianjin Dongqi Wind Turbine Blade Engineering Co.，Ltd.，Tianjin 300480，China)

Wind blade is one of the most important components of wind turbine．In China，wind farms are developing towards plateaus．Since the elevation of wind farms is getting higher，wind blades are more easily get damaged by lightning stroke．More and more blades have been damaged by lightning stroke in these years．If a damaged blade is not repaired immediately，it will not only reduce the work time of wind turbine，but also reduce the service life of the blade．In this paper，different repair methods for wind blades with lightning stroke were studied and analyzed.

wind power；blade；lightning stroke；working at heights

TK83

A

1006-8945(2016)08-0093-02

2016-08-06