風力發(fā)電葉片雷擊損傷修復方式研究

謝理國，余 旭，劉衛(wèi)兵

(東方電氣(天津)風電葉片工程有限公司 天津300480)

風力發(fā)電葉片雷擊損傷修復方式研究

謝理國，余 旭，劉衛(wèi)兵

(東方電氣(天津)風電葉片工程有限公司 天津300480)

風力發(fā)電葉片是風力發(fā)電機組的關鍵部件之一，隨著國內(nèi)風場逐步向高原型建設，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修復不僅影響機組發(fā)電，更影響葉片使用壽命。對風力發(fā)電葉片雷擊損傷高空修復不同作業(yè)方式和修復方法進行了研究和分析。

風力發(fā)電 葉片 雷擊損傷 高空修復

0 引 言

近年來，隨著國內(nèi)風電場的建設向西南地區(qū)發(fā)展，風力發(fā)電機組在云貴川等地區(qū)的裝機量也越來越多。這些地區(qū)風場的海拔普遍較高，雷雨天氣較多，作為風力發(fā)電機組的關鍵部件之一，風力發(fā)電葉片在運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構會遭到破壞，這不僅影響機組的發(fā)電效率，更直接影響風力發(fā)電機組及葉片的使用安全。因此，葉片雷擊損傷修復的及時性和有效性特別重要，不但要保證修復質(zhì)量，更要保證高空操作安全。本文主要針對風力發(fā)電葉片雷擊損傷高空修復方式方法進行研究。

1 葉片雷擊損傷高空修復作業(yè)方式研究

風力發(fā)電葉片在運行過程中遭受雷擊損傷后，風電場業(yè)主一方面想要盡快修復損傷葉片，恢復機組發(fā)電；另一方面又要考慮修復成本和修復質(zhì)量。本文從經(jīng)濟、效率、安全3個方面研究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)是指修復人員利用高空修復平臺在高空對葉片損傷區(qū)域進行修復的過程。

“蜘蛛人”作業(yè)是指修復人員利用單人自動升降設備在高空對葉片損傷區(qū)域進行修復的過程。

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)域進行修復的過程。

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

2 葉片雷擊損傷高空修復方法研究

2.1 葉片防雷系統(tǒng)修復

風力發(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，防雷導線可能出現(xiàn)熔斷、電阻過大等情況。因此，在修復前，首先對葉片的整個防雷系統(tǒng)進行檢測并修復，確保防雷系統(tǒng)正常運行。

2.2 葉片結構損傷修復

由于高空作業(yè)條件有限，因此本文主要研究了填補和挖補(見圖1)兩種高空葉片結構修復方式。

圖1 修復方式Fig.1 Mode of repair

填補修復方式是指采用局部結構預制件填補的形式對結構進行復原。對于填補，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制件粘接在斜面上，粘接時，要保證修復區(qū)域型線吻合，最后對預制件與斜面的粘接面進行增強。

挖補修復方式是指將已損傷的結構層按照特定的修復要求全部打磨掉，打磨時四周要打磨成一定傾斜度的倒角，再逐層鋪布修補，對結構進行復原(見表2)。

表2 修復方式對比情況Tab.2 Comparison of repair modes

3 結 論

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

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

②對于葉片雷擊損傷修復方法，如葉片遭受雷擊損傷較輕微，建議采用挖補方式進行修復；但對于葉片遭受雷擊損傷嚴重的，建議采用填補方式進行修復?！?/p>

［1］ 曾明伍，趙萍，鐘賢和，等. 風電葉片的防雷技術及應用[J]. 東方汽輪機，2012(1)：13-19.

［2］ 李強，王婷婷，李楠. 基于雷電預警技術的風電設施防雷技術[J]. 南京信息工程大學學報：自然科學版，2012(6)：512-516.

［3］ 包炳生. 關于風電機組防雷接地設計易被忽視的問題探討[J]. 電氣應用，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