无人机风电叶片巡检方式及特点

2020-12-21 10:36:12 阅读量 374

摘要:利用无人机进行风电叶片巡检,可以在巡检过程中快速对机组机舱、机舱附属件以及塔筒进行检查,易发现螺栓松动、设备漏油、塔桶掉漆等问题,比人工巡检模式更为高效。

随着风电市场的逐渐成熟,大型风力发电机组相继出现,叶片长度也由原来的30~40m增加至60~70m。风电机组的生命周期是20年,叶片长度的增长和叶片重量的增加给叶片的运行维护带来了挑战。

2001年开始国网公司开始应用直升机进行电力巡线。2012年国家能源局颁布了《DLT288-2012架空输电线路直升机巡视技术导则》。2013年3月,国家电网公司出台《国家电网公司输电线路直升机、无人机和人工协同巡检模式试点工作方案》,明确要求在2015年建立直升机、无人机和人工巡检相互协同的新型巡检模式。2014年6月,中国电力企业联合会标准化中心对外发布名为《架空输电线路无人机巡检作业技术导则》的电力行业标准草案,公开征求意见。

叶片故障种类

风力发电叶片一般安装于偏远的地区,运行环境恶劣,如较大的风沙侵袭,-30益至50益的循环温差,以及强紫外光的老化等,在运行过程中现场叶片的主要故障种类如下:

1.雷击损伤院虽然叶片有防雷系统,但根据国内外统计每年遭遇雷击的叶片有10%左右。雷击将导致叶片损伤,严重时直接造成叶片的报废,不可恢复。

2.叶片结冰院在南方湿度较大的地区,冬季容易结冰,比如云贵冬季的时候冰冻现象非常频繁,冰冻之后整体机组载荷会急速上升。

3.前缘腐蚀院前缘腐蚀一般发生在沿海的风电机组。前缘腐蚀不仅使机组的效率急剧降低,同时会造成叶片的振动和载荷增加。

4.整体结构失效院整体结构失效的表现形式为叶片折断。原因大部分是由于叶片主梁的制造工艺缺陷造成,也有雷击和设计原因造成的。

5.叶尖排水孔堵塞院叶片受污染后,叶尖排水孔会堵塞影响叶片排水,而且会造成叶片的噪音。

故障风机叶片巡检方式

针对风电机组叶片的故障形式,现在现场叶片故障巡检方式主要为目测检查,形式上主要分为高倍望远镜检查、高空绕行下降目测检查(“蜘蛛人”)、叶片维修平台检查。

目测检查是对叶片表面故障最直接、有效的检测方法。对于非表面故障,目测检测并不能提供太多帮助。对于较小对表面损伤,用高倍望远镜检查不容易发现故障。蜘蛛人和叶片维修平台检查是比较彻底的表面检查,缺点是检测时间长、费用高、效率低,不适合进行日常巡检。

应用无人机风机叶片巡检已经在国外开展起来。国内的复亚智能等多家公司都开发了相应的无人机检测系统,都是基于现在流行的多旋翼飞行器所研发的无人机检测平台。

无人机叶片巡检特点

1.分布式巡检。风力发电是一种分布式发电,机组在风电场呈离散分布,无人机对风电机组叶片监测不需要连续进行,所以对无人机的单次续航时间要求不高。

2.立体式观测。对叶片的观测涉及到迎风面、背风面、叶片前缘、叶片后缘,由于叶片薄厚不均,而且叶片表面为曲面,在观测时需进行立体式观测,由此对无人机的操控有一定要求,观测时间将增长。

3.注重成像清晰度。对叶片的观测主要是对表面质量进行观察分析,尤其是进行砂眼排查和横向裂纹观察,对无人机的成像要求较高。无人机的成像主要由其云台稳定性、成像设的摄影摄像能力要求较高。如果要进行高清晰度的观测,对天气的可见度要好,风速越低越好。

 


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