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CN102565607A - 用于对风力机的防雷系统进行断路检查测试的系统和方法 - Google Patents

用于对风力机的防雷系统进行断路检查测试的系统和方法 Download PDF

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CN102565607A
CN102565607A CN2011104079080A CN201110407908A CN102565607A CN 102565607 A CN102565607 A CN 102565607A CN 2011104079080 A CN2011104079080 A CN 2011104079080A CN 201110407908 A CN201110407908 A CN 201110407908A CN 102565607 A CN102565607 A CN 102565607A
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CN
China
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hawser
lightning
wind energy
energy conversion
blade ring
Prior art date
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Pending
Application number
CN2011104079080A
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English (en)
Inventor
S·H·奥尔森
D·米什拉
P·J·弗里茨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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    • H02G13/00—Installations of lightning conductors; Fastening thereof to supporting structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01R31/54—Testing for continuity
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Abstract

本发明公开了用于对风力机的防雷系统进行断路检查测试的系统和方法。所述系统通常包括具有叶片环的测试装置，其中所述叶片环配置成置于环绕所述风力机的转子叶片的外层的至少一部分的位置。托架可连接到所述测试装置，且缆绳可连接到所述托架。所述缆绳通常可在第一锚定点和第二锚定点之间延伸，其中所述锚定点彼此隔开，即所述防雷系统的接闪器通常安置在所述锚定点之间。此外，所述缆绳可连接在所述锚定点之间，以便在所述缆绳移置时，所述测试装置移动到所述测试装置的导电组件接触所述接闪器的位置。

Description

用于对风力机的防雷系统进行断路检查测试的系统和方法
技术领域
本发明涉及风力机，确切地说，涉及用于对风力机的防雷系统进行断路检查测试的系统和方法。
背景技术
风能被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源之一，在这一方面，风力机已获得广泛关注。现代风力机通常包括塔筒、发电机、齿轮箱、机舱以及一片或多片转子叶片。转子叶片使用已知的翼原理捕获风的动能并通过转动能传输动能，以扭转将转子叶片连接到齿轮箱(或者，如果未使用齿轮箱，则直接连接到发电机)的轴。之后，发电机将机械能转化成可以分配到公用设施电网中的电能。
通常情况下，需定期对风力机的各部件进行维护，以确保风力机运行的安全性和高效性。例如，其中一种此类维护操作为对风力机的防雷系统进行断路检查测试。众所周知，风力机通常包括防雷系统，所述防雷系统具有一个或多个安置在转子叶片外部的接闪器，以及连接到所述接闪器并通过风力机延伸到塔筒附近的地面的避雷导线。因此，当转子叶片遭到雷击时，电流可流过接闪器，并通过避雷导线传导到地面。
因此，为确保防雷系统的正常运行，需进行断路检查测试以确定该系统所形成的电路是打开的还是关闭的。要进行此类测试，工作/维护人员通常需要接近防雷系统的一个接闪器，以便将电测试设备连接在防雷系统的接闪器和避雷导线靠近地面的一部分之间。这样，已知的测试过程就需要使用升降机或其他合适的设备来将工人送至高处，从而接触到接闪器。但是，此类设备的购买和运行成本通常都十分高昂。此外，将工人送至接闪器位置的这一过程可能会十分耗时。
因此，需要使用有效且低成本的系统来对风力机的防雷系统进行断路检查测试。
发明内容
以下说明将部分地阐明本发明的各方面内容和优点，或者，可以从说明中显而易见地了解这些方面和优点，或可以通过实践本发明来获悉这些方面和优点。
一方面，本发明公开了一种用于对风力机的防雷系统进行断路检查测试的系统。所述系统通常包括具有叶片环的测试装置，以及连接到所述叶片环的导电组件。所述叶片环可配置成置于环绕风力机的转子叶片的外层的至少一部分的位置。所述系统还可包括连接到所述测试装置的托架和连接到所述托架的缆绳。所述缆绳通常可在第一锚定点和第二锚定点之间延伸，其中所述锚定点彼此隔开，即防雷系统的接闪器通常安置在锚定点之间。此外，所述缆绳可连接在锚定点之间，以便在缆绳移置时，所述测试装置移动到导电组件接触接闪器的位置。其中，所述系统进一步包括通过缆绳导向器连接到所述托架的第二缆绳，所述第二缆绳从大体靠近所述第一锚定点的位置延伸到大体靠近所述第二锚定点的位置。
另一方面，本发明公开了一种用于对防雷系统进行断路检查测试的方法。所述方法通常包括将缆绳连接在第一锚定点和第二锚定点之间，其中所述锚定点彼此隔开，即防雷系统的接闪器通常安置在锚定点之间。此外，所述方法可包括将缆绳连接到测试装置并移置所述缆绳，以便测试装置移动到第一和第二锚定点之间、且测试装置的导电组件接触接闪器的位置。所述方法进一步包括将导线连接到所述导电组件，在所述导电组件接触所述接闪器时，所述导线与所述防雷系统之间即形成电连接。所述方法进一步包括测量所述导线和所述防雷系统的部件之间的电性质。所述导线通常在所述导电组件和所述风力机的支撑表面之间延伸。
所述方法进一步包括调整所述第一锚定点和所述第二锚定点中的至少一个的位置，以便在所述缆绳移置时，所述测试装置移动到所述导电组件接触所述接闪器的位置。
所述方法进一步包括在所述测试装置的叶片环内对齐所述风力机的转子叶片的叶尖，以便在所述缆绳移置时，所述测试装置移动到所述导电组件接触所述接闪器的位置。
所述叶片环的高度和宽度中的至少一个经过配置，以便当所述导电组件与所述接闪器垂直对齐时，所述叶片环的内表面与所述转子叶片的外层配合
再一方面，本发明公开了一种用于对风力机的防雷系统进行断路检查测试的测试装置。所述测试装置通常可包括支撑组件和连接到所述支撑组件的叶片环。所述叶片环可配置成置于环绕风力机的转子叶片的外层的至少一部分的位置。此外，导电组件可连接到所述叶片环的内表面。所述导电组件可配置成在叶片环置于环绕转子叶片的外层的位置时与防雷系统的接闪器接触。
参考以下具体说明和所附权利要求书可以更深入地了解本发明的这些以及其他特点、方面和优点。所附附图包括在本说明书内、并构成本说明书的一个部分，显示了本发明的各个实施例，且与具体说明一起用于解释本发明的原理。
附图说明
本说明书参考附图，针对所属领域一般技术人员，完整且可实现地详细披露了本发明，包括其最佳模式，其中：
图1所示为根据本发明各方面内容的一种系统的一个实施例的透视图，其中所述系统用于对风力机的防雷系统进行断路检查测试；
图2所示为图1所示系统的实施例的局部透视图；
图3所示为根据本发明各方面内容的一种测试装置的一个实施例的透视图，其中所述测试装置用于对风力机的防雷系统进行断路检查测试；以及
图4所示为根据本发明各方面内容的一种系统的另一实施例的局部正视图，其中所述系统用于对风力机的防雷系统进行断路检查测试。
元件符号列表：
  参考标号   部件   参考标号   部件
  10   风力机   12   塔筒
  14   机舱   16   转子叶片
  18   转子轮毂   20   防雷系统
  22   接闪器   24   叶尖
  26   避雷导线   28   地面
  100   系统   102   断路检查测试装置
  104   导电组件   106   托架
  108   滑轮缆绳   110   第一锚定点
  112   第二锚定点   114   滑轮缆绳的第一末端
  116   滑轮缆绳的第二末端   118   导线
  119   第一末端   120   第二末端
  121   测量设备   122   第一侧
  124   第二侧   126   支撑表面
  128   第一滑轮   130   第二滑轮
  132   安全轨道   134   滑轮锚
  136   连接夹   138   支撑组件
  140   尖端环   142   安装孔
  144   第一末端   146   第二末端
  148   机械紧固件   150   连接点
  152   弹簧   154   高度
  156   宽度   158   内表面
  160   侧面   162   末端
  200   系统   242   第二缆绳
  244   缆绳导向器   246   摩擦螺柱
  247   摩擦环   248   内直径
  250   水平方向   252   顶端
  254   底端   256   导向锚
具体实施方式
现在将详细阐述本发明的各实施例，附图中将显示本发明实施例的一个或多个实例。各个实施例用以解释本发明而非限定本发明。事实上，所属领域的一般技术人员轻易就可在不脱离本发明的范围或精神的情况下，对本发明作各种修改和变化。例如，作为一个实施例一部分的特点可用于其他实施例中，从而得到另一个实施例。因此，本发明应涵盖所有基于所附权利要求书和其等效物的范围内的修改和变化。
参阅附图，图1和图2说明根据本发明各方面内容的系统100的一个实施例，其中所述系统用于对风力机10的防雷系统20进行断路检查测试。具体而言，图1所示为所公开的系统100的一个实施例的透视图。图2所示为图1所示系统100的实施例的局部透视图。
特别参阅图1，图示的风力机10通常包括塔筒12，且所述塔筒上安装有机舱14。此外，多片转子叶片16可安装到转子轮毂18上，转子轮毂18可转而连接到转动风力机10的转子轴的主法兰上。此外，风力机的发电和控制部件(例如发电机和风力机控制器)通常可安置于机舱14内。
风力机10也可包括配置成保护风力机10及其部件免遭雷击的防雷系统20。具体而言，防雷系统20可包括一个或多个导电接闪器22，其中所述接闪器通常安置于每个转子叶片16的外表面上。例如，在一个实施例中，防雷系统20可包括一个接闪器22，所述接闪器安置在大体靠近每个转子叶片16的叶尖24的位置。在其他实施例中，防雷系统20可包括任意数量的接闪器22，所述接闪器安置在每个转子叶片16的翼展上的任何合适位置。应了解，每个接闪器22通常可用任何合适的导电材料制成，以便接闪器22传导雷击所产生的电流。例如，在一个实施例中，接闪器22可包括铜接闪器。此外，每个接闪器22通常可连接到合适的避雷导线26(例如金属线或其他任何合适的导电线)，所述避雷导线从每个接闪器22穿过风力机10延伸到塔筒12的底座，并在其中连接到地面28。这样，当遭受雷击时，所产生的电流可流经接闪器22，并且可通过避雷导线26传导至地面28，从而防止对风力机10造成损害。
应了解，图1中的风力机10仅作说明目的，以示例性说明本发明。因此，所属领域的一般技术人员应了解，所公开的系统100无需限于任何特定类型的风力机配置或任何特定的防雷系统配置。
为确保防雷系统20正常运行，可使用本发明所公开的系统100来进行断路检查测试。如图1和图2所示，本发明的系统100通常可包括断路检查测试装置102和托架106，其中所述托架配置成相对于风力机10垂直地运送测试装置102。通常情况下，测试装置102可经过配置，以便在置于相对于风力机10的转子叶片16的合适位置时，测试装置102的导电组件104可与安置在叶片16上的一个接闪器22形成电连接，或电接触所述接闪器。系统100也可包括固定到托架106上的滑轮缆绳108。滑轮缆绳108通常可连接在第一锚定点110和第二锚定点112之间，其中第一和第二锚定点110、112彼此隔开，即将与导电组件104接触的接闪器22安置在第一和第二锚定点110、112之间。因此，如图2所示，当滑轮缆绳108移置(例如被拉动)时，托架106可在第一和第二锚定点110、112之间上升和/或下降到大体靠近转子叶片16的位置，以便导电组件104接触接闪器22并因此而与所述接闪器形成电连接。
所公开的系统100也可包括补偿导线118(例如金属线或其他任何由导电材料制成的合适导线)，所述补偿导线具有连接到测试装置102的导电组件104的第一末端119和安置在风力机10的支撑表面126上或附近的第二末端120。补偿导线118通常可配置成从导电组件104延伸到支撑表面126，以便让位于支撑表面126上或附近的工作/维护人员测试防雷系统20的导通性。具体而言，当导电组件104和接闪器22之间形成电连接时，导线118和地面28之间会形成电路。因此，所属领域的一般技术人员应了解，电路的电属性(例如电阻)可随后进行测试/测量以确定防雷系统20是否正确地将电流从接闪器22经由避雷导线26传导至地面28。例如，如图1所示，电路的电属性可通过将合适的电测量装置121连接在补偿导线118的第二末端120和安置在地面28附近的避雷导线26的一部分之间来进行测量。具体而言，在一个实施例中，电测量装置121可包括万用表、专用断路检查测试器或其他任何合适的电测试/测量装置，其中所述装置配置成对由防雷系统20形成的整个电路施加电压并测量整个电路内的电阻、电流和/或电压，以便确定电路是打开还是关闭的，或者防雷系统20是否正常运行。
为了将测试装置102置于能够让导电组件104接触防雷系统20的一个接闪器22的位置，所公开系统100的滑轮缆绳108通常可经过配置，以便在拉动或以其他方式移置滑轮缆绳108时，托架106在第一和第二锚定点110、112之间的位置可在垂直方向上调整。因此，滑轮缆绳108通常可包括连接到托架106的第一末端114和第二末端116。例如，如图示的实施例所示，滑轮缆绳108的第一末端114可连接到托架106的上部，而滑轮缆绳108的第二末端116可连接到托架106的下部。但应了解，滑轮缆绳108的末端114、116通常可固定到托架106上的任何合适位置(包括同一位置)，而无需连接到图2所示的托架106的特定位置。此外，应了解，滑轮缆绳108的末端114、116可使用任何合适的连接机制和/或方法来连接到托架106。例如，在某些实施例中，滑轮缆绳108的末端114、116可通过捆绑、夹固、胶粘、用带捆扎、黏结、焊接和/或机械固定的方式连接到托架106。
滑轮缆绳108也可配置成沿着自身长度连接在第一和第二锚定点110、112之间，即缆绳108能够相对于锚定点110、112移动、滑动或以其他方式移置。因此，在图示的实施例中，当向第二锚定点112的方向拉动或以其他方式移置滑轮缆绳108的第一侧122时，托架106会相对于风力机10上升。类似地，当向第二锚定点112的方向拉动或以其他方式移置滑轮缆绳108的第二侧124时，托架106会相对于风力机10下降。这样，通过移置滑轮缆绳108，托架106的垂直位置可进行调整，以便测试设备102上升和/或下降到对防雷系统20进行断路检查测试的合适高度。
仍然参阅图1和图2，第一和第二锚定点110、112通常可界定托架106和测试装置102的最高和最低垂直位置，且滑轮缆绳108界定托架106和测试装置102可在锚定点110、112之间移动的路径。因此应了解，第一和第二锚定点110、112可在垂直方向上彼此隔开，以便将与导电组件104接触的接闪器22通常安置在锚定点110、112之间。例如，如图1和图2所示，第一锚定点110通常可安置在机舱14上或附近，且第二锚定点112通常可安置在支撑风力机10的表面126(例如，天然地面/土地和/或混凝土台座等任何人造表面)上或附近。因此，在一个实施例中，托架106可在支撑表面126和机舱14之间上升和/或下降，从而让测试装置102移动到转子叶片16中可能具有接闪器22的任何部分上和/或附近。
在替代实施例中，应了解，锚定点110、112无需设在图1和图2所示的位置。例如，第一锚定点110通常可设在风力机10上的任何合适位置，所述位置位于将与导电组件104接触的接闪器22的塔上。本专利申请文件所用术语“塔上”是指当转子叶片16垂直朝下(即当转子叶片16的叶尖24指向支撑表面126)时，风力机10的部件上和/或附近的垂直位于接闪器22的接触位置之上的位置。因此，在将要接触的接闪器22安置在大体靠近叶尖24的位置的实施例中，第一锚定点110可安置在任何合适的风力机部件或风力机部件的任何部分上或附近，其中所述风力机部件安置在转子叶片16的叶尖24的塔上。因此，在本发明的多种实施例中，第一锚定点110可安置在轮毂18和机舱14上或附近，以及塔筒12和转子叶片16的塔上部分上或附近。同样地，第二锚定点112通常可安置在相对于第一锚定点110、且当托架106在锚定点110、112之间移动时使得测试装置102能够接触接闪器22的任何位置。
通常，应了解，可在本发明的范围内使用任何合适的结构、装置和/或配置来将滑轮缆绳108连接在第一和第二锚定点110、112处，即缆绳108可相对于锚定点110、112移动、滑动或以其他方式移置。例如，在一个实施例中，滑轮缆绳108可通过分别安置在第一和第二锚定点110、112处的一个或多个滑轮128、130进行连接。具体而言，第一滑轮128可在第一锚定点110处固定到风力机10，并可配置成将滑轮缆绳108连接到风力机10。因此，在图2所示的实施例中，第一滑轮128可连接到机舱14的一部分，例如通过连接到安置在机舱14顶部的安全轨道132。此外，第二滑轮130通常可置于第二锚定点112处或附近。例如，如图所示，第二滑轮130可连接到滑轮锚134，其中所述滑轮锚固定至支撑表面126和/或安置在支撑表面126上或附近。
应了解，第一和第二滑轮128、130通常可使用所属领域中已知的任何合适方式分别在第一和第二锚定点110、112处连接到风力机10或滑轮锚134。例如，如图2所示，第一滑轮128可通过连接环或连接夹136(例如登山扣)连接到机舱14。类似地，第二滑轮130可通过连接环或连接夹136连接到滑轮锚134。但在替代实施例中，滑轮128、130可通过机械紧固件(例如螺钉、螺栓、支架等)、缆绳、胶带、胶粘剂或其他任何合适的连接机制和/或方法连接到机舱14或滑轮锚134。
在某些实施例中，本发明的滑轮锚134通常可包括任何合适的锚定组件，其中所述锚定组件配置成将滑轮缆绳108的一部分锚定或以其他方式维持在支撑表面126上或附近。因此，在图1和图2所示的实施例中，滑轮锚134可包括配置成旋入或以其他方式连接到支撑表面126的螺旋型锚。在其他实施例中，滑轮锚134可包括以可拆卸或不可拆卸的方式连接到支撑表面126的其他任何合适的钢绳锚、桩、捆索等。或者，滑轮锚134可配置成简单地安置在支撑表面126上或附近(即未与支撑表面126连接)。例如，滑轮锚134可包括相对较重的物体(例如沙包、装有液体的容器、重物和/或其他任何合适的加重物体)、运载工具(例如作业卡车)或其他任何可用于将滑轮缆绳108的一部分锚定或以其他方式维持在支撑表面126上或附近的合适物品/物体。此外，在另一个实施例中，工作/维护人员可作为滑轮锚134，方法是将滑轮缆绳108和/或第二滑轮130连接到工作人员，或者只需让工作人员抓住滑轮缆绳108和/或滑轮130。
应了解，在相对于转子叶片16正确定位测试装置102的过程中，滑轮锚134、第二滑轮130和/或滑轮缆绳108相对于风力机10的位置可沿着支撑表面126进行调整，以便在托架106在第一和第二锚定点110、112之间移动时更改测试装置102的垂直路径和/或水平位置。这样，在托架106上升和/或下降时，测试装置102即可处于相对于转子叶片16和/或接闪器22的正确方位。例如，滑轮锚134可配置成朝向和/或远离风力机塔筒12移动和/或围绕塔筒12的圆周移动，以改变第二锚定点112的位置，并借此调整托架106相对于要接触的转子叶片16和/或接闪器22的行进路径。此外，在工作/维护人员作为滑轮锚134的实施例中，作业人员只需沿着支撑表面126走动，以便在托架106上升和/或下降时让测试装置102能够接触转子叶片16和/或接闪器22。
还应了解，尽管本发明通常描述为利用滑轮128、130来让滑轮缆绳108相对于锚定点110、112移动、滑动或以其他方式移置，但通常可利用任何合适的结构、装置和/或配置来实现此类相对移位。例如，滑轮缆绳108可通过将滑轮缆绳108穿过导向环、导向钩、孔眼或其他任何形成于或连接到风力机10或滑轮锚134的合适结构来连接到风力机10和/或滑轮锚134，其中所述结构可让滑轮缆绳108以可滑动和/或可移动的方式连接。在另一个实施例中，滑轮缆绳108可使用电动装置、绞车、链轮装置或其他任何可让滑轮缆绳108相对于锚定点110、112进行移置的合适装置/机制来连接到风力机10和/或滑轮锚134。所属领域的一般技术人员应能够轻易了解用于在滑轮缆绳108和锚定点110、112之间实现相对移位的多种其他合适的结构、装置和/或配置。
仍然参阅图2，如上所述，所公开系统的托架106通常可配置成在第一和第二锚定点110、112之间运送测试装置102。因此应了解，托架106通常可具有可让滑轮缆绳108和测试装置102固定于其上的任何合适的大小、形状和/或尺寸。例如，如图2所示，托架106可配置为实质上成菱形的相对较薄的平板。但在替代实施例中，托架106通常可具有任何合适的厚度和/或形状。此外，托架106通常可由任何合适的材料制成。但在本发明的特定实施例中，托架106可由相对轻质的材料(例如铝、木头、聚合物和/或其他任何合适的轻质材料)制成，以便减轻系统的总重量。此外，还应了解，测试装置102通常可通过任何合适的方式固定到托架106。例如，如图2所示，测试装置102可使用任何合适的连接机制，例如螺栓、螺钉、夹具、胶带、胶合剂、支架等，和/或任何合适的连接方法，例如粘合、焊接等，直接连接到托架106上的一个或多个连接点。或者，测试装置可使用一个或多个安装装置和/或安装平台(未图示)间接连接到托架。
应了解，在本发明的替代实施例中，测试装置102无需通过托架106连接到滑轮缆绳108。例如，在一个实施例中，滑轮缆绳108的第一和第二末端114、116可直接连接到测试装置102。
现在参阅图3，该图所示为测试装置102的一个实施例的透视图，所述测试装置用于对风力机10的防雷系统20进行断路检查测试。通常情况下，应了解，本发明的测试装置102通常可具有满足以下条件的任何合适配置：可让测试装置102的导电组件104置于防雷系统20的接闪器22上或以其他方式接触所述接闪器。因此，所属领域的一般技术人员应了解，可在本发明的范围内使用多种不同的测试装置配置。
如图示的实施例所示，测试装置102通常包括支撑组件138和叶片环140。支撑组件138通常可包括任何合适的结构组件，所述结构组件配置成在测试装置102使用所公开系统100的托架106上升和/或下降时支撑叶片环140。因此，支撑组件138通常可包括配置成连接到托架106的第一末端142和配置成连接到叶片环140的第二末端144。例如，如图3所示，支撑组件138的第一末端142中可设有一个或多个安装孔146，以便让支撑组件138使用任何合适的机械紧固件，例如螺栓、螺钉等，连接到托架106上的连接点148(图2)。或者，支撑组件138的第一末端142可使用其他任何合适的方式，例如使用任何合适的连接机制(例如夹具、胶带、胶粘剂、粘合剂、支架等)和/或使用任何合适的连接方法(例如粘合、焊接等)，连接到托架106。此外，在本发明所公开的不包括托架106的系统中。所述测试装置102直接连接或以其他方式连接到滑轮缆绳108的实施例中，应了解，支撑组件138的第一末端142通常可配置成连接到滑轮缆绳108的第一和第二末端114、116，例如通过使用用于将托架106连接到滑轮缆绳106的连接装置和/或连接方法进行连接。
此外，支撑组件138的第二末端144通常可配置成使用任何合适的方式，例如使用上述的连接机制和/或方法，连接到叶片环140。但在本发明的特定实施例中，支撑组件138的第二末端144可配置成使用满足以下条件的任何装置来以枢轴方式连接到叶片环140：可让叶片环140围绕支撑组件138上的连接点150枢转或以其他方式移动。例如，叶片环140可使用球状物或接头来将叶片环140松散地连接到穿过支撑组件138延伸的销或螺栓上，或使用其他任何合适的枢轴连接机制和/或方法来固定至支撑组件138。此外，在叶片环140以枢轴方式连接到支撑组件138的实施例中，张力调整装置152也可连接在叶片环140与支撑组件138之间，以便对叶片环140施加阻力，从而提供控制叶片环140相对于支撑组件138的位置的机制。例如，如图3所示，张力调整装置152可包括连接在叶片环140与支撑组件138之间的弹簧，以在叶片环140围绕连接点150枢转或转动时控制叶片环140相对于支撑组件138的位置。
应了解，在本发明的替代实施例中，支撑组件138和叶片环140无需形成为单独的部件。例如，在一个实施例中，支撑组件138和叶片环140可使用任何合适的制造工艺，例如任何合适的制模和/或铸造工艺，来一体形成为单个部件。
仍参阅图3，测试装置102的叶片环140通常可配置成滑动到风力机10的转子叶片16的至少一部分上、安在所述叶片的至少一部分上或以其他方式置于环绕所述叶片的至少一部分的位置。具体而言，叶片环140可进行配置，以便在环140置于转子叶片16上时，叶片环140的导电组件104与防雷系统20的接闪器22电接触。相应地，应了解，对于不同的风力机而言，叶片环140的形状、大小和/或配置，以及导电组件104在叶片环140上的相对位置通常也会不同，具体取决于多个因素，包括但不限于转子叶片16的形状、大小和/或配置以及接闪器22在转子叶片16上的位置。
在本发明的某些实施例中，叶片环140可具有闭合的形状(即可用相同的起点和终点勾画出轮廓的形状)，以便配置成置于环绕转子叶片16的整个外层的位置。具体而言，叶片环140可经过配置，即转子叶片16的叶尖24必须在叶片环140内对齐，或必须以其他方式穿过所述叶片环延伸，以便在测试装置102使用所公开的系统100上升时，叶片环140置于转子叶片16上。因此，如图3所示，在一个实施例中，叶片环140的形状实质上可为大体对应于转子叶片16上靠近叶尖24的区域的形状的椭圆形。在其他实施例中，叶片环140通常可具有其他任何合适的闭合形状配置，例如圆形、矩形或三角形。应了解，在本发明的进一步实施例中，叶片环140可具有大体非闭合或开口的形状。例如，叶片环140可为半圆形、“C”形或具有其他任何适当开口的形状配置。因此，在测试装置102相对于风力机10上升时，叶片环140可置于转子叶片16上安置有接闪器22的外层部分之上或周围，而无需让转子叶片16的叶尖24在叶片环140内对齐或以其他方式延伸。
此外，在本发明的某些实施例中，叶片环140的高度154、宽度156和/或其他尺寸可进行选择，即环140可仅环绕转子叶片16置于接闪器22所在位置之上。例如，在一个实施例中，叶片环140的尺寸可经过配置，以便在环140与接闪器22垂直对齐时，环140的内表面158完全与转子叶片16的外层配合，从而防止环140进一步沿着叶片16上升。此外，在某些实施例中，叶片环140的尺寸和/或形状可为固定的或可调整的。因此，在一个实施例中，叶片环140可进行配置，即环140的高度154和/或宽度156可以增加和减小，以便大体对应于转子叶片16上接闪器22所在位置的大小、形状和/或配置。例如，叶片环140的侧面160可为可伸缩式的，或者可包括让环140的高度154可调的其他合适的调整特征。同样地，叶片环140的末端162可包括使得叶片环140的各侧面160之间的宽度156或间距可以增加和/或减小的可调整垫片或其他任何合适的机制。在另一实施例中，叶片环140可用挠性和/或可扩展材料制成，以便在环140上升到转子叶片16上或环绕所述转子叶片的位置时，所述环的形状和/或大小可根据转子叶片16的形状和/或大小进行调整。
仍然参阅图3，测试装置102的导电组件104通常可包括由导电材料制成的任何合适物体，所述物体能够与防雷系统20的接闪器22形成电连接或以其他方式形成电接触。因此，在某些实施例中，导电组件104可包括任何合适的金属或含金属物体，所述物体从叶片环140的内表面158向外延伸，以便在测试装置102置于转子叶片16上时能够接触接闪器22。例如，在图示的实施例中，导电组件104可包括金属丝刷，例如铜丝刷，所述金属丝刷安置在叶片环的内表面且从所述内表面向外延伸。应了解，尽管图中所示的是单个导电组件104连接到叶片环140，但任何数量的导电组件104都可固定到叶片环140上的任何合适位置，例如叶片环140的内层上的任何位置。
还应了解，导电组件140通常可使用任何合适的方式，例如使用任何合适的连接机制(例如螺栓、螺钉、夹具、胶带、胶粘剂、支架等)和/或使用任何合适的连接方法(例如粘合、焊接等)，连接到叶片环140的内表面158。但在本发明的特定实施例中，导电组件104可配置成以可拆卸方式连接到内表面158，即导电组件104在叶片环140的此类表面158上的位置可根据接闪器22在任何特定转子叶片16上的位置变化进行调整。或者，叶片环140可包括调整特征(未图示)，所述特征可沿着叶片环140的内表面158更改导电组件104的位置。例如，导电组件104可连接在叶片环140的一个或两个侧面160中设有的插槽中，以便沿着所述插槽重新放置组件104即可轻松调整导电组件104的位置。
此外，在本发明的特定实施例中，测试装置102也可包括电压源(未图示)，例如电池或其它电源，所述电压源安装在测试装置102的一部分上且电连接到导电组件104。在此类实施例中，测试装置102可配置成在组件104位于与接闪器22接触的位置时经由导电组件104将电流传输到接闪器22。这样，防雷系统20的导通性即可通过测量系统的电属性来进行测试，例如测量避雷导线26在地面28附近的电阻，而无需将补偿导线118从导电组件104延伸到支撑表面126。
现在参阅图4，该图所示为系统200的另一个实施例的侧视图，其中所述系统用于对风力机10的防雷系统20进行断路检查测试。通常，图示的系统200可包括相同或类似部件，并且可采用与上述关于图1和图2的系统100类似的配置。因此，系统200可包括连接到托架106的断路检查测试装置102。此外，系统200可包括第一和第二末端114、116连接到托架106的滑轮缆绳108。托架106通常可配置成在第一和第二锚定点110、112之间运送测试装置102。此外，滑轮缆绳108通常可沿着自身长度连接在第一和第二锚定点110、112之间(例如通过使用分别连接到机舱14和滑轮锚134的滑轮128、130)，即滑轮缆绳108可相对于锚定点110、112移动、滑动或以其他方式移位。
此外，如图4所示，所公开系统200还可包括一条或多条第二缆绳242，所述第二缆绳连接到托架106且从大体靠近第一锚定点110的区域延伸到大体靠近第二锚定点112的区域。本发明的第二缆绳242通常可配置成在滑轮缆绳108提升和/或降低托架106时，控制测试装置102的方向和位置。例如，第二缆绳242可用于当托架106在锚定点110、112之间移动时稳定和/或引导所述托架，从而防止托架106和测试装置102在有风的情况下旋转。此外，在一个实施例中，第二缆绳242可连接到托架106，这样，在第二缆绳242和托架106之间即存在一个摩擦界面。因此，第二缆绳242可用于控制托架106上升和/或下降的速度，也可用于调整托架106相对于转子叶片16和/或接闪器22的位置。应了解，尽管图4中所示的是两条第二缆绳242，但所公开的系统通常可包括任意数量的第二缆绳242，包括单条第二缆绳242或者三条或更多第二缆绳242。
在一个实施例中，每条第二缆绳242可使用缆绳导向器244连接到托架106，其中所述缆绳导向器连接到托架106或由所述托架界定。本发明的缆绳导向器244通常可具有满足以下条件的任何配置：能够让第二缆绳242用作在滑轮缆绳108提升或降低托架106时引导和/或控制所述托架的装置。例如，在图4所示的实施例中，每个缆绳导向器244可包括一组固定至托架106的固定摩擦螺柱246。通常，摩擦螺柱246可布置在托架106上，即第二缆绳242必须缠绕或以其他方式环绕螺柱246才能将第二缆绳242连接到托架106。此类布置通常可让第二缆绳242在托架106上升和/或下降时提供针对所述托架的运动的摩擦力或阻力，从而让第二缆绳242成为托架106和测试装置102的控制和/或引导装置。因此，在一个实施例中，第二缆绳242所环绕的摩擦螺柱246的内直径248可进行调整，以增加或减小在托架106上升和/或下降时螺柱248与第二缆绳242之间的摩擦。例如，如图3所示，每个缆绳导向器244可包括三个摩擦螺柱246，其中外侧的螺柱246的内直径248要大于中间的螺柱。因此，中间螺柱246和第二缆绳242之间的接触面积会减小，从而减小摩擦力。此外，在另一个实施例中，摩擦螺柱246可通过偏移配置固定至托架106，以增加或减小所产生的摩擦，例如在水平方向250上相对于其他螺柱246偏置一个或多个螺柱246。
应了解，摩擦螺柱246通常可包括任何结构，其中第二缆绳242缠绕在所述结构上以将缆绳242连接到托架106。例如，在一个实施例中，摩擦螺柱246可配置成固定至托架106的固定滑轮。或者，摩擦螺柱246可包括配置成将第二缆绳242连接到托架106的螺栓、螺柱、销或其他任何结构。还应了解，尽管每个缆绳导向器244被描述成包括三个摩擦螺柱246，但缆绳导向器244通常可包括任意数量的摩擦螺柱246，例如两个摩擦螺柱246或四个或更多摩擦螺柱246。此外，摩擦螺柱246可使用任何合适的方式固定至托架106。例如，摩擦螺柱246可使用机械紧固件140，例如螺钉、螺栓等，连接到托架106。此外，摩擦螺柱246可使用其他任何合适的连接机制，例如胶带、缆绳、夹具、粘合剂、支架等，或使用任何合适的连接方法，例如焊接、粘合等，连接到托架106。
此外，在本发明的某些实施例中，缆绳导向器244无需包括摩擦螺柱246，但通常可包括满足以下条件的任何结构：可让第二缆绳242用作在滑轮缆绳108提升和/或降低托架106时引导和/或控制所述托架的装置。例如，在另一个实施例中，每个缆绳导向器244可包括设在托架106中的2个或多个开口或摩擦环。第二缆绳242随后可穿过每个摩擦环，以便将缆绳242连接到托架106。如绳索攀登领域所公知的那样，此类摩擦环普遍用于攀登设备(例如分力扣板)中，以在设备与攀登绳之间提供可控制的摩擦。此外，在本发明的进一步实施例中，每个缆绳导向器244可只包括设在托架106内的垂直延伸的槽，其中通过所述槽可插入第二缆绳242。
仍参阅图4，每条第二缆绳242可在顶端252处固定至风力机10(图1)的某个部件。例如，在一个实施例中，第二缆绳242的顶端252可在大体靠近第一锚定点110的位置连接到风力机10。因此，如图所示，第二缆绳242的顶端252可固定至机舱14的一部分，例如固定到安全轨道132。但在替代实施例中，第二缆绳242的顶端252可固定到风力机10的一部分，这样，第二缆绳242与第一锚定点110之间即存在远端关系。
第二缆绳242还可包括底端254，所述底端安置在大体靠近支撑表面126和/或第二锚定点112的位置。例如，在一个实施例中，第二缆绳242的底端254可直接安置在第二锚定点112附近，例如通过固定至滑轮锚134的一部分。或者，如图4所示，第二缆绳242的底端254可连接到单独的导向锚256，所述单独的导向锚安置在大体靠近支撑表面126和/或第一锚定点112的位置。
应了解，导向锚256通常可采用与上述关于图1和图2的滑轮锚134类似的配置。因此，导向锚256可配置成以可拆卸或不可拆卸的方式连接到支撑表面126，或可配置成安置在支撑表面126上或附近(即未连接到支撑表面126)。或者，一个或多个工作/维护人员可作为导向锚256，且只需在托架106上升和/或下降时抓住第二缆绳242。此外，与滑轮锚134类似，导向锚254相对于风力机10的位置可进行调整，以有助于在托架106上升和/或下降时引导和/或控制所述托架的方向和/或位置。
所属领域的一般技术人员应了解，本专利申请文件中所公开的系统100、200的第一锚定点110通常可通过让工作/维护人员爬上风力机10，并将滑轮缆绳108系绑或以其他方式连接到风力机10上来设立。例如，在图示的实施例中，作业人员可爬到风力机10的机舱14上，并将第一滑轮128连接到机舱14的一部分。对风力机10的防雷系统20进行断路检查测试后，需要将本发明所公开的系统100、200从风力机10上拆下或以其他方式卸下，以便让所述系统能够传送到另一风力机。因此，在一个实施例中，作业人员可再次爬上风力机10，并将滑轮缆绳108和/或第一滑轮128从风力机10上拆下或以其他方式卸下。
或者，所公开的系统100、200可进行配置，以便无需第二次爬上风力机10。例如，滑轮缆绳108和/或第一滑轮128可通过单独的连接缆绳(未图示)在第一锚定点110处维持在适当的位置上，其中所述连接缆绳缠绕或以其他方式连接至风力机10的某个部件并向下延伸至支撑表面126。因此，在图1和图2所示的实施例中，第一滑轮128可连接到单独的连接缆绳，其中所述连接缆绳缠绕在机舱14的安全轨道132(或机舱14的其他任何合适的部件)上，并连接或以其他方式安置在支撑表面126附近。这样，当在风力机10上进行的断路检查测试完成后，单独的连接缆绳即可轻松地从支撑表面126上拆下，而包括单独的连接缆绳的整个系统即可被向下拉动到支撑表面126上。在另一个实施例中，电动绞车或类似装置(未图示)可在第一锚定点110处固定至风力机10，并可配置成自动提升和降低缠绕在相应轴上的连接缆绳(未图示)。因此，当需要在风力机10上进行断路检查测试时，绞车可配置成将连接缆绳降低至支撑表面126。滑轮缆绳108和/或第一滑轮128可随后固定至连接缆绳，并由绞车提升至第一锚定点110。测试完成后，绞车可再次松开连接缆绳，以便让滑轮缆绳108和/或第一滑轮128与连接缆绳分离。
还应了解，本专利申请文件所用术语“缆绳”是指可配置成如本专利申请文件所述一般运行的任意合适长度的材料。因此，本发明的缆绳108、242可包括由任何合适材料制成的任何合适的缆绳、导线、绳子、锁链或线。例如，在一个实施例中，缆绳108、242可包括将天然纤维(例如大麻和棉花)或合成纤维(例如丙纶、尼龙和涤纶)捻搓、编结或编织而成的绳子。在其他实施例中，缆绳108、242可包括镀膜或未镀膜、挠性或非挠性的金属缆绳和/或锁链。
该专利申请文件使用了各种实例来公开本发明，包括最佳模式，同时也让所属领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造并使用任何装置或系统、并实施所涵盖的任何方法。本发明的保护范围由权利要求书界定，并可包括所属领域的一般技术人员想出的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类实例也属于权利要求书的范围。

Claims (15)

1.一种用于对风力机(10)的防雷系统(20)进行断路检查测试的系统(100)，所述系统(100)包括：
测试装置(102)，所述测试装置包括叶片环(140)和连接到所述叶片环(140)的导电组件(104)，所述叶片环(140)配置成置于环绕所述风力机(10)的转子叶片(16)的外层的至少一部分的位置；
连接到所述测试装置(102)的托架(106)；以及
第一末端(116)和第二末端(118)连接到所述托架(106)且在第一锚定点(110)和第二锚定点(112)之间延伸的缆绳(108)，所述第一和第二锚定点(110、112)彼此隔开，所述防雷系统(20)的接闪器(22)位于所述第一和第二锚定点(110、112)之间，
其中所述缆绳(108)连接在所述第一和第二锚定点(110、112)之间，在所述缆绳(108)移置时，所述测试装置(102)移动到所述导电组件(104)接触所述接闪器(22)的位置。
2.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述测试装置(102)包括支撑组件(138)，所述支撑组件(138)具有连接到所述托架(106)的第一末端(144)和连接到所述叶片环(140)的第二末端(146)。
3.根据权利要求2所述的系统(100)，其特征在于，所述叶片环(140)以枢轴方式连接到所述支撑组件(138)的所述第二末端(146)。
4.根据权利要求3所述的系统(100)，其特征在于，张力调整装置(152)连接在所述叶片环(140)和所述支撑组件(138)之间。
5.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述叶片环(140)具有闭合形状，所述闭合形状配置成环绕所述转子叶片(16)的整个外层。
6.根据权利要求5所述的系统(100)，其特征在于，所述叶片环(140)的高度(154)和宽度(156)中的至少一个经过配置，以便在所述导电组件(104)与所述接闪器(22)垂直对齐时，所述叶片环(140)的内表面(158)与所述转子叶片(16)的外层配合。
7.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述导电组件(104)包括连接到所述叶片环(140)的内表面(158)的金属丝刷。
8.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述系统进一步包括导线(118)，所述导线的第一末端(119)连接到所述导电组件(104)且第二末端(120)安置在大体靠近所述风力机(10)的支撑表面(126)的位置。
9.根据权利要求8所述的系统(100)，其特征在于，所述系统进一步包括连接在所述导线(118)的所述第二末端(120)和所述防雷系统(20)的部件之间的电测量装置(121)，所述电测量装置(121)配置成测量所述防雷系统(20)的电属性。
10.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述第一锚定点(110)安置在所述风力机(10)的机舱(14)上，且所述第二锚定点(112)安置大体靠近所述风力机(10)的支撑表面(126)的位置。
11.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，第一滑轮(128)在所述第一锚定点(110)处连接到所述风力机(10)，且第二滑轮(130)在所述第二锚定点(112)处连接到滑轮锚(134)，所述缆绳(108)连接在所述第一和第二滑轮(110、112)之间，以便在所述缆绳(108)移置时，所述测试装置(102)移动到所述导电组件(104)接触所述接闪器(22)的位置。
12.一种用于对风力机(10)的防雷系统(20)进行断路检查测试的方法，所述方法包括：
将缆绳(108)连接在第一锚定点(110)和第二锚定点(112)之间，所述第一锚定点(110)与所述第二锚定点(112)隔开，所述防雷系统(20)的接闪器(22)位于所述第一和第二锚定点(110、112)之间；
将所述缆绳(108)连接到测试装置(102)；以及
移置所述缆绳(108)，以便所述测试装置(102)移动到所述第一和第二锚定点(110、112)之间、且所述测试装置(102)的导电组件(104)接触所述接闪器(22)的位置。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括将导线(118)连接到所述导电组件(104)，在所述导电组件(104)接触所述接闪器(22)时，所述导线(118)与所述防雷系统(20)之间即形成电连接。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括测量所述导线(118)和所述防雷系统(20)的部件之间的电属性。
15.一种用于对风力机(10)的防雷系统(20)进行断路检查测试的测试装置(102)，所述测试装置包括：
支撑组件(138)；
连接到所述支撑组件(138)的叶片环(140)，所述叶片环(140)配置成置于环绕所述风力机(10)的转子叶片(16)的外层的至少一部分的位置；以及
连接到所述叶片环(140)的内表面(158)的导电组件(104)，
其中所述导电组件(104)配置成在所述叶片环(140)置于环绕所述转子叶片(16)的所述外层的所述至少一部分时与所述防雷系统(20)的接闪器(22)接触。
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