一种漂浮式风电机组浮筒渗水监测方法

技术领域

本发明涉及风电机组浮筒的技术领域，尤其是指一种漂浮式风电机组浮筒渗水监测方法。

背景技术

随着技术的发展，海上风力发电机从浅海转向深海。由于深海风力发电考虑到成本因素，所以不可避免的选择了漂浮式基础。漂浮式基础是机组的重要组成部分，浮筒的密封情况关系到整个机组的安全性，所以能有效的对浮筒渗水进行监测，及时发现漏水问题然后报警，至关重要。

由于考虑到成本、质量、工艺等多种因素，部分浮筒为玻璃钢材质，中间使用泡沫填充，泡沫之间使用灌胶工艺进行连接和密封。由于浮筒处于海洋环境会有撞击开裂风险，所以对其进行有效的渗水监测很有必要，对其监测有三个难点：

1)浮筒全生命期皆浸泡于海上，传感器几乎无法更换，要求传感器可靠耐用。

2)浮筒处于海水浸泡的区域皆有泄漏风险，都需要监测，监测区域大。

3)浮筒中间填充的泡沫需要灌胶连接和密封，灌胶时胶水凝固会释放热量，温度多达150℃之多，一般的常规监测传感器无法满足需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种漂浮式风电机组浮筒渗水监测方法，针对特殊工艺和特殊工作环境下的漂式风机浮筒的密封性，实现低成本及高可靠的实时监测。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种漂浮式风电机组浮筒渗水监测方法，需配置有：控制器、n组感应传感器、n个定值电阻和绝缘件，每组感应传感器包括两根相同规格的裸露导线，分别为第一裸露导线和第二裸露导线；该方法包括：

将n组感应传感器沿浮筒内壁的周向均匀布置，每组感应传感器的两根裸露导线在浮筒内壁上均弯曲成与浮筒内壁形状相适应的类V字状，使每组感应传感器的两根裸露导线之间保持均匀间距，所有感应传感器的底部会在浮筒内壁的底部产生交叉，交叉处采用绝缘件将两两感应传感器相互绝缘；

对n组感应传感器依次进行编号，一组感应传感器对应串联一个定值电阻，将每组感应传感器中的第一裸露导线的首端通过连接导线与控制器的正极连接，其尾端通过两根连接导线分别与对应的定值电阻的负极和第二裸露导线的首端连接，将控制器的负极通过连接导线与定值电阻的正极连接，将n组感应传感器的信号统一接入控制器，并记录每组感应传感器的方位，将控制器通过电缆连接风机主控；

通过控制器实时监测每组感应传感器的回路电流，如果回路电流发生改变，则表示浮筒内部发生渗水泄漏，进而由控制器根据对应感应传感器的编号确定泄漏方位，根据回路电流计算出具体泄漏位置并报警。

进一步，通过控制器实时监测每组感应传感器的回路电流，如果所有回路电流均发生改变，即可确定渗水泄漏位置位于感应传感器的底部交叉处，即浮筒底部。

进一步，所述的根据回路电流计算出具体泄漏位置的过程如下：

根据公式R

式中，ρ表示裸露导线的电阻率，L

在浮筒未发生渗水泄漏时，对每组感应传感器中的R

当浮筒发生渗水泄漏时，通过控制器根据变化的回路电流I得到对应的感应传感器的编号，进而确定渗水泄漏的方位，接着根据公式R

根据泄漏时感应传感器回路电阻公式R

最后根据公式R

进一步，所述裸露导线为铜线、铝线或不锈钢线。

进一步，所述绝缘件为绝缘泡沫或绝缘塑料。

进一步，所述控制器装于浮筒的顶部入口处。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、经济性和可靠性：本发明的监测方法所采用的感应传感器为铺设的裸露导线，材料为铜、铝或不锈钢等导电材质，成本低，结实耐用，寿命长，准确度高。

2、灵活性：本发明的监测方法所采用的感应传感器为铺设的裸露导线，导线的长度和铺设密度可以根据测试物体形状自由选择，自由灵活。

3、适用性：本发明的监测方法中，裸露导线铺设处皆为测试区，测试范围大，能够很好的满足海上特殊工作环境，且相比常规监测传感器不怕灌胶发热，安装操作简单方便。

附图说明

图1为漂浮式风电机组的示意图。

图2为采用本发明的方法进行渗水泄漏监测的示意图。

图3为本发明的方法中绝缘件的安装示意图。

图4为本发明的方法中控制器、感应传感器和定值电阻的连接示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的使用方式不限于此。

如图1所示，为漂浮式风电机组的示意图，浮筒6为梭形，塔筒7在浮筒6中间，塔筒7和浮筒6之间填充泡沫8，机组运行时，浮筒6有一半处于海平面以下，另一半漂浮于海上。

如图2所示，本实施例所述的漂浮式风电机组浮筒渗水监测方法，需配置有：控制器1、多组感应传感器2(本实施例以8组为例)、多个定值电阻3(本实施例以8个为例)和绝缘件4，每组感应传感器2包括两根相同规格的第一裸露导线201和第二裸露导线202，裸露导线可以选择铜线、铝线或不锈钢线，本实施例以铝线为例，第一裸露导线201和第二裸露导线202的总长为24米，横截面积为0.00002㎡；绝缘件4可以采用绝缘泡沫或绝缘塑料；该方法包括：

将8组感应传感器2沿浮筒6内壁的周向均匀布置，每组感应传感器2的两根裸露导线在浮筒6内壁上均弯曲成与浮筒6内壁形状相适应的类V字状，使每组感应传感器2的两根裸露导线之间保持0.2米的均匀间距，所有感应传感器2的底部会在浮筒6内壁的底部产生交叉，交叉处采用绝缘件4将两两感应传感器2相互绝缘，如图3所示；

将控制器1装于塔筒7顶部，并位于浮筒6的顶部入口处，对8组感应传感器2依次进行编号(1，2，3，…，8)，一组感应传感器2对应串联一个定值电阻3，定值电阻3的阻值为120欧姆，如图4所示，具体为：将每组感应传感器2中的第一裸露导线201的首端通过连接导线5与控制器1的正极连接，其尾端通过两根连接导线5分别与对应的定值电阻3的负极和第二裸露导线202的首端连接，将控制器1的负极通过连接导线5与定值电阻3的正极连接，将8组感应传感器2的信号统一接入控制器1，并记录每组感应传感器2的方位，将控制器1通过电缆9连接风机主控10；

通过控制器1实时监测每组感应传感器2的回路电流，当出现漏水时，由于海水具有导电性，漏水处的第一裸露导线201和第二裸露导线202之间会短接，造成回路电流改变，则可判断浮筒6内部发生渗水泄漏，进而由控制器1根据对应感应传感器2的编号确定泄漏方位，根据回路电流计算出具体泄漏位置，并输出开关量激发报警器报警，维护人员听到报警信号后，快速定位到控制器1确定的泄漏位置，进而做出相应的处理措施。另外，当渗水泄漏位置位于浮筒6底部时，此时所有回路电流均会发生改变，则控制器1可快速确定渗水泄漏位置位于感应传感器2的底部交叉处，即浮筒6底部。

具体的，根据回路电流计算出具体泄漏位置的过程如下：

已知裸露导线的电阻率ρ，本实施例采用的铝线电阻率为2.83×10

在浮筒6未发生渗水泄漏时，对每组感应传感器中的R

进一步，已知控制器1采集到2号感应传感器的回路电流I为0.198446626AA，则可以根据公式R

最后根据公式R

本发明的监测方法具有经济性、可靠性、灵活性和适用性等优点，针对特殊工艺和特殊工作环境下的漂式风机浮筒的密封性，实现低成本及高可靠的实时监测。

以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。