風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的應(yīng)變儀的電磁屏蔽的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本主題總體上涉及一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，特別地，涉及一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的應(yīng)變儀相對于靜電荷和/或雷擊的電磁屏蔽。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電設(shè)備利用風(fēng)能產(chǎn)生電能。當(dāng)今，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備尺寸巨大并且包括大葉片。這樣的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備通常安裝在偏遠(yuǎn)位置并且復(fù)雜地形一般不容易接近。因此，這樣的位置的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的安裝涉及組織材料的移動和技術(shù)人員的復(fù)雜的后勤?；谙嗤脑颍@些風(fēng)力發(fā)電設(shè)備通常是昂貴的且對基礎(chǔ)設(shè)施的定期監(jiān)控或維護(hù)是無效率的。但是，定期的維護(hù)和修理對于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的最大利用性是關(guān)鍵的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]于是，本主題說明利用能夠圍繞應(yīng)變儀的電磁屏蔽帶的應(yīng)變儀的電磁屏蔽。電磁屏蔽帶相對于由靜電荷和/或雷擊產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場屏蔽應(yīng)變儀(即，防止/降低由靜電荷和/或雷擊產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場對應(yīng)變儀的影響)。電磁屏蔽帶包括諸如銅等的導(dǎo)電材料和諸如鎳等的導(dǎo)磁材料。電磁屏蔽帶還包括用于將電磁屏蔽帶容易地固定在應(yīng)變儀上的自粘涂層。
[0004]與傳統(tǒng)設(shè)置的金屬殼相比，電磁屏蔽帶不僅是輕重量的且是經(jīng)濟(jì)的，而且是易固定的且不占據(jù)額外的空間。此外，電磁屏蔽帶的固定不需要用于其安裝或維護(hù)的任何硬件或工具。
【附圖說明】
[0005]參考附圖描述詳細(xì)的說明。在附圖中，附圖標(biāo)記的最左側(cè)數(shù)字表示第一次出現(xiàn)該附圖標(biāo)記的圖。整個附圖中使用相同的數(shù)字標(biāo)記相同的特征和部件。
[0006]圖1示出應(yīng)變儀的示意圖。
[0007]圖2示出具有用于安裝至實(shí)體(solid body)的設(shè)置(provis1n)(或者說，安裝部)的應(yīng)變儀的示意圖。
[0008]圖3示出應(yīng)變儀安裝組件的示意圖。
[0009]圖4示出應(yīng)變儀安裝組件和輸出線纜的示意圖。
[0010]圖5不出共用的電磁屏蔽金屬外殼保護(hù)的應(yīng)變儀的不意圖。
[0011]圖6a示出根據(jù)本主題的實(shí)施方式的用于應(yīng)變儀的保護(hù)的電磁屏蔽帶的示意圖。
[0012]圖6b示出根據(jù)本主題的實(shí)施方式的被包裹應(yīng)變儀的電磁屏蔽帶的示意圖。
[0013]圖6c示出根據(jù)本主題的實(shí)施方式的被包裹應(yīng)變儀的電磁屏蔽帶的示意圖。
[0014]圖7示出根據(jù)本主題的實(shí)施方式的、具有包裹安裝在轉(zhuǎn)子(rotor)上的應(yīng)變儀的電磁屏蔽帶的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]風(fēng)力發(fā)電設(shè)備通常受到諸如歸因于它們自身的重量的靜應(yīng)力和歸因于風(fēng)和/或葉片的轉(zhuǎn)動的動應(yīng)力等的大應(yīng)力。為了測量這種應(yīng)力，諸如應(yīng)變儀等的傳感器可以在諸如風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的塔架(tower)、機(jī)艙(nacelle)或轉(zhuǎn)子等的合適的測量位置處設(shè)置在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中。傳感器通常連結(jié)于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的載荷控制箱。載荷控制箱構(gòu)造為基于通過應(yīng)變儀測量的應(yīng)力執(zhí)行用于減小風(fēng)力發(fā)電設(shè)備上的應(yīng)力的矯正措施。這樣的矯正措施的示例包括減小風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子的速度。
[0016]調(diào)查顯示雷擊通常在從雷擊地點(diǎn)的幾何中心起的900英尺的距離內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)電磁場。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備上或附近的這種雷擊產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場對風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的各種傳感器和系統(tǒng)具有有害影響。此外，在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片上產(chǎn)生靜電荷。這些靜電荷由沿著葉片的表面流動的風(fēng)的摩擦產(chǎn)生。在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片上的這些靜電荷對于產(chǎn)生強(qiáng)電磁場有作用。
[0017]如果應(yīng)變儀未設(shè)置電磁屏蔽，這樣的強(qiáng)電磁場能夠引起應(yīng)變儀故障或失靈。應(yīng)變儀的故障或失靈能夠進(jìn)而引起載荷控制箱的故障或失靈。在一些情況下，應(yīng)變儀和/或載荷控制箱的故障或失靈能夠引起風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的不想要的中斷。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的這樣的不想要的中斷不僅引起收益損失，而且引起風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的制造者的信譽(yù)和名聲損失。此外，這樣的不想要的中斷可能需要風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的勞動密集型的手動重啟。此外，歸因于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的不想要的中斷，作用在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備上的應(yīng)力不會被處理。
[0018]傳統(tǒng)地，金屬殼可以設(shè)置為電磁地屏蔽應(yīng)變儀。但是，金屬殼的安裝和定期維護(hù)是困難的并且是由技術(shù)人員執(zhí)行的麻煩的任務(wù)。更特別地，金屬殼是重的并且占據(jù)大量空間。此外，金屬殼的安裝需要諸如螺母、螺栓和安裝支架等的硬件(hardware component)和工具。金屬殼的安裝會影響附近的器械。例如，金屬殼的安裝會影響應(yīng)變儀的校準(zhǔn)和可靠性。此外，在松的連接或松的安裝的情況下，金屬殼會引起意外。此外，歸因于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的操作期間的振動，金屬殼容易移位。
[0019]于是，本主題說明利用能夠圍繞應(yīng)變儀的電磁屏蔽帶的應(yīng)變儀的電磁屏蔽。電磁屏蔽帶相對于由靜電荷和/或雷擊產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場屏蔽應(yīng)變儀(即，防止/降低由靜電荷和/或雷擊產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場對應(yīng)變儀的影響)。電磁屏蔽帶包括諸如銅等的導(dǎo)電材料和諸如鎳等的導(dǎo)磁材料。電磁屏蔽帶還包括用于將電磁屏蔽帶容易地固定在應(yīng)變儀上的自粘涂層。
[0020]與傳統(tǒng)設(shè)置的金屬殼相比，電磁屏蔽帶不僅是輕重量的且是經(jīng)濟(jì)的，而且是易固定的且不占據(jù)額外的空間。此外，電磁屏蔽帶的固定不需要用于其安裝或維護(hù)的任何硬件或工具。因此，不像用于安裝傳統(tǒng)設(shè)置的金屬殼的需要，電磁屏蔽帶的固定不需要特定的技能，并且在不需要移動轉(zhuǎn)子葉片或不需要將應(yīng)變儀從現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備搬到地面的情況下能夠在應(yīng)變儀的位置處執(zhí)行電磁屏蔽帶的固定。而且，固定是容易的、快速的，并且即使當(dāng)操作現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備時對現(xiàn)場的工作人員也是沒有風(fēng)險的。
[0021]此外，應(yīng)變儀上的電磁屏蔽帶的卷繞對應(yīng)變儀的可靠性和校準(zhǔn)是沒有影響的。電磁屏蔽帶防止應(yīng)變儀的物理損壞并且防止發(fā)送不期望的錯誤信號。此外，電磁屏蔽帶有助于防止歸因于應(yīng)變儀的損壞或故障的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的不想要的中斷，并且防止后續(xù)的收入損失和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的制造者的信譽(yù)。
[0022]此外，由于電磁屏蔽帶與傳統(tǒng)設(shè)置的金屬殼相比隨著時間不會劣化，因此電磁屏蔽帶是有成本效益的。此外，電磁屏蔽帶能夠承受所有不利的氣候和物理?xiàng)l件，即高相對濕度、鹽度條件、極高和極低的溫度、粉塵條件、振動、抖動(jerks)、易彎曲材料等。由于電磁屏蔽帶由銅和鎳的細(xì)絲/細(xì)線制成，像織布(fabric cloth)那樣編織并且易彎曲，電磁屏蔽帶能夠以任何期望的形狀卷繞。
[0023]本主題的其它方面從以下說明的實(shí)施方式的示例中顯而易見并且參照實(shí)施方式的示例解釋。盡管本主題的其它方面與傳統(tǒng)設(shè)置的金屬殼比較進(jìn)行解釋，但是圍繞應(yīng)變儀的電磁屏蔽帶總體上相比于屏蔽的其它公知技術(shù)具有優(yōu)勢。以下將參照實(shí)施方式的示例詳細(xì)說明本主題，但是本主題不限于此。
[0024]圖1示出可以用于測量風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的應(yīng)力的應(yīng)變儀100的示意圖。應(yīng)變儀100包括以條102的形式設(shè)置的金屬膜。條102能夠置于被稱作載體104的非導(dǎo)電基板上。條102為尤利卡合金(Eureka Alloy)或任何其它合適的合金或金屬的平行導(dǎo)線的之字圖案(zigzag pattern)的形式。甚至平行線的定向方向的小量應(yīng)力也會引起條102的端到端電阻的比從單條直導(dǎo)線觀察到的電阻變化大的大量改變。因此，當(dāng)置在拉力下時，條102變窄變長。這些變化引起依賴于條102的尺寸的端到端電阻的增大。相反地，當(dāng)條102置于壓力下，而沒有屈曲時，條變寬變短。
[0025]為了確保條102不會碎裂或永久變形，條102可以設(shè)計(jì)為條102的彈性極限包括施加于條102的應(yīng)力的大小。端到端電阻的變化可以通過條102的端點(diǎn)106和108與諸如惠斯通電橋電路(Wheatstone bridge circuit)等的橋接電路(未示出)的連接來測量。橋接電路允許小電阻變化的精確測量和周圍環(huán)境溫度的無效影響(nullifies effect)。
[0026]圖2示出具有用于將應(yīng)變儀100安裝至諸如風(fēng)力發(fā)電設(shè)備等的實(shí)體的設(shè)置(或者說，安裝部)的應(yīng)變儀100的示意圖。出于此目的，應(yīng)變儀100包括多個孔202-1、202-2、202-3和202-4，以下總稱為孔202。如所示，孔202可以設(shè)置在應(yīng)變儀100的載體104的區(qū)域內(nèi)。應(yīng)變儀100可以利用穿過孔202連結(jié)的螺母和螺栓安裝在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備上。
[0027]圖3示出了應(yīng)變儀安裝組件300的示意圖，該應(yīng)變儀安裝組件300在下文中被稱作組件300。該組件300可以安裝在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備上的適當(dāng)?shù)臏y量點(diǎn)處，諸如安裝在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的機(jī)艙、轉(zhuǎn)子或塔架的頂部區(qū)域或底部區(qū)域。該組件300包括應(yīng)變儀100和用于夾持應(yīng)變儀100的金屬夾302。如圖所示，該金屬夾302可以包括多個夾持部件302-1、302-2、302-3和302-4。在一實(shí)施方式中，一個夾持部件302-1可以比其它夾持部件302-2、302-3和302-4長，以使得易于操控金屬夾302和應(yīng)變儀100的組件300。采用這種方式，使用者可以利用較長的夾持部件302-1來保持該組件300。
[0028]如圖3所示，可以通過螺母304和螺栓306而在金屬夾302中夾持應(yīng)變儀100?？梢酝ㄟ^螺母308和螺栓310將應(yīng)變儀100和金屬夾302的組件300安裝到風(fēng)力發(fā)電設(shè)備上。該螺栓310可以設(shè)置有支撐凸緣312以在應(yīng)變儀100和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備之間保持適當(dāng)?shù)木嚯x，使得應(yīng)變儀100具有用于感測安裝面中伸長或壓縮的自由跨距(free span)。
[0029]圖4示出了應(yīng)變儀100安裝組件和輸出線纜402