风力发电叶片雷击损伤修复方式研究

谢理国，余 旭，刘卫兵

(东方电气(天津)风电叶片工程有限公司 天津300480)

风力发电叶片雷击损伤修复方式研究

谢理国，余 旭，刘卫兵

(东方电气(天津)风电叶片工程有限公司 天津300480)

风力发电叶片是风力发电机组的关键部件之一，随着国内风场逐步向高原型建设，叶片遭受雷击的数量和频次也逐年增多，叶片雷击损伤后若不及时修复不仅影响机组发电，更影响叶片使用寿命。对风力发电叶片雷击损伤高空修复不同作业方式和修复方法进行了研究和分析。

风力发电 叶片 雷击损伤 高空修复

0 引 言

近年来，随着国内风电场的建设向西南地区发展，风力发电机组在云贵川等地区的装机量也越来越多。这些地区风场的海拔普遍较高，雷雨天气较多，作为风力发电机组的关键部件之一，风力发电叶片在运行过程中由于雷击造成损伤的情况也越来越多。叶片遭受雷击损伤后结构会遭到破坏，这不仅影响机组的发电效率，更直接影响风力发电机组及叶片的使用安全。因此，叶片雷击损伤修复的及时性和有效性特别重要，不但要保证修复质量，更要保证高空操作安全。本文主要针对风力发电叶片雷击损伤高空修复方式方法进行研究。

1 叶片雷击损伤高空修复作业方式研究

风力发电叶片在运行过程中遭受雷击损伤后，风电场业主一方面想要尽快修复损伤叶片，恢复机组发电；另一方面又要考虑修复成本和修复质量。本文从经济、效率、安全3个方面研究3种不同的高空损伤作业方式(见表1)：

表1 作业方式对比情况Tab.1 Comparison of operation modes

高空平台作业是指修复人员利用高空修复平台在高空对叶片损伤区域进行修复的过程。

“蜘蛛人”作业是指修复人员利用单人自动升降设备在高空对叶片损伤区域进行修复的过程。

地面作业是指通过租用大型吊车，将损伤叶片拆卸后吊装至地面，在地面对叶片损伤区域进行修复的过程。

对于风电场业主，人员及设备安全是首要考虑的因素，其次是修复成本、修复效率。因此，综合考虑，高空平台作业是叶片雷击损伤修复的首选修复方式。

2 叶片雷击损伤高空修复方法研究

2.1 叶片防雷系统修复

风力发电叶片在遭受雷击损伤后，叶片防雷系统可能遭到破坏，特别是在雷击损伤位置，防雷导线可能出现熔断、电阻过大等情况。因此，在修复前，首先对叶片的整个防雷系统进行检测并修复，确保防雷系统正常运行。

2.2 叶片结构损伤修复

由于高空作业条件有限，因此本文主要研究了填补和挖补(见图1)两种高空叶片结构修复方式。

图1 修复方式Fig.1 Mode of repair

填补修复方式是指采用局部结构预制件填补的形式对结构进行复原。对于填补，破坏区域被去除后留下形状较为规则的凹槽，槽的边缘被打磨成阶梯变化的斜面，然后直接把提前做好的预制件粘接在斜面上，粘接时，要保证修复区域型线吻合，最后对预制件与斜面的粘接面进行增强。

挖补修复方式是指将已损伤的结构层按照特定的修复要求全部打磨掉，打磨时四周要打磨成一定倾斜度的倒角，再逐层铺布修补，对结构进行复原(见表2)。

表2 修复方式对比情况Tab.2 Comparison of repair modes

3 结 论

通过对叶片雷击损伤高空修复不同作业方式和修复方法的研究和分析，得出以下结论：

①对于叶片雷击损伤修复作业方式，综合考虑安全、效率、经济等因素，建议采用高空平台进行作业。

②对于叶片雷击损伤修复方法，如叶片遭受雷击损伤较轻微，建议采用挖补方式进行修复；但对于叶片遭受雷击损伤严重的，建议采用填补方式进行修复。■

［1］ 曾明伍，赵萍，钟贤和，等. 风电叶片的防雷技术及应用[J]. 东方汽轮机，2012(1)：13-19.

［2］ 李强，王婷婷，李楠. 基于雷电预警技术的风电设施防雷技术[J]. 南京信息工程大学学报：自然科学版，2012(6)：512-516.

［3］ 包炳生. 关于风电机组防雷接地设计易被忽视的问题探讨[J]. 电气应用，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