[發明專利]用于檢測可能影響結構的狀況的雷擊的系統和方法

有效

• 申請號: 201110405062.7
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102565550A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: G·P·科斯特;G·柯丁;Y·門德斯埃爾南德斯;R·哈迪森
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;譚祐祥

技術領域

本發明大體涉及用于對雷擊敏感的結構的雷電檢測，并且更具體而言，涉及可構造成估計結構的由于雷擊而造成的狀況的系統和雷電檢測技術。

背景技術

諸如風力渦輪機、航空器、船舶結構、高的結構等的各種結構可暴露于雷擊。例如，風力渦輪機葉片已經變得對雷擊越來越敏感，因為風力渦輪機葉片的尺寸增大了。暴露于雷擊的風力渦輪機葉片的狀況可受到不利的影響。這可導致有降低的生產率，因為可能需要較長時期的停機時間來檢查以及然后修理和/或更換受到影響的葉片或構件。

已知已經提出了各種類型的雷電檢測系統來在本地檢測影響給定結構的雷擊。基本方法是將這種系統安裝在給定結構上，以獲取足夠的信息來估計結構的由于雷擊而造成的狀況。也就是說，這樣的系統趨向于在技術上是復雜的，并且因此是昂貴的，因為必須以足夠高的技術完善度來建立它們，以確保準確且可靠地獲得估計結構的狀況所需的信息，以減少對結構的由于雷擊以及與其相關聯的電磁干擾而造成的狀況的錯誤估計的發生。

鑒于前述考慮，存在對提供可有助于簡化結構上的雷電檢測裝備的技術復雜性以及因此減少一般與這樣的復雜系統相關聯的較高成本的改進的雷電檢測系統和/或技術的需要。應當在不損害用來估計結構的由于雷擊及其相關聯的電磁作用而造成的狀況的信息的準確性和可靠性的情況下滿足這個需要。

發明內容

在一個實例實施例中，提供了一種雷電檢測系統。該系統包括對雷擊敏感的結構中的雷電檢測器。該雷電檢測器包括構造成記錄表示雷擊的發生時間的數據的數據記錄器。該系統進一步包括用于存儲從廣域雷電檢測網絡中收集到的數據的存儲器。所存儲的數據包括雷擊的至少一個特征。處理器可構造成處理來自數據記錄器的、與從廣域雷電檢測網絡中收集到的數據有關的數據，以確定表示影響結構的雷擊的相關數據。在確定了相關數據的情況下，處理器可構造成將雷擊的特征分配給該結構。

根據本發明的另外的方面，風場可包括多個風力渦輪機。風場可包括構造成檢測影響風力渦輪機中的至少一個的至少一個葉片的雷擊的雷電檢測系統。該系統可包括聯接到相應的風力渦輪機的相應的葉片上的相應的雷電檢測器。該相應的雷電檢測器可包括構造成記錄表示雷擊的發生時間的數據的數據記錄器，以及相應的風力渦輪機中的相應的風力渦輪機葉片的標識符。該系統可進一步包括用于存儲從廣域雷電檢測網絡中收集到的數據的存儲器。所存儲的數據包括雷擊的至少一個特征和雷擊的估計位置。處理器可構造成處理來自各個相應的數據記錄器的、與從廣域雷電檢測網絡中收集到的數據有關的數據，以確定表示影響風力渦輪機中的一個或多個的雷擊的時域和空域相關數據。在確定了時域和空域相關數據的情況下，處理器可構造成將雷擊的特征分配給風力渦輪機的葉片中的一個或多個。

在本發明的又一方面，提供了一種用于檢測雷擊的方法。該方法可包括以下步驟：將雷電檢測器布置在對雷擊敏感的結構中，該雷電檢測器包括數據記錄器；收集來自數據記錄器的數據，該數據可包括雷擊的發生時間以及該結構的標識符；收集來自廣域雷電檢測網絡的數據，從該網絡收集到的數據包括雷擊的至少一個特征；處理從數據記錄器中收集到的、與從廣域雷電檢測網絡中收集到的數據有關的數據，以確定表示影響該結構的雷擊的時域和空域相關數據；以及在確定了表示影響該結構的雷擊的相關數據時，將雷擊的特征分配給該結構。

附圖說明

當參照附圖閱讀以下詳細描述時，本發明的這些和其它特征、方面與優點將變得更好理解，在附圖中，相同符號在圖中表示相同部件，其中：

圖1是體現本發明的各方面的、可包括來自廣域雷電檢測器網絡的數據和來自對雷擊敏感的結構中的本地雷電檢測器的數據的組合的雷電檢測系統的一個實例實施例的方框圖。

圖2是對雷擊敏感的結構中的雷電檢測器的一個實例實施例的示意圖。該雷電檢測器是圖1中顯示的雷電檢測系統的實例構件。

圖3是可設置在風力渦輪機的各個葉片中的相應的雷電檢測器的實例布置的示意圖。

圖4部分地包含可由根據本發明的各方面而構造的處理器執行的實例處理動作的流程圖。

部件列表：

10雷電檢測系統

12雷電檢測器

14結構

16數據記錄器

18存儲器

20廣域雷電檢測網絡

22處理器

24時間戳

30電磁線圈

31導電體

32繼電器

34電磁場

35雷電電流

36繼電器促動信號