CN218844497U - 一种风电机组刹车摩擦火花探测安全装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风电机组刹车摩擦火花探测安全装置，包括火花探测器、红外线测温仪、处理器、接口模块、24V电源模块；所述的火花探测器、红外线测温仪、接口模块、24V电源模块分别与所述的处理器连接；所述的火花探测器对风电机组刹车盘摩擦火花进行在线实时探测；所述的红外线测温仪对风电机组刹车盘温度进行在线实时监测；所述的处理器同步采集火花探测器和红外线测温仪数据；所述的24V电源模块用于进行供电；所述的接口模块用于连接外部安全设备。

Description

一种风电机组刹车摩擦火花探测安全装置

技术领域

本实用新型涉及风电机组安全保护领域，具体为一种风电机组刹车摩擦火花探测安全装置。

背景技术

近几年风电机组火灾事故频发，很大一部分事故原因由于制动器刹车片与刹车盘长时间摩擦生热，高温产生火花和熔融物，在刹车盘高速飞转“助力”下火花飞溅四下乱窜，引燃制动器周边易燃物而引起明火，后火势迅速蔓延导致整个机组机舱烧毁。此类故障根源在于机组控制策略不当或失效，亦或制动器失效等，机组初期火灾无响应故障，未达到触发安全链条件，无相关辅助保护，在烧损制动器附近齿轮箱轴承温度传感器或刹车片磨损传感器等信号线缆而发生短路或接地后，才能触发故障及报警信号导致机组停机。

那么在引燃源(火花)造成大规模火灾之前，有效地预警和排除风电机组刹车盘上摩擦产生的火花，消除潜在隐患，成为控制这类风电机组火灾的关键。本实用新型在粉尘输送管道火花探测熄灭***现有技术的基础上，在风电机组联轴器防护罩内设计并安装火花探测安全装置，实时对制动引燃源进行火花检测、预警，及时触发风电机组安全链、应急侧风偏航***消除起火源、消灭火灾隐患，如发生初起火灾，在其萌芽状态下触发风电机组自动消防灭火装置投入灭火，避免风电机组毁于火灾。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风电机组刹车摩擦火花探测安全装置，其特征在于，包括火花探测器、红外线测温仪、处理器、接口模块、24V电源模块；所述的火花探测器、红外线测温仪、接口模块、24V电源模块分别与所述的处理器连接；

所述的火花探测器对风电机组刹车盘摩擦火花进行在线实时探测；

所述的红外线测温仪对风电机组刹车盘温度进行在线实时监测；

所述的处理器同步采集火花探测器和红外线测温仪数据；

所述的24V电源模块用于进行供电；

所述的接口模块用于连接外部安全设备。

优选的，所述的火花探测器采用低温型火花探测器，所述的低温型火花探测器为输入电源DC24V、功耗＜3W、探测视角100°、工作环境-40℃～+85℃、防爆等级ExtdA21、防护等级IP67的探测器。

优选的，所述的红外线测温仪采用在线式点温仪，所述的在线式点温仪为输入电源DC24V、分辨率0.1℃、响应时间150ms、测量范围-20～500℃、精度±1.5％读数、光谱响应8～14μm、光学分辨率15:1、工作温度-10～70℃、防护等级IP66的点温仪。

优选的，所述的处理器采集火花探测器和红外线测温仪数据，火花探测器侦测到火花、火星信号后发送给处理器，红外线测温仪检测刹车盘温度后也发送给处理器。

本实用新型的有益效果是：1、传感器均为非接触检测，与风电机组不会有任何的干扰，同时具备灵敏度高、稳定性好、功耗低、寿命长等优点，适合工业级的不间断工作。

2、传感器安装在风电机组联轴器罩内，无接触地在线监测火花和刹车盘温度，实时掌控风电机组运行状态，及时、可靠、有效地检测、甄别火灾萌芽，防范火灾事故的发生。

3、为了防止火花探测器单个信号发生误报，造成处理器误判，再辅以红外线测温仪实测温度的判据条件，当二者达到“与”逻辑才能使火情判定成立，达到启动安全装置的条件。

4、安全装置启动后可通过安全接口使风电机组安全链立即动作，随之风电机组紧急停机顺桨，快速有效地降低风电机组运行转速直至停机，可消灭火花产生源，将问题控制在萌芽状态。

5、安全装置启动后通过安全接口使风电机组应急侧风偏航***延时动作，以防风电机组安全链失效无法确保风电机组紧急停机顺桨，可逐步有效地降低风电机组运行转速直至偏离主方向90°停机，最大程度减少火花产生源，避免问题进一步扩大化。

6、安全装置启动后经过设定延时，安全装置仍是启动状态则判断为风电机组发生初起火灾，则通过安全接口使风电机组自动消防装置动作，触发自动消防装置介入灭火，最大程度确保风电机组免于火灾烧毁。

附图说明

图1为本实用新型一种风电机组刹车摩擦火花探测安全装置的框架图；

图2为本实用新型一种风电机组刹车摩擦火花探测安全装置的电气原理图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述

如图1所示，一种风电机组刹车摩擦火花探测安全装置，包括火花探测器、红外线测温仪、处理器(***安全接口)，所述火花探测器对风电机组刹车盘摩擦火花进行在线实时探测，所述红外线测温仪对风电机组刹车盘温度进行在线实时监测，所述处理器同步采集火花探测器和红外线测温仪数据，均达定值上限并为“与”逻辑关系启动火花探测安全装置，***安全接口继电器触点闭合，触发风电机组自带安全链、应急侧风偏航***、自动消防装置。

所述火花探测器是一种工业级高速超敏感光学辐射能传感器，具有灵敏度高、稳定性好、低功耗、寿命长、防尘防水等特性，具备实时扫描检测范围内的微小火花、炽热颗粒、燃烧颗粒或阴燃物料的红外线特征，探测波长在780～1180nm之间，火花探测器灵敏度可以达到毫秒级，探测红外光变特征，再经过信号处理、信号修复和信号过滤得出检测结果。选用低温型火花探测器的具体技术参数为：输入电源DC24V、功耗＜3W、探测视角100°、工作环境-40℃～+85℃、防爆等级ExtdA21、防护等级IP67。

所述红外线测温仪是一种工业级在线点温仪，具有毫秒级快速响应、高精度、测温范围宽等特性，选用红外线测温仪的具体技术参数为：输入电源DC24V、分辨率0.1℃、响应时间150ms、测量范围-20～500℃、精度±1.5％读数、光谱响应8～14μm、光学分辨率15:1、工作温度-10～70℃、防护等级IP66。

所述处理器(***安全接口)实时同步采集火花探测器和红外线测温仪数据，火花探测器侦测到火花、火星信号后发送给处理器，红外线测温仪检测刹车盘温度后也发送给处理器，当实测温度值超处理器设定定值上限，与火花、火星信号为“与”逻辑关系后启动火花探测安全装置，***安全接口继电器触点闭合，立即触发风电机组自带安全链，信号持续延时触发应急侧风偏航***，火灾判定条件满足延时触发风电机组自动消防装置。

具体的，如图2所示，一种风电机组刹车摩擦火花探测安全装置，包括MSE-T3型火花探测器、IS10型红外线测温仪、SD-Ⅰ型处理器，所述的SD-Ⅰ型处理器含***安全接口，其中K1为机组安全链触发动作继电器、K2为机组应急侧风偏航***触发动作延时继电器、K3为机组自动消防装置触发动作延时继电器，所述火花探测器对风电机组刹车盘摩擦火花进行在线实时探测，所述红外线测温仪对风电机组刹车盘温度进行在线实时监测，所述处理器同步采集火花探测器和红外线测温仪数据，均达定值上限并为“与”逻辑关系启动火花探测安全装置，***安全接口继电器触点闭合，触发风电机组自带安全链、应急侧风偏航***、自动消防装置。该装置工业级不间断工作，无接触地在线监测火花和刹车盘温度，实时掌控风电机组运行状态，信号准确且无误报可能，及时、可靠、有效地检测、甄别火灾萌芽，防范火灾事故的发生。

在风电机组联轴器罩上开孔，通过专门的连接件安装火花探测器，风电机组联轴器罩应符合IP20的标准，封闭环境满足火花探测要求，检测火花探头正对刹车盘安装，确保对检测目标的覆盖，有效地捕捉刹车盘上产生火花发出的红外线。

在风电机组联轴器罩上开φ20mm孔安装红外线测温仪，并通过2个自带M18mm安装螺母进行固定。

处理器可安装在风电机组机舱控制柜内，通过独立屏蔽专用线缆接入火花探测器、红外线测温仪信号，***安全接口与风电机组安全链、风电机组自动侧风偏航***、风电机组自动消防装置分别相接，以达到消除火星，亦在火灾初起时灭火的目的。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种风电机组刹车摩擦火花探测安全装置，其特征在于，包括火花探测器、红外线测温仪、处理器、接口模块、24V电源模块；所述的火花探测器、红外线测温仪、接口模块、24V电源模块分别与所述的处理器连接；

所述的火花探测器对风电机组刹车盘摩擦火花进行在线实时探测；

所述的红外线测温仪对风电机组刹车盘温度进行在线实时监测；

所述的处理器同步采集火花探测器和红外线测温仪数据；

所述的24V电源模块用于进行供电；

所述的接口模块用于连接外部安全设备。

2.根据权利要求1所述的一种风电机组刹车摩擦火花探测安全装置，其特征在于，所述的火花探测器采用低温型火花探测器，所述的低温型火花探测器为输入电源DC24V、功耗＜3W、探测视角100°、工作环境-40℃～+85℃、防爆等级ExtdA21、防护等级IP67的探测器。

3.根据权利要求1所述的一种风电机组刹车摩擦火花探测安全装置，其特征在于，所述的红外线测温仪采用在线式点温仪，所述的在线式点温仪为输入电源DC24V、分辨率0.1℃、响应时间150ms、测量范围-20～500℃、精度±1.5％读数、光谱响应8～14μm、光学分辨率15:1、工作温度-10～70℃、防护等级IP66的点温仪。

4.根据权利要求1所述的一种风电机组刹车摩擦火花探测安全装置，其特征在于，所述的处理器采集火花探测器和红外线测温仪数据，火花探测器侦测到火花、火星信号后发送给处理器，红外线测温仪检测刹车盘温度后也发送给处理器。

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