风力发电机叶片声发射TCS-BMS监测

风电事故-叶片断裂

近日，甘肃某风电场发生了一起风力发电机在正常运转时，叶片突然折断的事故。这个背后的原因目前还没有找到，值得确定的是在风电场中叶片的断裂并不是一件多么新鲜的事儿。在这起事故发生之前，我国湖南、山东、吉林、新疆、河北、内蒙等多地风电场叶片都出现断裂情况，断裂位置多发生在叶片根部、中部。大批量的事故出现是否可以判定为叶片内部本身存在质量问题呢？大风天气表示这锅我实在背不动了......求解

风力发电机叶片损伤类型

风力发电机叶片长期运行在野外复杂的环境中，受雨水侵蚀、结冰、雷电击穿等自然环境的影响，除了本身质量问题，这些因素未来也可能会影响大型风力发电机的使用寿命，逐渐出现基体开裂、分层、纤维/基体界面脱粘、纤维断裂，直至肉眼可见的叶片折断事故发生。为了可以减少事故发生，早期缺陷监测预警就显得尤为重要了。

早期预警

声发射在线监测技术可以通过接收和分析材料声发射信号来评定材料性能或结构完整性的无损检测。这种最早起源于1950年联邦德国J.凯泽对金属中的声发射现象进行了系统的研究，1964年美国首先将声发射检测技术应用于火箭发动机壳体的质量检验并取得成功。此后，声发射检测方法获得迅速发展。

直至21世纪中国北京采声科技利用声发射TCS-BMS设备对风电叶片进行早期损伤诊断，在我国吉林、内蒙、陕西、山西、青海等多地都采取此设备进行在线监测，期间并没有发生叶片折断的大事故，采声技术人员会根据声发射波形分析，定期出具数据监测分析报告，便于现场工作人员排查隐患。对于风机叶片在线监测来说，声发射有多种独特的信号分析处理方式，包括声发射实时多维特征提取，如时域幅值与能量相关特征，冲击信号持续时间相关特征，频域能量与频率分布相关特征，瞬态信号与趋势性发展相关特征，波形流全域特征提取等。

采声研发-声发射TCS-BMS-在线监测系统是风力发电机叶片监测系统，每个叶片安装一个传感器，远距离监测叶片的表面损伤和结构损伤，4G/5G通讯上传至云平台和室内数据中心，通过云平台实时展示数据历程信息，反应风机叶片的安全状态信息，具有大动能事件（雷击、冰雹、飞鸟撞击等）监测预警，具有单机自动评价，风场风机对比评价。

TCS-BMS设备搭配空耦声发射传感器检测风电叶片可以远距离监测全叶片长度的大动能损伤，持续预警叶片折断等重大事故的发生，其原理如下，叶片折断是一个损伤萌生，扩展，贯通过程，声发射可以实时监测全过程信号，提前监测到大动能信号的偶尔出现，能量增强，加速发展，贯通开裂的各个过程，实现早期预警。

尽早发现非正常状态

空耦传感器检测现场

风力发电的装置核心在于将机械能转换为电能。而叶片作为该装置的关键结构，会直接影响发电效率和安全。目前为止风电叶片质量问题仍然存在，全球多起风电事故，造成了巨大的经济损失。而叶片断裂事故发生不单单是由一种因素，它是工艺、材料、运维、天气诸多原因叠加造成的，所以应加强叶片使用过程中的周期性监测。