靜力水準(zhǔn)儀風(fēng)力發(fā)電塔自動化沉降監(jiān)測

1. 應(yīng)用背景

風(fēng)力發(fā)電是一種高效、節(jié)能、環(huán)保的電能生產(chǎn)方式，加上我國是一個風(fēng)力資源比較豐富的國家，大規(guī)模的開發(fā)和建設(shè)風(fēng)電對于緩解我國能源短缺和環(huán)境污染的突出問題具有很大的現(xiàn)實意義。

風(fēng)電機組的塔桿是風(fēng)電機組的重要部件之一，具有支撐風(fēng)電機組和降低機組震動的雙重作用。然而在實際運行中由于其受各種力和力矩比較復(fù)雜，在各種力和力矩的綜合不平衡作用下機組塔桿極易發(fā)生傾斜和沉降，從而給風(fēng)電機組的安全運行帶來隱患 ，而一旦風(fēng)電機組桿塔發(fā)生傾斜倒塌，將會造成巨大的經(jīng)濟損失， 甚至?xí)θ松戆踩珮?gòu)成威脅。

目前，在現(xiàn)場風(fēng)電機組的運行中主要通過人工巡檢的方式對風(fēng)電機組桿塔的傾斜或沉降程度進行檢查和識別，這種巡檢方式雖然簡單、便于實施，但人工勞動強度大，而且住往由于工作人員的大意和疏忽極有可能造成安全隱患發(fā)現(xiàn)不及時，進而釀成重大事故。基于此，采用靜力水準(zhǔn)測量系統(tǒng)自動化沉降監(jiān)測，通過對實測數(shù)據(jù)的處理，能夠達到有效預(yù)測風(fēng)電塔的沉降或傾斜狀況。

2. 產(chǎn)品概述

液壓式靜力水準(zhǔn)儀是監(jiān)測工程沉降系統(tǒng)中的重要底層監(jiān)測傳感器；靜力水準(zhǔn)測量系統(tǒng)是通過測量兩點間或多點間液面沉降相對液面高度變化的精密儀器。主要用于大壩、核電站、風(fēng)力電站、高層建筑、礦山、滑坡、橋梁等垂直位移和傾斜的監(jiān)測。

靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)一般安裝在被測物體等高的測墩（基臺）上或被測物體墻壁等高線上，通常采用模塊化自動測量單元采集數(shù)據(jù)，通過有線或無線通訊與計算機連接，從而實現(xiàn)自動化觀測。

3. 監(jiān)測系統(tǒng)組成

靜力水準(zhǔn)監(jiān)測系統(tǒng)由采集器、一只基準(zhǔn)點靜力水準(zhǔn)儀和若干只監(jiān)測點靜力水準(zhǔn)儀，通過水準(zhǔn)儀的安裝架、數(shù)據(jù)傳輸線纜、液體連通管及固定配件、大氣連通管及固定配件、干燥管、液體等組成。安裝方式分為測墩平裝式安裝和墻壁側(cè)裝式安裝兩種方式，視現(xiàn)場條件和設(shè)計要求選定。
 

4. 系統(tǒng)工作原理

靜力水準(zhǔn)監(jiān)測系統(tǒng)由監(jiān)測點傳感器、基準(zhǔn)點傳感器、儲液罐、采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心組成，傳感監(jiān)測系統(tǒng)至少由三只傳感器組成，其中一個基準(zhǔn)點和至少2個監(jiān)測點組成。

采集系統(tǒng)實時或按設(shè)定時間、頻率采集監(jiān)測點的數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)點的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心通過對各時間段采集到的數(shù)據(jù)綜合分析對比，得出監(jiān)測點的沉降數(shù)據(jù)，以此來判定被監(jiān)測點是否處于安全狀態(tài)。

所有靜力水準(zhǔn)儀的壓力通過聯(lián)通管以串聯(lián)或并聯(lián)形式連接至貯液容器的接口上，貯液容器內(nèi)注入液體后，液體通過聯(lián)通管傳輸?shù)矫恳粋€靜力水準(zhǔn)儀的壓力腔內(nèi)，同時排除腔體和管道內(nèi)的空氣以減少空氣在冷熱狀態(tài)下對傳感器精度的影響；當(dāng)液體液面*靜止后系統(tǒng)中所有連通容器內(nèi)的液面應(yīng)同在一個大地水準(zhǔn)面上，此時每一容器的液位由傳感器測出差異沉降。
為保證測量的準(zhǔn)確性及應(yīng)用有效性，多個監(jiān)測點與監(jiān)測點相鄰之間的距離應(yīng)控制在30米以內(nèi)，具體間距布設(shè)由設(shè)計單位依據(jù)現(xiàn)場工況確定。

5. 風(fēng)電塔項目安裝

初次安裝監(jiān)測系統(tǒng)時，需結(jié)合現(xiàn)場施工情況遵循先后主次的順序操作，合理的規(guī)劃安裝順序可有效避免安裝過程的失誤造成的返工。

正常順序為：

① 測量基準(zhǔn)點與監(jiān)測點之間的水平高度，基準(zhǔn)點與監(jiān)測點水平高度保持一致，儲液罐應(yīng)高于所有測點。

監(jiān)測點布置示意圖

② 確定監(jiān)測點的位置，外部基準(zhǔn)點固定到基準(zhǔn)點保護裝置安裝板上；風(fēng)筒內(nèi)2、3、4號監(jiān)測點呈等邊三角形位置安裝，距離盡量保持一致。

③ 安裝水準(zhǔn)儀，連接液管、氣管和通信線纜。

④ 進行通信測試，通信線連接到采集儀上，讀取數(shù)據(jù)觀察各個水準(zhǔn)儀是否正常工作。

⑤ 系統(tǒng)充液，充液方向由外部往風(fēng)筒內(nèi)部2、3、4號點填充，充液完成后需進行排氣處理。然后打開儲液罐填充硅油，后檢查各接頭有無氣泡和漏液。

⑥ 管線之間加裝保溫管，用開口的保溫管包裹住所有裸露在地面的波紋管，然后用警示膠帶纏繞密封。然后把波紋管接頭與保護罩連接好，蓋上保護罩。

⑦ 固定好各監(jiān)測點，4號點末端通訊連接采集儀，數(shù)據(jù)讀取，以安裝完靜止2小時后的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

系統(tǒng)安裝完成！

6. 結(jié)語

隨著風(fēng)電行業(yè)的不斷發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電塔自動化沉降監(jiān)測系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用對風(fēng)電場安全運行管理具有重大意義。通過對風(fēng)電塔基礎(chǔ)的實時過程監(jiān)測，可以及時的發(fā)現(xiàn)風(fēng)電塔沉降并做到預(yù)警機制，將其消滅在萌芽當(dāng)中，杜絕倒塌事故的發(fā)生。

我司為自動化結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測開設(shè)了專項的事業(yè)部門，為風(fēng)電塔、地鐵隧道、綜合管廊、鐵路路基、橋梁、樓房等提供完善的自動化監(jiān)測服務(wù)，項目經(jīng)驗豐富，