[发明专利]用于检测可能影响结构的状况的雷击的系统和方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及用于对雷击敏感的结构的雷电检测，并且更具体而言，涉及可构造成估计结构的由于雷击而造成的状况的系统和雷电检测技术。

背景技术

诸如风力涡轮机、航空器、船舶结构、高的结构等的各种结构可暴露于雷击。例如，风力涡轮机叶片已经变得对雷击越来越敏感，因为风力涡轮机叶片的尺寸增大了。暴露于雷击的风力涡轮机叶片的状况可受到不利的影响。这可导致有降低的生产率，因为可能需要较长时期的停机时间来检查以及然后修理和/或更换受到影响的叶片或构件。

已知已经提出了各种类型的雷电检测系统来在本地检测影响给定结构的雷击。基本方法是将这种系统安装在给定结构上，以获取足够的信息来估计结构的由于雷击而造成的状况。也就是说，这样的系统趋向于在技术上是复杂的，并且因此是昂贵的，因为必须以足够高的技术完善度来建立它们，以确保准确且可靠地获得估计结构的状况所需的信息，以减少对结构的由于雷击以及与其相关联的电磁干扰而造成的状况的错误估计的发生。

鉴于前述考虑，存在对提供可有助于简化结构上的雷电检测装备的技术复杂性以及因此减少一般与这样的复杂系统相关联的较高成本的改进的雷电检测系统和/或技术的需要。应当在不损害用来估计结构的由于雷击及其相关联的电磁作用而造成的状况的信息的准确性和可靠性的情况下满足这个需要。

发明内容

在一个实例实施例中，提供了一种雷电检测系统。该系统包括对雷击敏感的结构中的雷电检测器。该雷电检测器包括构造成记录表示雷击的发生时间的数据的数据记录器。该系统进一步包括用于存储从广域雷电检测网络中收集到的数据的存储器。所存储的数据包括雷击的至少一个特征。处理器可构造成处理来自数据记录器的、与从广域雷电检测网络中收集到的数据有关的数据，以确定表示影响结构的雷击的相关数据。在确定了相关数据的情况下，处理器可构造成将雷击的特征分配给该结构。

根据本发明的另外的方面，风场可包括多个风力涡轮机。风场可包括构造成检测影响风力涡轮机中的至少一个的至少一个叶片的雷击的雷电检测系统。该系统可包括联接到相应的风力涡轮机的相应的叶片上的相应的雷电检测器。该相应的雷电检测器可包括构造成记录表示雷击的发生时间的数据的数据记录器，以及相应的风力涡轮机中的相应的风力涡轮机叶片的标识符。该系统可进一步包括用于存储从广域雷电检测网络中收集到的数据的存储器。所存储的数据包括雷击的至少一个特征和雷击的估计位置。处理器可构造成处理来自各个相应的数据记录器的、与从广域雷电检测网络中收集到的数据有关的数据，以确定表示影响风力涡轮机中的一个或多个的雷击的时域和空域相关数据。在确定了时域和空域相关数据的情况下，处理器可构造成将雷击的特征分配给风力涡轮机的叶片中的一个或多个。

在本发明的又一方面，提供了一种用于检测雷击的方法。该方法可包括以下步骤：将雷电检测器布置在对雷击敏感的结构中，该雷电检测器包括数据记录器；收集来自数据记录器的数据，该数据可包括雷击的发生时间以及该结构的标识符；收集来自广域雷电检测网络的数据，从该网络收集到的数据包括雷击的至少一个特征；处理从数据记录器中收集到的、与从广域雷电检测网络中收集到的数据有关的数据，以确定表示影响该结构的雷击的时域和空域相关数据；以及在确定了表示影响该结构的雷击的相关数据时，将雷击的特征分配给该结构。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面与优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在图中表示相同部件，其中：

图1是体现本发明的各方面的、可包括来自广域雷电检测器网络的数据和来自对雷击敏感的结构中的本地雷电检测器的数据的组合的雷电检测系统的一个实例实施例的方框图。

图2是对雷击敏感的结构中的雷电检测器的一个实例实施例的示意图。该雷电检测器是图1中显示的雷电检测系统的实例构件。

图3是可设置在风力涡轮机的各个叶片中的相应的雷电检测器的实例布置的示意图。

图4部分地包含可由根据本发明的各方面而构造的处理器执行的实例处理动作的流程图。

部件列表：

10雷电检测系统

12雷电检测器

14结构

16数据记录器

18存储器

20广域雷电检测网络

22处理器

24时间戳

30电磁线圈

31导电体

32继电器

34电磁场

35雷电电流

36继电器促动信号