风电塔筒免爬器安全防护系统的研究.pdf

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1、风电塔筒免爬器安全防护系统的研究王博’，张庆伟[1．龙源(北京)风电工程技术有限公司，北京1(XX)34；2．中际联合(北京)科技股份有限公司，北京1()1lO8]摘要：免爬器是一种应用于风电机组塔筒内的升降设备，通过驱动钢丝绳实现上下往复运动，进而。该设备结合塔筒内现有爬梯结构，以导轨为导向。统等优点。关键词：免爬器；风电机组；钢丝绳；失速制动；防坠器；导轨0引言器，完全解决人力攀爬的问题。在原有风电机组塔筒内的爬梯上布置导轨【5】，通过主机驱动牵引钢丝随着我国风电建设和风电机组制造技术的迅速绳上下往复运动【6I，进而带动升降车沿导轨上升或发展⋯，风场

2、规模化，风电机组大型化的趋势明，下降，同时通过导轨实现设备的失速制动保护。另传统的人力攀爬不能满足风电检修作业的需要】。外，导轨可用于作业人员的垂直防坠落生命线，结受制于风电行业特点和当前爬塔装备水平，绝大多合使用防坠器17181,避免人员意外坠落的风险。数风场对风电机组的运行维护未达到规定水平。为降低运维人员的劳动强度，目前国内大部分风场采1免爬器的原理与组成用的是助爬器设备【3】，使用时需要人力配合攀登，未能完全解决攀爬的劳动强度，少数风场采用的是免爬器主要包括主机、升降车、钢丝绳、导轨、塔筒升降机，可实现人物运送，但达不到普及程度，定滑轮组件、控制

3、单元及防坠器七个部分(见图1)。成本相对较高，而且后期改造比较困难。免爬器的导轨安装在塔简内爬梯上，导轨高度根据近年来，国外相关单位开发研制了应用于特高爬梯高度而定；主机包括支架、减速电机、安装板、压线路铁塔上的微型升降机l，设备以导轨为导向，驱动轮及惰轮，安装在塔筒底层平台的爬梯及导轨并在导轨上形成齿条孑L，升降机通过电机驱动齿轮上；升降车安装在导轨上，并被钢丝绳带动沿导轨在导轨上实现上升和下降，同时在导轨上实现坠落上升或下降；定滑轮组件安装在塔筒顶层平台爬梯安全防护。的上方并同定在导轨上；如图2所示，钢丝绳两端结合国外先进理念，针对目前的行业现状，在

4、分别同定在升降车的上部和下部，并通过定滑轮组不改变塔筒结构的前提下，国内多家单位研究免爬件与主机驱动部分形成封闭式网路。其工作原理如技术交流YechriExcges下：减速电机带动驱动轮旋转，利用钢丝绳摩擦驱动原理，驱动钢丝绳带动升降车沿导轨上升或下降，升降车有多组导轮，与导轨两侧的圆形导柱配合，在水平两个方向上将升降车定位在导轨上，防止升降车摆动和倾覆。图2钢丝绳布置图l一定滑轮；2一钢丝绳；3一升降乍；4一主机部分5一隋轮；6一驱动轮2机械安全防护系统免爬器的机械安全防护主要包括安全设计、失速制动防护、上下机械限位、升降车防脱落装置及手动操作升降车下

5、降装置等2．1安全设计免爬器的设计结合了风电机组塔筒内的垂直爬图1免爬器结构梯，即免爬器的运行通道为运维作业人员的攀爬通l一定滑轮；2一爬梯；3一导轨；4一钢丝绳；5一防坠器：6一升降车道，因此安装免爬器后对于作业人员攀爬时会造成7一主机；8一控制单元一定的影响。在免爬器的设计及选用过程中，应重点考虑攀爬空间、爬梯踏棍的载荷影响及钢丝绳的当免爬器工作时，首先启动电源开关，然后选选用等问题。择上升或下降，按动启动把手开关，控制系统在打2．1．1攀爬空间开制动器抱闸的同时，减速电机带动驱动轮旋转，驱动轮通过摩擦带动钢丝绳运转，钢丝绳带动升降免器安装后，应有充

6、足的作业人员攀爬通道车实现上升或下降。当需要停止运行时，松开启动以某品牌免爬器为例，如图3所示，安装后，在爬手柄，控制系统接收信号后，减速电机断电，同时梯预留单侧不小于150mm的攀爬空问”“l+对于宽制动器抱死传动轴，克服传动轴的旋转惯性，停止度470ram的爬梯，免爬器提升钢丝绳到爬梯竖梁免爬器运行。的间距，应不小于150mm。风力发1U吝哉匝尸为《；，)=120kg钢丝绳西Ill勾：、＼n1-0。I67×3(10瞍300⋯)＼＼l＼定卅轮组件址／'71，．：l、”，=＼譬奄．lOkg刚丝抛装后张紧，JF，为：F,-J00kg5＼●l{定N：L-'~

7、H件累计作川踏桃的外力F，即：F=m+P+nl+711h+F=320．1kg(1),"．饱爬安装俐川爬悌I．!J!IJ定滑轮组什的汁作川J外J应均~'lifij4慨上，钎{制爬悌应均}7踏觎上，冬IlJ听示，町通过导轨，将作川IJ均iIJ多根踏{}I一2．I．3钢丝绳的选用＼箭一免爬一般J}J骆动钢丝绳，对于制绳1'19选川发拿系数，帔：l6．最低不能低J12，L!IJ钠丝绳的艘H十JF』满址：_蘑一一F．≥I2X(tl1．+尸)(2)F．≥1920kg。f即爬器选川的俐丝破断拉力／f小r1920kg—t．优选不小J：2880kg·f一一免爬一般为舣钢丝

8、绳动的肜式，根刑图3升降车及钢丝绳的长度免爬ff2俯以1-，以塔简高7；!～弹簧