雖然風(fēng)電機組是以20 年的使用壽命為前提設(shè)計出來的，但是如果不定期地進行維護點檢以及維修的話，就無法保證20 年的使用壽命。整個風(fēng)電機組里面，風(fēng)電齒輪箱的占的成本比例較高，也是比較容易出現(xiàn)故障的地方。在這里，我將根據(jù)使用工業(yè)內(nèi)窺鏡對齒輪箱進行檢查的例子，介紹一些有效的檢查方法。

對齒輪箱的狀態(tài)，進行定期、持續(xù)的監(jiān)控，在發(fā)生較大的破損前有計劃地進行維修，是歐美國家及中國一般采取的方法。檢查齒輪箱狀態(tài)的方法，主要有以下幾種。

·檢查人員進入風(fēng)電機組內(nèi)，對齒輪箱是否有異音、異常進行確認(rèn)

·對冷卻油的抽樣調(diào)查，對所含的金屬進行分析

·齒輪箱冷卻油溫度中心數(shù)據(jù)的確認(rèn)

·對更換后的濾油器進行金屬和異物的分析

·根據(jù)振蕩監(jiān)控，確認(rèn)是否發(fā)生異常

·采用紅外照相，確認(rèn)出現(xiàn)異常高溫的部分

但是以上這些檢查方法，在齒輪箱的維修期間以及零部件的更換等特定時期是無法進行的。包括工業(yè)內(nèi)窺鏡檢查在內(nèi)的預(yù)警式維護，對維修時間的推斷以及及時地準(zhǔn)備必要的零部件是非常有效的。經(jīng)過以上的確認(rèn)和分析，確定齒輪箱有異常時，采用工業(yè)內(nèi)窺鏡對齒輪箱以及冷卻散熱器的狀態(tài)進行確認(rèn)，此后定期地使用工業(yè)內(nèi)窺鏡進行持續(xù)的檢查，準(zhǔn)備軸承、齒輪等必要的零部件，在齒輪箱損壞前對現(xiàn)場的風(fēng)電機組進行零部件的更換，使風(fēng)電機組停止運轉(zhuǎn)的時間降低到最短，同時又可以維持風(fēng)電機組的發(fā)電收益。

上面這張圖是將美國一位ISP (Independent Service Provider) 的Frontier 教授幾年前在AWEAWind O&M 研討會上發(fā)表的數(shù)據(jù)經(jīng)過翻譯而成的。根據(jù)Frontier 教授的數(shù)據(jù)，與風(fēng)電機組出現(xiàn)問題后進行修理的對應(yīng)式維護相比，把風(fēng)電機組運行狀態(tài)下的觀測和內(nèi)窺鏡檢查相結(jié)合的預(yù)警式維護，將25年總的維護費用減少到了原來的1/3。

上面這張圖表中縱軸是維護費用，以10 萬日元為單位，橫軸是風(fēng)電機組運轉(zhuǎn)的25 年。將100 臺以上風(fēng)電機組的總的維護費用除以風(fēng)電機組的數(shù)量得到的是每年的費用。對應(yīng)式維護下，風(fēng)電機組運轉(zhuǎn)6年后齒輪箱更換頻繁，維護費用飛漲。過了保修期后，齒輪箱的更換費用全部由風(fēng)電機組業(yè)主承擔(dān)。另外，維護費用在第14 年達到了最高值，這也意味著很多風(fēng)電機組的使用壽命到了。也就是說，齒輪箱在第5-7 年有一部分損壞，第13-15 年很多齒輪箱都破損了。另一方面，預(yù)警式維護的費用，同樣在第6 年有一個較小的峰值，在第14 年達到了最大值。在發(fā)生嚴(yán)重的破損前，因為進行了預(yù)防性局部的修理，預(yù)警式的維護費用比應(yīng)對式的維護費用減少了1/3。與預(yù)警式維護25 年總共9000 萬日比的費用相比，對應(yīng)式維護的費用則高達3 億1000 萬日元。這個費用因為沒有包含由于修理期間無法進行發(fā)電的損失，對應(yīng)式維護實際的損失應(yīng)該是更大的。像這樣一邊減少維護費用一邊又能保障風(fēng)電機組的運轉(zhuǎn)、提高收益，定期地進行檢查和維護是十分必要的。定期檢查和維護分為如下三種：風(fēng)電機組業(yè)主設(shè)立維護隊伍、風(fēng)電機組以及齒輪箱廠家在現(xiàn)場設(shè)立辦事處、專門進行維護的ISP 在現(xiàn)場設(shè)立辦事處。無論是哪個方法都有優(yōu)缺點，能夠滿足電電機組業(yè)主的要求的選擇是十分必要的。

奧林巴斯根據(jù)客戶不同的檢查要求提供以下這些內(nèi)窺鏡。

IPLEX NX 是4 月份剛剛引入市場的最新機型，是引進了HD 高清畫質(zhì)和激光二極管光源等眾多最新技術(shù)的工業(yè)內(nèi)窺鏡。配備了標(biāo)準(zhǔn)的InHelp 檢查支援功能，能夠容易地進行記錄圖像的分類，自動生成檢查后的報告。同時，能可選擇性地搭載高精度的傷痕計測功能。8.4 英寸的LCD 觸摸屏，大大提高了檢查作業(yè)和觀察的效率。主體和插入管單元可更換，根據(jù)檢查部分的不同，可以更換直徑6mm、4mm 的插入管。

IPLEX RT 是充分實現(xiàn)畫質(zhì)、操作性、持久性、可攜帶功能的適應(yīng)風(fēng)力市場的內(nèi)窺鏡。6.4 英寸的LCD主件在齒輪箱的任意位置都能輕松安置，以及獨的操作部分，實現(xiàn)了舒適的檢查姿勢和操作性能的完美結(jié)合。TrueFeel 的彎曲構(gòu)造，使得檢查人員能夠得心應(yīng)手地進行彎曲操作。配備了標(biāo)準(zhǔn)的InHelp 檢查支援功能，能夠容易地進行記錄圖像的分類，自動生成檢查后的報告。IPLEX RT 可實現(xiàn)到IPLEX RX 的升級、對應(yīng)圖像的清晰度、色彩強調(diào)、高溫警報、可選擇缺陷測量功能。有直徑6mm、4mm 兩種機型。

齒輪箱里面也有4mm 觀測器無法完成檢查的細(xì)小的縫隙。IPLEX TX 是插入管直徑僅為2.4mm，同時配備彎曲功能的業(yè)界最為視頻的工業(yè)內(nèi)窺鏡、能夠?qū)崿F(xiàn)4mm 工業(yè)內(nèi)窺鏡無法對應(yīng)的檢查。也可用于直驅(qū)風(fēng)機內(nèi)發(fā)電機線圈接頭的檢查和主軸承的檢查。

Series C 是無論何時都能實現(xiàn)快速檢查的，集合了“移動、插入、觀察、拍攝、報告”等內(nèi)窺鏡基本功能于一身的產(chǎn)品。外側(cè)直徑6mm，具備了能進行持久的檢測工作和攜帶比較便攜的特點。畫質(zhì)和亮度雖不如IPLEX TR，但也能夠?qū)S承的傷痕進行觀察和記錄。因為也配備了InHelp 檢查支援功能，像IPLEX RT 和IPLEX NX 一樣，能容易地對記錄圖像進行分類，自動生成檢查后的報告。

3.1 關(guān)停風(fēng)電機組和準(zhǔn)備器材

風(fēng)電機組的檢查由于伴隨著一定的危險性，出于安全考慮，一般由兩人以上的檢查人員進行作業(yè)。首先，一個人爬上風(fēng)機關(guān)停風(fēng)電機組，為了換氣需要打開機艙的換氣窗。出于安全考慮，需要利用繩索將檢查器材和工具提拉上去，先從機艙將提拉用的繩索放下來。因為器材在向上提拉過程中容易受風(fēng)吹影響，所以要把器材裝到配有緩沖墊的袋子里，再進行提拉。提拉完成以后在地面上看守器材的作業(yè)人員可以爬上風(fēng)電機組。這個過程大概需要30 分鐘。齒輪箱的上部檢查板和行星檢查板打開后，會有汽化的油噴出。因為這個蒸汽吸入人體內(nèi)的話有害于健康，打開檢查板后，可以在機艙下面的空間稍作等待換氣。同時齒輪箱也可進行一定程度的冷卻。由于剛剛停止運轉(zhuǎn)的齒輪箱的內(nèi)部溫度高達60 度、因此需要等溫度下降到一定程度時方可開始內(nèi)窺鏡的檢查。

3.2 內(nèi)窺鏡檢查順序和配件種類

高速旋轉(zhuǎn)的高速級和接受負(fù)荷較大的行星級都相對比較容易破損，根據(jù)齒輪箱過去的狀況，就能夠決定從哪里開始檢查。一般來說高速級冷卻比較快，所以一般來說先檢查高速部的比較多。平行級（高速級、中速級、低速級）的齒輪可以從檢查孔直接用眼睛進行確認(rèn)。高速軸承、中速軸承、低速軸承則要插入內(nèi)窺鏡進行探傷的檢查。因為軸承上有殘留的潤滑油，為了使其不黏附在內(nèi)窺鏡鏡頭前端，必須要小心謹(jǐn)慎地插入工業(yè)內(nèi)窺鏡的探頭。在鏡頭前端使用彎曲的金屬或樹脂導(dǎo)管，避免黏著的同時將工業(yè)內(nèi)窺鏡的探頭插入軸承。如果準(zhǔn)備好用于固定導(dǎo)管的魔術(shù)手臂，可以使檢查作業(yè)更為輕松，也能節(jié)省檢查時間。檢查軸承時，需要使用直視近焦的廣角鏡頭（視角120 度左右）。因為如果使用焦距再20mm以上的觀察鏡頭無法清晰地觀察到軸承表面的細(xì)微缺陷，所以必須要注意鏡頭的選擇。工業(yè)內(nèi)窺鏡探頭的外側(cè)直徑要根據(jù)軸承的種類來決定。通過齒輪箱前方的小檢查孔可以與行星齒輪、軸承、齒圈、載體齒輪連接。檢查齒圈和行星齒輪時，由于是大空間檢查，很容易照明不足。這種情況下使用廣角的遠焦鏡頭比較好。使用80 度視角的遠焦鏡頭可以更好地提高照明亮度。如果是IPLEX RX 和IPLEX NX 的話，因為配備了WiDER 圖像增幅處理功能，可以得到更加明亮的圖像。此外，因為行星齒輪有三個，檢查完一個后，需要旋轉(zhuǎn)一下風(fēng)電葉片，從檢查孔找到下一個行星齒輪的位置繼續(xù)檢查，但如果使用在前端安裝了環(huán)狀LED 照明的導(dǎo)管，可以在不更換光學(xué)鏡頭的情況下，實現(xiàn)齒輪和軸承雙方的高效率檢查。

3.3 InHelp 檢查支援功能的活用方法

用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢查一個齒輪箱一般需要半天到一天，拍攝的圖像有150 張——300 張。因為齒輪箱內(nèi)的齒輪和軸承形狀都很相似，就算是拍照的檢查人員光看圖像也很難回憶出來具體的檢測位置。因為對齒輪箱的檢查是定期且持續(xù)的，這次的檢查情況有利于下一次的檢查，因此將檢查記錄完好地進行保存是非常必要的。另外，如果除了檢查人員以外的其他人員能看懂檢查圖像的部位的話，就可以實現(xiàn)檢查后制作檢查報告以及有利于同事間的日常交流。正是為了實現(xiàn)以上這些想法，奧林巴斯推出了工業(yè)內(nèi)窺鏡獨有的InHelp 圖像管理及報告制作系統(tǒng)。InHelp 功能使用前的準(zhǔn)備，先給要檢查的各個部位制定好相應(yīng)的名稱，在記錄媒體里以檢查的各個部位分類名稱創(chuàng)建新的文件夾。這樣一來在檢查的時候只要選擇檢查部位的文件夾進行記錄，部位的名稱就會自然而然成為圖像的文件名。拍攝時各自缺陷的種類以及問題的嚴(yán)重程度能夠簡單地進行附加，檢查后可以馬上回放。如果將記錄媒體與PC 相連接，可以自動生成檢查報告。

InHelp 文件夾的分類可參考如下，根據(jù)齒輪箱的構(gòu)造和檢查的優(yōu)先順序，可以自由地進行設(shè)定或改變順序，具有很高的靈活性。

在InHelp 上記錄圖像時，可以產(chǎn)生作為選擇檢查圖像的判斷結(jié)果的選項。檢查人員可以自由設(shè)定選項，在AWEA 上討論的一般的判斷如下：

就算不進行內(nèi)窺鏡檢查也要采集油樣，對油里面含有的金屬的種類和含量進行分析，記錄齒輪箱狀態(tài)的變化。特定金屬的含量增加時，就算沒有出現(xiàn)異音也可以推測正在發(fā)生磨損或破損。根據(jù)金屬的種類，可以推測是齒輪出現(xiàn)了問題，還是軸承出現(xiàn)了問題。將尚未經(jīng)過濾油器的油作為樣本進行采集。如果要對金屬的種類和含量進行分析的話，可以在現(xiàn)場使用X 線熒光分析儀只需2 分鐘左右就可以進行分析。首先用熒光分析儀對所含的金屬進行分析，再使用工業(yè)內(nèi)窺鏡對疑似出現(xiàn)問題的部位進行進一步檢測工作，這樣可以得到更好的檢測效果。如果要對油里面除了水分和金屬以外的物質(zhì)、油的粘度等進行分析的話，可以將油樣送到專門的分析研究所，2 周左右可以得到分析結(jié)果。

風(fēng)電機組的檢查不光光只是齒輪箱。風(fēng)電葉片或是風(fēng)電機組塔發(fā)生破損的話也會造成嚴(yán)重的損失，因此也是檢查的對象。

風(fēng)電葉片由于在惡劣的環(huán)境下運轉(zhuǎn)，很可能因為暴風(fēng)雨、打雷、結(jié)冰等天氣原因產(chǎn)生破損。打雷過后如果放置不理的話很容易發(fā)生斷裂事故，因此需要進行檢查。對長度超過50 米的風(fēng)電葉片可以將長尺內(nèi)窺鏡從根部插入進行內(nèi)部檢查。也可以從槳葉前端的排水孔插入內(nèi)窺鏡確認(rèn)排水孔的堵塞和內(nèi)部破損狀況。也可以在槳葉的中間開一個5mm 的孔，插入直徑4mm 的工業(yè)內(nèi)窺鏡來檢查內(nèi)部的粘合狀況。使用超聲探傷可以對風(fēng)電葉片內(nèi)玻璃纖維內(nèi)部的脫落狀況進行檢查。對用來固定風(fēng)電葉片的很多螺栓是否發(fā)生疲勞損傷也可使用超聲探傷進行檢查。

風(fēng)塔的焊接部以及用來固定風(fēng)塔的螺栓也可以使用超聲探傷進行檢查。