近年来，全球风电产业高速发展，中国 已经成为全球风力发电规模最大、增 长最快的市场，截至2018年国内风电 累计装机容量约210000千瓦，同比增 长11.2%，累计装机量位居全球第一。然而由于我国 风电关键技术的研究起步晚，整机设计制造技术高 度依赖国外，快速发展也带来了很多问题，风电运 维压力逐步增加，风电机组着火、飞车等事故时有 发生。尤其是风电机组塔筒，作为整个风电机组的 支撑系统，对保障风电机组的安全可靠运行起着举 足轻重的作用，但由于制造、安装质量不合格，设 备巡检、运行维护检查不到位，导致倒塔事故频频 发生，造成了巨大的经济损失 [1]。

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目前影响塔筒安全运营的主要问题有地基不均 匀沉降或松动、塔筒异常倾斜与弯曲、塔筒法兰螺 栓疲劳失效。针对前两个问题已经出现了大量的研 究报道，对塔筒地基、倾斜动态、静态监测提出了 多种技术方案，本文关注第三个问题法兰螺栓疲劳 失效问题。风电机组的塔式结构使塔筒承担机舱及 叶片的自重及风的水平荷载，由于风速的时变特性， 导致风电机组运行在交变载荷工况下，随着运行时 间的增加，塔筒的连接螺栓承受的交变应力作用易 引发其疲劳失效，如果定检过程中没有及时发现将 引发较为严重的后果。

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当前，塔筒螺栓在线监测是一个未被满足的工 业需求，还没有建立广泛认可的监测手段和行业标 准。经过文献检索，发现有少量的报道涉及这个领域， 这些报道关注螺栓松动与螺栓形变监测，采用的解决方案有电路回路技术、振动 - 应力复合传感技术、 光纤光栅技术、智能螺栓等，接下来将分别介绍。

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1 电路回路技术螺栓松动报警技术

采用电路回路技术对螺栓松动实现报警。其技 术原理是将螺栓松动位移量转换成检测电路的开关 量实现预警（图1），该方案将检测电路（A 预警电 路，B 报警电路）的开关与检测螺栓松动的装置绑 定，螺栓的松动带动开关位移，当位移量变大、使 得电路形成闭合回路时即可实现预警或报警。该技 术在风力发电塔塔筒法兰螺栓及基础预应力锚栓防 松监测方面可达到监测技术的经济、快速和便利， 不足之处在于无法实时获取螺栓的工况信息 [2]。

2 振动 - 应力复合传感技术

本技术是利用振动对磁场的调制作用和压阻效 应原理，设计的一种能同时监测风电塔筒振动状况 和法兰盘螺栓松紧状况的振动 -应力复合传感器 （图2），可有效解决风电塔筒法兰盘螺栓松动的早期监测问题，显著提高风力发电机组的安全性，防止重大事故的发生 [3]。