CCSF12
中华人民共和国国家标准
GB/T44140—2024
塔式太阳能光热发电站定日镜技术要求
Technicalrequirementsforheliostatsofsolarpowertowerplant
2024-06-29发布2025-01-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会发布
目 次
前言………………………………………………………………………………………………………… Ⅲ
1 范围……………………………………………………………………………………………………… 1
2 规范性引用文件………………………………………………………………………………………… 1
3 术语和定义……………………………………………………………………………………………… 1
4 正常工作条件…………………………………………………………………………………………… 2
5 外观、尺寸与结构………………………………………………………………………………………… 2
6 功能和性能……………………………………………………………………………………………… 3
6.1 功能………………………………………………………………………………………………… 3
6.2 性能………………………………………………………………………………………………… 3
7 试验检测………………………………………………………………………………………………… 4
7.1 试验检测项目……………………………………………………………………………………… 4
7.2 试验检测规则……………………………………………………………………………………… 5
7.3 外观检查…………………………………………………………………………………………… 6
7.4 尺寸检测…………………………………………………………………………………………… 6
7.5 位置锁定功能检测………………………………………………………………………………… 11
7.6 状态反馈功能检测………………………………………………………………………………… 12
7.7 通信检测…………………………………………………………………………………………… 12
7.8 故障诊断功能检测………………………………………………………………………………… 13
7.9 跟踪准确度检测…………………………………………………………………………………… 14
7.10 镜面反射比检测………………………………………………………………………………… 14
7.11 回零精度检测…………………………………………………………………………………… 15
7.12 转角检测………………………………………………………………………………………… 15
7.13 电磁兼容检测…………………………………………………………………………………… 17
7.14 绝缘耐压检测…………………………………………………………………………………… 17
7.15 环境适应性……………………………………………………………………………………… 17
7.16 供电检测………………………………………………………………………………………… 17
7.17 接地检测………………………………………………………………………………………… 17
8 包装、贮存和运输……………………………………………………………………………………… 18
8.1 包装………………………………………………………………………………………………… 18
8.2 贮存………………………………………………………………………………………………… 18
8.3 运输………………………………………………………………………………………………… 18
参考文献…………………………………………………………………………………………………… 19
前 言
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请 注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国电力企业联合会提出。
本文件由全国太阳能光热发电标准化技术委员会(SAC/TC565)归口。
本文件起草单位:浙江可胜技术股份有限公司、中广核风电有限公司、浙江高晟光热发电技术研究
院有限公司、中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司、华北电力大学、中国能源建设集团陕西
省电力设计院有限公司。
本文件主要起草人:徐能、金建祥、宓霄凌、张旭中、胡玉超、章颢缤、王伊娜、周烨、董军、张亚南、
张继、蹇钊、王晓丽、陈康立、张天凤、赵晓辉、王海霞、张劲骅、徐超。
1 范围
本文件规定了塔式太阳能光热发电站定日镜的正常工作条件,外观、尺寸与结构,功能和性能,包
装、贮存及运输的要求,并描述了检测方法。
本文件适用于塔式太阳能光热发电站的定日镜设计、制造、试验、检测、运行和维护。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T2423.1 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温
GB/T2423.2 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温
GB/T4208 外壳防护等级(IP代码)
GB/T13384 机电产品包装通用技术条件
GB/T15479 工业自动化仪表绝缘电阻、绝缘强度技术要求和试验方法
GB/T17626.2 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验
GB/T17626.3 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验
GB/T17626.4 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
GB/T17626.5 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验
GB/T17949.1 接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则 第1部分:常规测量
GB/T33009.1 工业自动化和控制系统网络安全 集散控制系统(DCS) 第1部分:防护要求
GB/T33234 光热发电玻璃反射镜反射比测试方法
GB/T36911 运输包装指南
GB/T40104 太阳能光热发电站 术语
3 术语和定义
GB/T40104界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
定日镜 heliostat
以机械驱动方式使太阳法向直接辐射恒定地朝一个方向反射的反射器。
注:定日镜包含反射镜、支架和驱动装置。
[来源:GB/T12936—2007,8.9,有修改]
3.2
驱动装置 transmissionmechanism
驱动定日镜实现追日的装置。
注:驱动装置一般包括传动机构、电机、驱动器或控制器等设备。
1
GB/T44140—2024
3.3
回零 homing
定日镜的一种转角动作,使定日镜转动到基准位置。
3.4
跟踪准确度 trackingaccuracy
跟踪误差 trackingerror
定日镜旋转中心点相对于太阳光经定日镜会聚于靶面上所形成图案的几何中心点与靶面上目标点
间连线的张角。
注:跟踪准确度单位通常用毫弧度(mrad)表示。
3.5
追日 tracking
定日镜自动跟踪太阳,将太阳直接辐射能量投射到吸热器表面指定位置。
3.6
斜率偏差 slopedeviation
定日镜反射面某点上的实际法向量与理想法向量的角度差。
注1:斜率偏差单位通常用毫弧度(mrad)表示。
注2:详细计算表达参见公式(4)~公式(7),示意图参见图4。
3.7
防风状态 windproofmode
定日镜处于最大抗风能力的角度时的定日镜状态。
注:防风状态下的定日镜往往接近放平的姿态。
4 正常工作条件
4.1 环境温度:低温型为-40℃~55℃;常温型为-10℃~55℃。
4.2 相对湿度:≤95%。
4.3 海拔:按1000m、2000m、3000m、4000m、5000m 分级。
4.4 工作风速:<13m/s(距地面10m 处10min内平均风速)。
5 外观、尺寸与结构
5.1 定日镜外观应无明显变形、凹陷、破损等缺陷。
5.2 定日镜表面防腐层应无剥落。
5.3 定日镜标识或标牌应清晰完整。
5.4 单台定日镜的反射镜厚度偏差不应大于0.2mm,其他各单向尺寸偏差不应大于2mm。
5.5 单台定日镜实际反射镜面积与设计反射镜面积偏差不应大于0.2%。
5.6 当定日镜外轮廓为矩形时,定日镜的镜面宽度和镜面高度比值宜取1.0~2.0。
5.7 定日镜镜面在x 轴和y 轴方向上的斜率偏差的均方根SDxrms、SDyrms均不应大于2.5mrad。
5.8 在工作状态下,定日镜应满足最大工作风速下的安全要求。
5.9 在防风状态下,定日镜应满足当地50年一遇极端风速下的安全要求。
5.10 定日镜的刚度应满足跟踪准确度的要求。
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GB/T44140—2024
5.11 单台反射面积大于100m2 的定日镜,任何状态下其镜面与地面的最小距离不宜小于0.5m;单台
反射面积不大于100m2 的定日镜,任何状态下其镜面与地面的最小距离不宜小于0.3m。
6 功能和性能
6.1 功能
6.1.1 基本功能
6.1.1.1 定日镜应具有追日功能,能实时跟踪太阳并反射太阳法向直接辐射。
6.1.1.2 定日镜在各许用工况下停止转动时,应具有位置锁定功能。
6.1.1.3 定日镜的各旋转轴均应设置零位传感器并具有回零功能。
6.1.1.4 定日镜应具有状态反馈功能。定日镜状态应至少包括回零、转角、追日等。
6.1.1.5 定日镜应具有就地和远方控制功能。
6.1.1.6 定日镜应具有通信接口,并应能通过通信接口接收控制指令及反馈定日镜当前状态、角度和故
障诊断等信息。
6.1.1.7 定日镜通信可采用有线或无线的方式,可采用RS485、工业以太网(含以太网和wifi)、zigbee、
Lora等通信方式。
6.1.1.8 接入通信总线的某一/部分定日镜发生故障时,不应影响该总线上其他定日镜的正常运行。
6.1.1.9 定日镜的数据通信网络的安全性应符合GB/T33009.1的规定。
6.1.2 安全防护
6.1.2.1 定日镜应能在风速超过最大工作风速时自动进入防风状态。
6.1.2.2 定日镜应具有故障诊断功能。故障诊断内容应至少包括回零故障、转动异常(电机堵转、转动
反向错误)、通信故障等。
6.2 性能
6.2.1 跟踪准确度
定日镜跟踪准确度同时满足以下条件:
———在4m/s风速下,跟踪准确度不宜低于2.5mrad;
———在8m/s风速下,跟踪准确度不宜低于4.0mrad;
———在11m/s风速下,跟踪准确度不宜低于6.0mrad。
6.2.2 镜面反射比
定日镜镜面反射比符合以下要求。
———采用玻璃材料的反射镜,其镜面反射比根据反射镜厚度不同应符合以下要求:
● 当反射镜厚度大于0mm 且不大于2mm 时,镜面反射比不应小于94.5%;
● 当反射镜厚度大于2mm 且不大于4mm 时,镜面反射比不应小于93.5%;
● 当反射镜厚度大于4mm 且不大于6mm 时,镜面反射比不应小于92.5%。
———采用高反射铝镜材料的反射镜,其镜面反射比不应小于89%。
———采用镀银聚合物等其他类型反射镜,其镜面反射比不应小于91%。
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6.2.3 回零精度
定日镜回零精度不应低于0.5mrad。
6.2.4 转角
6.2.4.1 定日镜各旋转轴的转角精度均不应低于2mrad。
6.2.4.2 定日镜各旋转轴的转角速度不应低于0.01r/min,且应满足镜场紧急散焦、紧急关场等特殊工
况的转速要求。定日镜从任何位置进入防风状态所需时长均不应大于10min。
6.2.5 电磁兼容
定日镜的抗扰度应达到GB/T17626.2、GB/T17626.3、GB/T17626.4、GB/T17626.5中3级试验
等级的要求。
6.2.6 绝缘耐压
定日镜电子部件与金属结构之间的绝缘电阻和绝缘强度应符合GB/T15479的要求。
6.2.7 环境适应性
6.2.7.1 定日镜的电气外壳的防护等级应达到IP54。
6.2.7.2 定日镜的反射镜涂层保护层应覆盖并保护反射层,使反射层能承受25年设计寿命期内的环境
影响。
6.2.7.3 定日镜应满足在当地50年一遇极端温度时不发生破坏的要求。
6.2.8 供电
6.2.8.1 定日镜可采用交流、直流等供电方式。
6.2.8.2 定日镜电源电压允许偏差范围为±10%。
6.2.9 接地
6.2.9.1 定日镜本体应具有接地点。
6.2.9.2 定日镜的各金属部件、金属结构应等电位连接,其与定日镜本体接地点的连接电阻不应大于1Ω。
6.2.9.3 非安全电压供电的定日镜,其接地电阻不应大于4Ω;安全电压供电的定日镜,其接地电阻应
根据定日镜内的电气设备的要求确定。
7 试验检测
7.1 试验检测项目
定日镜试验检测项目分型式试验、出厂试验和现场试验,试验检测项目见表1。
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表1 定日镜试验检测项目汇总
编号试验检测项目
技术要求
章条号
试验检测分类
章条号
型式试验出厂试验现场试验
1 外观5.1、5.2、5.3 7.3 7.3 7.3
2 尺寸
各向尺寸偏差5.4、5.5、5.6 7.4.1 7.4.1 7.4.1
斜率偏差5.7 7.4.2 7.4.2 —
3 位置锁定功能6.1.1.2 7.5 — 7.5
4 状态反馈功能6.1.1.4 7.6 — 7.6
5 通信6.1.1.8 7.7 — 7.7
6 故障诊断功能6.1.2.2 7.8 — 7.8
7 跟踪准确度6.2.1 7.9 — 7.9
8 镜面反射比6.2.2 7.10 7.10 —
9 回零精度6.2.3 7.11 — 7.11
10 转角
精度6.2.4.1 7.12.1 — 7.12.1
速度6.2.4.2 7.12.2 — 7.12.2
11 电磁兼容6.2.5 7.13 — —
12 绝缘耐压6.2.6 7.14 — —
13 环境适应性
防护等级6.2.7.1 7.15.1 7.15.1 —
耐高低温6.2.7.3 7.15.2 — —
14 供电6.2.8 7.16 — —
15 接地
连接电阻6.2.9.2 7.17.1 — 7.17.1
接地电阻6.2.9.3 — — 7.17.2
注:“—”表示不需要进行此类测试。
7.2 试验检测规则
7.2.1 型式试验
型式试验是对定日镜是否满足本文件要求进行的试验。型式试验项目应全部合格。
以下情况均应进行型式试验:
———新产品试制鉴定时;
———正式生产后,原料或工艺有较大变化,可能影响产品质量时;
———产品长期停产后,恢复生产时;
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———出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时;
———国家市场监督机构提出进行例行检验的要求时。
7.2.2 出厂试验
出厂试验指产品出厂时进行的各项试验。可选用抽样检验的方式,同一批产品抽样数不少于
10个。各出厂试验项目应全部合格。
7.2.3 现场试验
产品交付验收前应进行现场试验,除另有规定外,定日镜现场试验应在其正常运行、无故障的条件
下进行。各现场试验项目应全部合格。
7.3 外观检查
7.3.1 检查设备
检查设备和仪器主要包括以下内容:
a) 放大镜;
b) 摄像机。
7.3.2 检查前准备
将定日镜水平放置于光线充足且方便于检查的位置。
7.3.3 检查步骤
外观检查按以下步骤进行。
a) 目视检查以下内容:
1) 检查定日镜是否安装标识或标牌并确认标识或标牌内容的完整性;
2) 观察定日镜外表是否有变形、凹陷、破损、防腐层剥落等缺陷。
b) 观测条件不佳时宜使用放大镜等设备协助目视检查。
c) 在无法使用直接目视检查时宜使用摄像机或其他照相设备进行间接目视检查。
7.3.4 合格判定
定日镜外观应符合5.1、5.2、5.3的要求。
7.4 尺寸检测
7.4.1 各向尺寸偏差检测
7.4.1.1 检测设备
检测设备和仪器主要包括以下内容:
a) 铟钢尺:精度不应低于1mm;
b) 游标卡尺:精度不应低于0.02mm。
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7.4.1.2 检测前准备
将定日镜水平放置于方便测量的位置。
7.4.1.3 检测步骤
定日镜各向尺寸偏差按以下步骤进行。
a) 采用游标卡尺对定日镜的镜面厚度进行检测,用铟钢尺等测量工具对定日镜的镜面宽度、镜面
高度等各向尺寸进行检测。
b) 根据测得的定日镜镜面各单向尺寸计算反射镜面积。当定日镜外轮廓为矩形时,计算镜面宽
度和镜面高度的比值。
7.4.1.4 合格判定
定日镜的各向尺寸偏差应符合5.4、5.5、5.6的要求。
7.4.2 斜率偏差检测
7.4.2.1 检测设备
检测设备和仪器主要包括以下内容。
a) 地面相机:分辨率不低于2456×2058。
b) 测量相机:分辨率不低于3856×2764。
c) 投影仪:分辨率不低于1920×1080,亮度不低于5000lm,并应具备梯形校正功能。
d) 全站仪:测角精度优于±1″,测距精度优于±(1mm+1.5ppm),棱镜测量。
7.4.2.2 检测前准备
定日镜镜面斜率偏差检测前进行以下准备。
a) 在待测定日镜前方设置标靶,标靶应为具有均匀漫反射面的白色平面或规则曲面。采用单个
测量相机时标靶长宽应大于定日镜对应长宽的2倍;采用多个相机时,标靶面积与相机数量的
乘积应大于定日镜面积的4倍。
b) 架设测量相机,测量相机视野需覆盖整个定日镜,标靶通过定日镜反射在测量相机中成的像应
覆盖整个镜面在测量相机中成的像。
c) 在地面架设投影仪与地面相机,将投影仪和地面相机对准标靶中心,使投影仪在标靶上的投影
通过定日镜反射在测量相机中成的像完全覆盖定日镜在测量相机中成的像。
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7.4.2.3 检测步骤
定日镜镜面斜率偏差检测在夜间或暗室进行,见图1,检测步骤如下:
a) 在标靶上设置标记点,数量不少于4个,一般选用投影仪在标靶上投影的4个顶点;
b) 在定日镜周边设置标记点,一般数量不少于4个,各标记点所形成的区域应覆盖整个定日镜;
c) 用全站仪测量标靶上及定日镜周边标记点的坐标,并分别建立标靶坐标系及定日镜坐标系;
d) 用全站仪测量测量相机的坐标;
e) 准备多组(不少于3组)标靶相移条纹图像,每组相移条纹的相位一般为4个(α1、α2、α3、
α4),见表2和图2;
f) 选择一组标靶相移条纹图像;
g) 通过投影仪将初始相位α1 的纵向黑白条纹投影至标靶上,并采用地面相机拍摄标靶上的条纹
图像,用测量相机拍摄定日镜反射镜中标靶的像;
h) 变换条纹相位至α2、α3、α4,同时记录拍摄变换条纹相位后标靶上的条纹和反射镜中条纹的像;
i) 将投影仪的纵向条纹转换为横向条纹,重复g)和h)步骤;
j) 重复f)~i)步骤完成所有标靶移相条纹的拍摄。
标引序号说明:
1———定日镜镜面;
2———标靶;
3———投影仪;
4———测量相机;
5———地面相机;
6———投影仪投到标靶上的条纹;
7———测量相机拍摄到的反射条纹。
图1 斜率偏差检测示意图
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表2 变换条纹相位表
相位符号相位值
α1 0
α2 π
2
α3 π
α4 3π
2
图2 四步相移条纹图像
7.4.2.4 数据处理
对拍摄到标靶条纹图像及反射镜条纹图像进行相位展开后,可计算测量相机中条纹像任意像素点
P(xp ,yp ,zp )对应在镜面上M 点的坐标(xm ,ym ,zm )与标靶上T 点的坐标(xt,yt,zt),见图3,镜面
任意点M 单位法向量nreal通过公式(1)~公式(3)计算:
i=MT→=[(xt -xm ),(yt -ym ),(zt -zm )] ………………………(1)
r=MP→=[(xp -xm ),(yp -ym ),(zp -zm )] ………………………(2)
nreal= r+i
|r+i| …………………………(3)
式中:
i ———镜面M 点入射光线向量;
r ———镜面M 点反射光线向量;
nreal———镜面M 点单位法向量。
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标引序号说明:
1———标靶投影平面;
2———相机图像平面;
3———定日镜子镜平面;
4———测量相机中心。
图3 定日镜子镜平面单位法向量示意图
通过公式(4)~公式(7)计算斜率偏差sdx,sdy及定日镜镜面在x 轴方向与y 轴方向的斜率偏差
的均方根SDxrms、SDyrms。
参见图4,某点在x 轴方向上的斜率偏差按公式(4)计算:
sdx= dz
dx
æ
è ç
ö
ø ÷
real
- dz
dx
æ
è ç
ö
ø ÷
ideal ……………………(4)
式中:
sdx———某点在x 轴方向上的斜率偏差;
dx ———x 轴坐标的微分;
dz ———z 轴坐标的微分。
定日镜镜面在x 轴方向上的斜率偏差的均方根按公式(5)计算:
SDxrms= 1
A ∫∫sdx2dxdy …………………………(5)
式中:
SDxrms———定日镜镜面在x 轴方向上的斜率偏差的均方根;
A ———总测量面积,单位为平方米(m2);
dx ———x 轴坐标的微分;
dy ———y 轴坐标的微分。
同理,某点在y 轴方向上斜率偏差sdy按公式(6)表示:
sdy= dz
dy
æ
è ç
ö
ø ÷
real
- dz
dy
æ
è ç
ö
ø ÷
ideal …………………………(6)
式中:
sdy———某点在y 轴方向上的斜率偏差;
dy ———y 轴坐标的微分;
dz ———z 轴坐标的微分。
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定日镜镜面在y 轴方向上的斜率偏差的均方根SDyrms按公式(7)表示:
SDyrms= 1
A ∫∫sdy2dxdy …………………………(7)
式中:
SDyrms———定日镜镜面在y 轴方向上的斜率偏差的均方根;
A ———总测量面积,单位为平方米(m2);
dx ———x 轴坐标的微分;
dy ———y 轴坐标的微分。
标引符号说明:
nreal ———定日镜实际镜面法向量;
nideal———定日镜理想镜面法向量;
sdx ———某点在x 轴方向上的斜率偏差;
sdy ———某点在y 轴方向上的斜率偏差。
图4 定日镜坐标方向与斜率偏差定义图
7.4.2.5 合格判定
测量1次,SDxrms、SDyrms应符合5.7的要求。
7.5 位置锁定功能检测
7.5.1 检测设备
角度传感器:测量精度不宜低于±0.005°。
7.5.2 检测前准备
位置锁定功能检测前进行以下准备:
a) 将定日镜安装在基础上,且其安装尺寸偏差应符合要求;
b) 在各旋转轴上安装角度传感器;
c) 将定日镜接通电源,并接入镜场控制系统或定日镜手操器。
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7.5.3 检测步骤
定日镜的位置锁定功能按以下步骤进行:
a) 通过镜场控制系统或定日镜手操器向定日镜下发转角指令;
b) 转动完成后,记录各旋转轴角度传感器的读数;
c) 静置5min及以上;
d) 记录其各旋转轴角度传感器读数并计算变化值。
7.5.4 合格判定
各旋转轴3个工作角度下的读数变化平均值均小于或等于1mrad,则定日镜位置锁定功能正常。
7.6 状态反馈功能检测
7.6.1 检测前准备
将定日镜接通电源,并接入镜场控制系统。
7.6.2 检测步骤
定日镜状态反馈功能检测按以下步骤进行:
a) 通过镜场控制系统对定日镜下发回零指令;
b) 通过镜场控制系统的显示界面观察定日镜回送的状态是否为回零状态,且最终定日镜转动到
零位;
c) 通过镜场控制系统对定日镜下发转角指令;
d) 通过镜场控制系统的显示界面观察定日镜回送的状态是否为转角状态,且定日镜最终转动到
要求的角度;
e) 通过镜场控制系统对定日镜下发追日指令;
f) 通过镜场控制系统的显示界面观察定日镜回送的状态是否为追日状态,且定日镜执行追日
动作。
7.6.3 合格判定
执行回零/转角/追日指令时,显示界面显示定日镜进入回零/转角/追日状态,且定日镜最终转动到
零位/最终转动到要求的角度/执行追日动作,则定日镜回零状态/转角状态/追日状态反馈功能正常。
7.7 通信检测
7.7.1 检测前准备
将定日镜接通电源,并接入镜场控制系统。
7.7.2 检测步骤
定日镜通信检测按以下步骤进行:
a) 通过镜场控制系统对定日镜下发回零、追日等任意动作指令;
b) 观察定日镜是否执行相应的动作,镜场控制系统显示界面是否正确显示定日镜反馈的状态、角
度等信息;
c) 拔掉同一通信总线上的某个定日镜的通信线,观察同一总线上其他定日镜是否仍能正常执行
控制系统下发的动作指令。
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7.7.3 合格判定
定日镜能执行镜场控制系统下发的动作指令,且镜场控制系统显示界面中能正确显示定日镜的状
态;且当同一总线上的定日镜故障时,其他定日镜仍能执行镜场控制系统软件下发的命令,则定日镜通
信功能正常。
7.8 故障诊断功能检测
7.8.1 检测前准备
定日镜故障诊断功能检测前进行以下准备:
a) 将定日镜接通电源,并接入镜场控制系统;
b) 向定日镜下发转动指令,观察其是否能正常转动。
7.8.2 检测步骤
7.8.2.1 回零故障诊断功能检测
定日镜回零故障诊断功能检测按以下步骤进行:
a) 通过镜场控制系统对定日镜下发回零命令;
b) 在定日镜执行回零命令过程中断开定日镜的零位信号/将零位信号短路;
c) 观察镜场控制系统显示界面是否显示定日镜回零故障。
7.8.2.2 转动异常诊断功能检测
定日镜转动异常诊断功能检测按以下步骤进行:
a) 通过镜场控制系统对定日镜下发转角命令;
b) 给定日镜施加阻力,逐步加大直至定日镜受阻力停止转动;观察镜场控制系统显示界面是否显
示定日镜堵转的信息;
c) 人工修改定日镜电机驱动线的线序,或修改电机位置反馈传感器的位置信号线序(根据不同的
定日镜转动方向反馈方法,具体由定日镜厂家提供);
d) 向定日镜下发转角命令,观察镜场控制系统显示界面是否显示定日镜转动方向与要求的方向
不一致的故障提示。
7.8.2.3 通信故障诊断功能检测
定日镜通信故障诊断功能检测按以下步骤进行:
a) 拔掉定日镜的通信线缆;
b) 观察镜场控制系统显示界面是否显示定日镜通信故障。
7.8.3 合格判定
7.8.3.1 回零故障诊断功能检测
镜场控制系统显示界面显示定日镜诊断出回零故障,则定日镜回零故障诊断检测功能正常。
7.8.3.2 转动异常诊断功能检测
镜场控制系统显示界面显示定日镜转动异常(电机堵转故障、转动方向与要求方向不一致等),则定
日镜转动异常诊断功能正常。
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7.8.3.3 通信故障诊断功能检测
镜场控制系统显示界面显示定日镜通信故障,则定日镜通信故障诊断功能正常。
7.9 跟踪准确度检测
7.9.1 检测设备
检测设备和仪器主要包括以下内容。
a) 相机:分辨率不小于640×480。
b) 法向直射辐照表:量程0W/m2~4000W/m2,分辨率不低于0.03W/m2。
c) 风速计:量程0m/s~60m/s,分辨率不低于0.8m/s。
7.9.2 检测前准备
跟踪准确度检测前进行以下准备:
a) 将定日镜安装在定日镜基础上;
b) 将定日镜接通电源,并接入镜场控制系统;
c) 在定日镜前方设置标靶,标靶应为具有均匀漫反射面的白色平面或规则曲面。
7.9.3 检测步骤
定日镜跟踪准确度的检测在法向直接辐照度大于300W/m2 条件下按以下步骤进行:
a) 通过镜场控制系统将分布在目标靶面正对方向的测试定日镜光斑投向靶面上目标点T0;
b) 调整相机光圈、曝光时间等参数,使得标靶上的光斑图像明亮但不过曝;
c) 用相机采集标靶上形成的光斑图像,并计算在目标靶面上的光斑的几何中心;
d) 同步采集风速、太阳直接辐照度并记录。
7.9.4 数据计算
定日镜跟踪准确度(θ)按公式(8)计算:
θ=arccos(MT0 → ·MS0 →) …………………………(8)
式中:
θ ———跟踪准确度,计量单位通常转化为毫弧度(mrad)表示;
M ———定日镜旋转中心坐标;
T0 ———靶面上目标点坐标;
S0 ———实际光斑几何中心坐标。
7.9.5 合格判定
定日镜跟踪准确度检测应覆盖(0m/s,4m/s]、(4m/s,8m/s]、(8m/s~12m/s)共3个风速区
间,每个风速区间在日出后2h内、真太阳时正午前后1h内、日落前2h内这3个时间段,各应进行1次
检测。任意一次定日镜在相应风速的跟踪准确度测量结果均应符合6.2.1的要求。
7.10 镜面反射比检测
定日镜镜面反射比检测应按GB/T33234规定的试验步骤在300nm 至2500nm 波长范围测量。
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7.11 回零精度检测
7.11.1 检测设备
角度传感器:测量精度不宜低于±0.005°。
7.11.2 检测前准备
定日镜各旋转轴的回零精度检测前进行以下准备:
a) 将角度传感器固定于被测旋转轴上;
b) 将定日镜接通电源,并接入镜场控制系统或定日镜手操器;
c) 向定日镜下发转动指令,观察其是否能正常转动。
7.11.3 检测步骤
定日镜各旋转轴的回零精度检测按以下步骤依次进行:
a) 通过镜场控制系统或定日镜手操器将定日镜各旋转轴转动至零位,读取角度传感器各旋转轴
的初始相对零位值;
b) 将被测旋转轴转至该旋转轴的最大转角的1/3位置后回到零位,读取角度传感器数值并计算
与初始相对零位的偏差,记为Δγ1;
c) 通过镜场控制系统或定日镜手操器将定日镜被测旋转轴转至该旋转轴的最大转角2/3位置后
回到零位,读取角度传感器数值并计算与初始相对零位的偏差,记为Δγ2;
d) 通过镜场控制系统或定日镜手操器将定日镜被测旋转轴转至该旋转轴的最大转角位置后回到
零位,读取角度传感器数值并计算与初始相对零位的偏差,记为Δγ3。
7.11.4 合格判定
Δγ1、Δγ2、Δγ3 均应符合6.2.3的要求。
7.12 转角检测
7.12.1 转角精度检测
7.12.1.1 检测设备
角度传感器:精度不低于±0.005°。
7.12.1.2 检测前准备
定日镜转角精度检测前进行以下准备:
a) 将角度传感器固定于被测旋转轴上;
b) 将定日镜接通电源,并接入镜场控制系统或定日镜手操器;
c) 向定日镜下发转动指令,观察其是否能正常转动。
7.12.1.3 检测步骤
定日镜各旋转轴转角精度检测按以下步骤依次进行:
a) 通过镜场控制系统或定日镜手操器将定日镜被测旋转轴的角度转动到0°,同时将角度传感器
读数归零;
b) 将定日镜被测旋转轴转动至最大转角的1/3所对应的角度,用角度传感器测出角度值,该角度
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与理论值之差记为Δβ1;
c) 将定日镜被测旋转轴转动至最大转角的2/3所对应的角度,用角度传感器测出角度值,该角度
与理论值之差记为Δβ2;
d) 将定日镜被测旋转轴转动至最大转角对应的角度,用角度传感器测出角度值,该角度与理论值
之差记为Δβ3。
7.12.1.4 合格判定
定日镜各旋转轴测得的角度与理论值之差Δβ1、Δβ2、Δβ3 均应符合6.2.4.1的要求。
7.12.2 转角速度检测
7.12.2.1 检测设备
秒表。
7.12.2.2 检测前准备
定日镜各旋转轴的转角速度检测前进行以下准备:
a) 将定日镜接通电源,并连接至镜场控制系统或定日镜手操器;
b) 向定日镜下发转动指令,观察其是否能正常转动。
7.12.2.3 检测步骤
定日镜各旋转轴的转角速度检测按以下步骤进行:
a) 通过镜场控制系统或定日镜手操器将定日镜被测旋转轴的角度从零位转动至最大转角位置;
b) 采用秒表计时方式记录定日镜从开始转动到停止转动的时间间隔t1;
c) 通过镜场控制系统或定日镜手操器将定日镜被测旋转轴的角度从最大转角位置回到零位;
d) 采用秒表计时方式记录定日镜从开始转动到停止转动的时间间隔t2。
7.12.2.4 数据计算
定日镜被测旋转轴的角度从零位转动到最大转角位置的转动速度v1 和定日镜从最大转角位置回
到零位的转动速度v2 分别按公式(9)和公式(10)进行计算:
v1 =βmax
t1 …………………………(9)
式中:
v1 ———定日镜被测旋转轴的角度从零位转动到最大转角位置的转动速度;
βmax ———最大转角;
t1 ———定日镜从开始转动到停止转动的时间间隔。
v2 =βmax
t2 …………………………(10)
式中:
v2 ———定日镜被测旋转轴的角度从最大转角位置回到零位的转动速度;
βmax ———最大转角;
t2 ———定日镜从开始转动到停止转动的时间间隔。
7.12.2.5 合格判定
定日镜每个旋转轴的转角速度检测应各进行3次测量,v1 的平均值和v2 的平均值均应符合
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6.2.4.2的要求。
7.13 电磁兼容检测
7.13.1 定日镜控制器的静电放电抗扰度检测按GB/T17626.2的规定进行。
7.13.2 定日镜控制器的射频电磁场辐射抗扰度检测按GB/T17626.3的规定进行。
7.13.3 定日镜控制器的电快速瞬变脉冲群抗扰度检测按GB/T17626.4的规定进行。
7.13.4 定日镜控制器的浪涌(冲击)抗扰度检测按GB/T17626.5的规定进行。
7.14 绝缘耐压检测
定日镜电子部件与金属结构之间的绝缘电阻和绝缘强度测试按GB/T15479的规定进行。
7.15 环境适应性
7.15.1 防护等级检测
定日镜电气外壳防护等级检测按GB/T4208的规定进行。
7.15.2 耐高低温检测
7.15.2.1 定日镜耐低温检测按GB/T2423.1的规定进行。
7.15.2.2 定日镜耐高温检测按GB/T2423.2的规定进行。
7.16 供电检测
7.16.1 检测前准备
根据定日镜供电类型,将交流可调电压源或直流可调电压源接入定日镜的供电接口,并将定日镜接
入镜场控制系统。
7.16.2 检测步骤
定日镜供电检测按以下步骤进行:
a) 将电源电压调至定日镜额定工作电压的0.9倍,按下电源输出开关为定日镜供电;
b) 通过镜场控制系统控制定日镜执行转动动作,并读取定日镜的状态,观察定日镜是否正常
工作;
c) 将电源电压调至定日镜额定工作电压的1.1倍,按下电源输出开关为定日镜供电;
d) 重复b)步骤观察定日镜是否正常工作。
7.16.3 合格判定
定日镜在0.9倍和1.1倍额定工作电压均能正常工作,则定日镜供电正常。
7.17 接地检测
7.17.1 连接电阻检测
7.17.1.1 检测设备
万用表:电阻档测量精度不低于0.01Ω。
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7.17.1.2 检测前准备
将定日镜组装完整。
7.17.1.3 检测步骤
定日镜连接电阻检测按以下步骤进行:
a) 使用万用表,分别测量定日镜镜架裸露的金属部分、定日镜传动部件金属部分、定日镜电气设
备金属外壳、定日镜基础的金属部件、定日镜安装螺栓及其他金属部分与定日镜本体接地点间
的电阻并记录;
b) 将测得的电阻值与要求的数值进行比较。
7.17.1.4 合格判定
测量的各部分与定日镜本体接地点的连接电阻均应符合6.2.9.2的要求。
7.17.2 接地电阻检测
定日镜的接地电阻检测应按GB/T17949.1规定的接地电阻的测量方法进行。
8 包装、贮存和运输
8.1 包装
8.1.1 定日镜及其部件的包装应在各项出厂检验合格后进行,包装时应做好安全防护措施。
8.1.2 定日镜及其部件上有特殊要求的零部件宜拆下,标上记号,按特殊要求另行包装。多箱包装
时,箱号应采用分数表示,分子为箱号,分母为总箱数,并符合GB/T13384的规定。
8.1.3 定日镜及其部件的发运标志和储存标志应按内容、颜色、部位和大小分别进行标识。
8.1.4 定日镜及其部件包装箱内应有厂家的质量检验合格证、装箱单以及其他技术资料和随机附件
(若有)。
8.1.5 单独包装运输的电子部件应采用防静电包装,并做好防水防潮、防尘、防震、防碰撞等保护措施。
8.2 贮存
8.2.1 定日镜电子产品应贮存在温度-40℃~60℃,相对湿度低于95%的环境。
8.2.2 定日镜电子产品贮存应远离易腐、易燃、易爆等危险物品和强磁环境。
8.3 运输
8.3.1 定日镜及其部件运输包装试验验证、监测与改进应按GB/T36911进行。
8.3.2 定日镜及其部件在运输过程中不应受到碰撞或磨损。
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参 考 文 献
[1] GB/T12936—2007 太阳能热利用术语
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