CN101005201B - 母线的安装结构 - Google Patents

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Abstract

本申请披露了一种用于安装在支承结构上的多相母线安装结构，多相母线安装结构包括：基本彼此平行布置的多根圆筒形管状导线，每一根管状导线都包括第一和第二相对的端部，第一和第二相对的端部适用于与其它多相母线安装结构的导线相连；将每一管状导线包围的绝缘部；第一连接器，第一连接器用以与圆筒形管状导线的第一端部相邻地将圆筒形管状导线固定安装到支承结构上，第一连接器包括第一支承部和第一支架，圆筒形管状导线被基本彼此平行地保持于第一支承部内，并且第一支承部固定地安装到第一支架，第一支架具有固定地安装到支承结构上的相对的支腿；以及第二连接器，第二连接器用以与圆筒形管状导线的第二端部相邻地将圆筒形管状导线挠性地安装到支承结构上，第二连接器包括第二支承部和第二支架，圆筒形管状导线被基本彼此平行地保持于第二支承部内，并且第二支承部挠性地安装到第二支架，第二支架具有安装到支承结构上的相对的支腿。

Description

母线的安装结构
技术领域
本发明涉及一种多相母线的安装结构，它适用于风力涡轮机以及母线的安装结构在其支承结构中承受大振幅振动和运动的其它场合中。
背景技术
目前，电力在大多数风力涡轮机中通过采用电缆而被输送。电缆安装在电缆托架上。然而，由于塔支承结构发生运动，并且该运动在塔的二十英尺部分有4英寸那么剧烈，因此已经发现电缆托架的支承部发生了机械破损。
在风力涡轮机塔内以及低电流量的应用场合中使用母线管电力输送系统不如电缆那么经济。此外使用母线管并不适用于例如风力涡轮机塔那样的市场需要，这是由于母线管的刚性属性以及其扁平导线产生了需要屏蔽的过大磁场所导致的。
因此，需要开发一种这样的母线系统，它能够以电缆价格实现，并且在短路情况下能够提供可靠性，同时能够在振动的环境下操作。
发明内容
本发明涉及一种用于安装在支承结构上的多相母线安装结构，所述多相母线安装结构包括：
基本彼此平行布置的多根圆筒形管状导线，每一根管状导线都包括第一和第二相对的端部，所述第一和第二相对的端部适用于与其它多相母线安装结构的导线相连；
将每一管状导线包围的绝缘部；
第一连接器，所述第一连接器用以与圆筒形管状导线的第一端部相邻地将圆筒形管状导线固定安装到支承结构上，所述第一连接器包括第一支承部和第一支架，圆筒形管状导线被基本彼此平行地保持于所述第一支承部内，并且所述第一支承部固定地安装到所述第一支架，所述第一支架具有固定地安装到所述支承结构上的相对的支腿；以及
第二连接器，所述第二连接器用以与圆筒形管状导线的第二端部相邻地将圆筒形管状导线挠性地安装到支承结构上，所述第二连接器包括第二支承部和第二支架，圆筒形管状导线被基本彼此平行地保持于所述第二支承部内，并且所述第二支承部挠性地安装到所述第二支架，所述第二支架具有安装到所述支承结构上的相对的支腿。
本发明涉及一种用于安装在支承结构上的多相母线安装结构，所述多相母线安装结构包括：
基本彼此平行布置的多根圆筒形管状导线，每一根管状导线都包括第一和第二相对的端部，所述第一和第二相对的端部适用于与其它多相母线安装结构的导线相连；
将每一管状导线包围的绝缘部；以及
用于将圆筒形管状导线挠性地安装到所述支承结构上的连接器，所述连接器包括支承部和支架，圆筒形管状导线被基本彼此平行地保持于所述支承部内，所述支承部挠性地安装到所述支架，所述支架具有安装到所述支承结构上的相对的支腿。
本发明涉及一种适用于安装在支承结构上的多相母线安装结构。该支承结构可包括支架、壁或者风力涡轮机塔的一部分中的任意一种。多相母线安装结构包括若干大致彼此平行布置的圆筒形管状导线。每一根管状导线都包括第一和第二相对端部，它们适用于与其它多相母线安装结构的导线相连。绝缘部(insulation)将每一管状导线包围。母线安装结构还包括第一和第二连接器。第一连接器固定地将与第一端部相邻的圆筒形管状导线安装到支承结构上。第二连接器挠性地将与第二端部相邻的圆筒形管状导线安装到支承结构上。
采用管状导线可比采用扁平的裸线更为经济并且它还增大了传送和辐射表面积，从而增加了每平方英寸管状导线所用材料的电流量。管状导线在这里用于导电并且优选地包括具有高导电率的铝合金或铜。
包围着管状导线的绝缘部可为任何适当的绝缘部，例如缠绕在导线周围的绝缘带，并且优选地为套在导线上的绝缘管。该管可被收缩短配合到所述导线。用于使其免受到电冲击的绝缘部允许本发明的多相母线安装结构在其需要的场合用作外露总线(open bus)。
通过使母线安装结构的管状导线的一端部固定地连接到支承结构上，而其另一端部挠性地连接到支承结构上，从而使得管状导线以预定的方式相对于支承结构运动。该相对运动降低了多相母线安装结构由于在支承结构中出现振动或者其它运动时从支承结构处发生断裂的危险。例如，本发明发现在由多个塔部构成的风力涡轮机塔中可应用这种结构。这些塔部的长度例如为二十英尺长。在二十英尺的塔部上可出现达到4英寸的相对运动并且在一个塔支承部内的母线的安装结构的挠性连接端通常连接到相邻塔支承部中的另一母线安装结构的固定连接端上。挠性连接补偿了支承结构的运动并且降低了导线从它们的支承部和支承结构中断裂的危险。
第一连接器可包括第一支承部，圆筒形管状导线可被大致彼此平行地支承于其内，并且第二连接器可包括第二支承部，圆筒形管状导线可被大致彼此平行地支承于其内。这些支承部将管状导线相对于彼此保持在预定位置处并且克服趋于使圆筒形管状导线彼此分离的短路作用力的影响。
在一个实施例中，第一连接器还包括第一支承部固定地连接于其上的第一支架。第一支架具有固定地安装到支承结构上的相对支腿。第二连接器还包括第二支承部挠性地连接于其上的第二支架。第二支架也具有安装到支承结构上的相对支腿。
在另一实施例中，多相母线安装结构具有螺纹杆紧固件，该紧固件穿入第一支承部内并且穿过第一支架。第二螺纹杆紧固件穿入第二支承部内并穿过第二支架。弹性管将每一第二杆紧固件的一部分包围并且穿过第二支架至第二支承部。第二紧固件螺纹地接合到第二支承部上从而将弹性管相对于第二支架和第二支承部固定住。
在又一实施例中，第二连接器包括一对万向弹簧(universal spring)，这对万向弹簧的每一个都使第二支承部与支承结构相互连接。优选地，万向弹簧为U形弹簧，并且它们的每一个都具有与第二支承部相连的一个支腿，和与支承结构相连的另一支腿。
在另一实施例中，导线布置成三根为一组，并且被放置成呈等边三角形的空间关系。这种布置降低了每一相圆筒形管状导线的磁场影响并且排除了需要在相邻部分的圆筒形管状导线之间建立交叉连接的需要。
根据一方面，提供了一种用于安装到支承结构上的多相母线安装结构。该多相导线母线安装结构包括若干布置成大致彼此平行的圆筒形管状导线。每一管状导线包括第一和第二相对的端部，它们适用于与另一多相母线安装结构的导线相连。绝缘部将每一管状导线包围。安装结构包括用于将圆筒形管状导线挠性地安装到支承结构上的连接器。
本发明还涉及一种夹紧结构，该夹紧结构用于支承布置成大致彼此平行的并且相对于支承结构的多相母线安装结构的至少三根圆筒形管状导线。该夹紧结构包括基础件部分、夹紧件部分和连接装置。该基础件部分适用于与支承结构安装在一起。基础件部分包括第一夹钳面，该夹钳面具有位于其内的至少三个底部弧形切除部分，并且其中一根导线被置于该每一个底部弧形切除部分内。夹紧件部分包括第二夹钳面部分，该部分具有位于其内的至少三个弧形切除部分，所述部分适用于与所述三个底部弧形切除部对齐并且部分地将每一根导线包围。连接装置将夹紧件部分连接到基础部分上从而朝基础件部分牵引夹紧件部分并且将管状导线以大致平行的方式固定在基础件部分和夹紧件部分之间。
在一个实施例中，基础件部分固定到安装在支承结构的支架上。
附图说明
为了更好地理解本发明的属性，将以示例的方式参考附图，其中：
图1为本发明的多相母线安装结构的透视图；
图2为多相母线安装结构的挠性连接的透视图；
图3为图2中示出的一部分结构的端视图；
图3A为图3中一部分的放大视图；
图4为本发明夹紧结构的透视图；和
图5为本发明夹紧结构的端视图。
具体实施方式
本发明涉及一种多相母线的安装结构，这种结构适用于多相母线的安装结构在其支承结构中承受大振幅振动和运动的场合中。
参照图1和2，它们示出了适用于从风力涡轮机的发电机中传输电力的多相母线安装结构10。母线安装结构10包括以三根为一组的两组多相圆筒形管状导线12，这些导线以等边三角形的空间关系彼此平行布置。绝缘管14将每一个管状导线12包围。应该理解的是，所示出的以三根为一组的两组管状导线代表并排延伸的两组多相总线。在替换实施例中，仅有一组多相管状导线或者还可采用多于两组的多相管状导线。导线的组数取决于应用场合的需要。
管状导线12由支承部16、17、18、19和20支承为等边三角形的空间关系。支承部16形成了将与管状导线12的第一端部24相邻的管状导线12固定安装到支承结构26上的第一连接器22的一部分。支承结构26可包括支架、壁或者风力涡轮机塔的一部分中的任一种。
第一连接器22还包括具有孔(未示出)的第一支架30，其中螺纹杆紧固件50穿过所述孔中。紧固件50穿入并与支承部16内的螺纹狭槽啮合。支架30具有第一相对支腿34。支腿34具有紧固件38穿过其中以将第一连接器22以固定的关系与支承结构26固定的孔。
中心定位支承部18和端部支承部17和19由于它们没有连接到支承结构26上因此为浮动支承。支承部17、18和20用在长度较长的导线12从而在每一导线12之间保持所述空间关系。
正如图2、3和3A中最清楚地示出的那样，支承部20形成了将与第二端部25相邻的筒形管状导线12挠性地安装到支承结构26上的第二连接器60的一部分。该挠性连接通过两个部件提供，所述部件可用于单独提供挠性连接或者以组合的方式提供挠性连接。
图3和3A示出了提供挠性连接的第一部件。第二支架62具有孔64，第二螺纹杆紧固件66穿过该孔并且穿入到第二支承部20内。弹性管68穿过支架孔64并且将与第二支架62的孔64相邻的每一个第二杆紧固件66的一部分包围。螺纹杆紧固件66螺纹地接合于支承部20以相对于第二支架62和第二支承部20将弹性管68固定。紧固件66的头部73与锁紧螺母71和垫圈69接合以将紧固件66锁定到预定位置处。应该理解的是，螺纹紧固件可替换地包括杆，该杆完全穿过支承部并且具有螺母固定于其上的螺纹端部。在此替换中，支承部20不需要具有螺纹狭槽。弹性管68允许支承部20和第二连接器60的第二支架62之间具有游隙，由此提供挠性连接。
正如图2最清楚地示出的那样，提供了挠性连接的第二部件包括一对呈两U形弹簧70形式的万向弹簧。每一U形弹簧70具有相对的支腿72和74。相对的支腿72和74分别具有连接片78和80。连接片78由穿过位于第二支架62内的孔84的紧固件(未示出)连接。连接片80通过适当的紧固件(未示出)连接到支承结构26上。万向弹簧70允许第二连接器60的第二支架62和支承结构26之间发生相对运动。
为了使管状导线12进一步与支承部16、18和20绝缘，管状导线12设置有附加的套筒形绝缘部86(参见图2)，该绝缘部将与支承部16、17、18、19和20相邻的管状导线22包围。
如图所示，支承部16、17、18、19和20对以三根为一组圆筒形的管状导线22起支承作用。支承部16、17、18、19和20的每一个被制成为夹紧结构100的形式，现在将参照图4和5对该夹紧结构100进行说明。在此实施例中所示的支承部16、17、18、19和20对一组三根圆筒形管状导线22进行支承。在所示实施例中，夹紧结构100的目的在于牢固地对所示呈三角形空间结构的圆筒形管状导线22进行定位和固定。通过保持导线22之间的相对距离，从而防止导线在短路的情况下发生运动。夹紧结构100包括基础件部分102、夹紧件部分104和连接器106。
基础件部分102适用于和支承结构26安装在一起。在所示的实施例中，基础件部分102连接到对应的支架30、60上，所述支架依次分别以固定或者挠性的方式连接到支承结构26上。基础件部分102包括第一夹钳面108，该夹钳面具有形成于其内的三个底部弧形切除部111，其中一个连接器22位于所述每一弧形切除部内。
夹紧件部分104包括第二夹钳面部分120，该夹钳面部分具有形成于其内的三个弧形切除部122，所述切除部适于与三个底部弧形切除部111对齐，从而部分地将每一个连接器22包围。连接器30为螺纹杆紧固件，它们穿过夹紧件部分104内的狭槽130并且与基础件部分102内的螺纹狭槽131螺纹地接合。将连接器拧紧或者旋转以使夹紧件部分104抵靠于基础件部分102上，对之进行牵引从而将管状导线22夹于其中。第一夹钳面108的切除部分111提供了中心升起的底座150，它使一个切除部111与两侧的切除部111相间隔。夹紧件部分104具有比其两相邻切除部122更加凹陷的中心切除部122。

Claims (20)

1.一种用于安装在支承结构上的多相母线安装结构，所述多相母线安装结构包括：
基本彼此平行布置的多根圆筒形管状导线，每一根管状导线都包括第一和第二相对的端部，所述第一和第二相对的端部适用于与其它多相母线安装结构的导线相连；
将每一管状导线包围的绝缘部；
第一连接器，所述第一连接器用以与圆筒形管状导线的第一端部相邻地将圆筒形管状导线固定安装到支承结构上，所述第一连接器包括第一支承部和第一支架，圆筒形管状导线被基本彼此平行地保持于所述第一支承部内，并且所述第一支承部固定地安装到所述第一支架，所述第一支架具有固定地安装到所述支承结构上的相对的支腿；以及
第二连接器，所述第二连接器用以与圆筒形管状导线的第二端部相邻地将圆筒形管状导线挠性地安装到支承结构上，所述第二连接器包括第二支承部和第二支架，圆筒形管状导线被基本彼此平行地保持于所述第二支承部内，并且所述第二支承部挠性地安装到所述第二支架，所述第二支架具有安装到所述支承结构上的相对的支腿。
2.根据权利要求1所述的多相母线安装结构，所述多相母线安装结构还包括第一螺纹杆紧固件，所述第一螺纹杆紧固件穿过所述第一支承部和所述第一支架，以及所述多相母线安装结构还包括第二螺纹杆紧固件，所述第二螺纹杆紧固件穿过所述第二支承部和所述第二支架，弹性管将每一所述第二螺纹杆紧固件的一部分包围并且穿过所述第二支架至所述第二支承部，所述第二螺纹杆紧固件将弹性管相对于所述第二支架和所述第二支承部固定住。
3.根据权利要求2所述的多相母线安装结构，所述多相母线安装结构还包括万向弹簧，所述万向弹簧中的每个将所述第二支架的相对的支腿中相应的一个与所述支承结构互相连接。
4.根据权利要求3所述的多相母线安装结构，其中，所述万向弹簧包括一对呈U形的弹簧，它们的每一个都具有与第二支架相连的一个支腿，和与支承结构相连的另一支腿。
5.根据权利要求1所述的多相母线安装结构，其中，所述第一和第二支承部每个都包括：
基础件部分，所述基础件部分适于安装到相应的所述第一和第二支架之一，所述基础件部分包括第一夹钳面，该夹钳面具有位于其内的至少三个底部弧形切除部分，并且其中该每一个底部弧形切除部分内定位有一根导线；
夹紧件部分，所述夹紧件部分包括第二夹钳面部分，所述第二夹钳面部分具有位于其内的至少三个弧形切除部分，所述至少三个弧形切除部分适用于与所述三个底部弧形切除部对齐并且部分地将所述导线中的相应一个包围；和
连接装置，所述连接装置将所述夹紧件部分连接到所述基础件部分上从而朝所述基础件部分牵引所述夹紧件部分并且将管状导线以基本平行的布置固定在所述基础件部分和所述夹紧件部分之间。
6.根据权利要求2所述的多相母线安装结构，其中，所述第一和第二支承部每个都包括：
基础件部分，所述基础件部分适于安装到相应的所述第一和第二支架之一，所述基础件部分包括第一夹钳面，该夹钳面具有位于其内的三个底部弧形切除部分，并且该每一个底部弧形切除部分内定位有一根导线；
夹紧件部分，所述夹紧件部分包括第二夹钳面部分，所述第二夹钳面部分具有位于其内的三个弧形切除部分，所述三个弧形切除部分适用于与所述三个底部弧形切除部对齐并且部分地将所述导线中的相应一个包围；和其中：
所述第一和第二螺纹杆紧固件将所述夹紧件部分连接到所述基础件部分以使所述夹紧件部分向所述基础件部分牵引，并且将所述管状导线以基本平行的布置固定在所述基础件部分和所述夹紧件部分之间。
7.根据权利要求1所述的多相母线安装结构，其中，所述第二连接器包括万向弹簧，所述万向弹簧使所述第二支承部与所述支承结构相互连接。
8.根据权利要求7所述的多相母线安装结构，其中，所述万向弹簧包括一对呈U形的弹簧，它们的每一个都具有与所述第二支承部相连的一个支腿，和与所述支承结构相连的另一支腿。
9.根据权利要求1所述的多相母线安装结构，其中，所述第二连接器包括万向弹簧，所述万向弹簧将所述第二支架的相对的支腿与所述支承结构互相连接。
10.根据权利要求9所述的多相母线安装结构，其中，所述万向弹簧包括一对呈U形的弹簧，它们的每一个都具有与所述第二支架相连的一个支腿，和与所述支承结构相连的另一支腿。
11.根据权利要求1所述的多相母线安装结构，其中，所述导线布置成三根为一组，并且所述三根导线布置成呈等边三角形的空间关系。
12.根据权利要求1所述的多相母线安装结构，其中，每一导线的邻近所述第一和第二支承部的绝缘部被绝缘套包围。
13.一种用于安装在支承结构上的多相母线安装结构，所述多相母线安装结构包括：
基本彼此平行布置的多根圆筒形管状导线，每一根管状导线都包括第一和第二相对的端部，所述第一和第二相对的端部适用于与其它多相母线安装结构的导线相连；
将每一管状导线包围的绝缘部；以及
用于将圆筒形管状导线挠性地安装到所述支承结构上的连接器，所述连接器包括支承部和支架，圆筒形管状导线被基本彼此平行地保持于所述支承部内，所述支承部挠性地安装到所述支架，所述支架具有安装到所述支承结构上的相对的支腿。
14.根据权利要求13所述的多相母线安装结构，所述多相母线安装结构还包括螺纹杆紧固件，所述螺纹杆紧固件穿过所述支承部和所述支架，弹性管将每一所述螺纹杆紧固件的一部分包围并且穿过所述支架至所述支承部，所述螺纹杆紧固件将弹性管相对于所述支架和所述支承部固定住。
15.根据权利要求14所述的多相母线安装结构，所述多相母线安装结构还包括万向弹簧，所述万向弹簧中的每个将所述支架的相对的支腿中相应的一个与所述支承结构互相连接。
16.根据权利要求15所述的多相母线安装结构，其中，所述万向弹簧包括一对呈U形的弹簧，它们的每一个都具有与所述支架相连的一个支腿，和与所述支承结构相连的另一支腿。
17.根据权利要求13所述的多相母线安装结构，其中，所述连接器包括万向弹簧，所述万向弹簧将所述支承部与所述支承结构互相连接。
18.根据权利要求17所述的多相母线安装结构，其中，所述万向弹簧包括一对呈U形的弹簧，它们的每一个都具有与所述支承部相连的一个支腿，和与所述支承结构相连的另一支腿。
19.根据权利要求13所述的多相母线安装结构，其中，所述连接器包括万向弹簧，所述万向弹簧将所述支架的相对的支腿与所述支承结构互相连接。
20.根据权利要求19所述的多相母线安装结构，其中，所述万向弹簧包括一对呈U形的弹簧，它们的每一个都具有与所述支架相连的一个支腿，和与所述支承结构相连的另一支腿。
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