CN102684133B - 风电机组的电缆悬挂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电机组的电缆悬挂装置，其包括：上端固定模块、一个或多个电缆导盘、张紧模块和下端固定模块，其中，下端固定模块固定在风电机组的塔筒内，上端固定模块固定在风电机组的机舱上，随机舱的旋转而旋转，下端固定模块和上端固定模块用于固定钢丝绳；一个或多个电缆导盘固定在钢丝绳上，位置介于下端固定模块和上端固定模块之间，电缆导盘具有多个孔，每根电缆分别穿过电缆导盘的相应孔，对电缆进行定位；张紧模块固定在塔筒壁上，用于对钢丝绳拉力进行调节。

Description

风电机组的电缆悬挂装置

技术领域

本发明涉及风电领域，具体而言，涉及一种风电机组的电缆悬挂装置。

背景技术

能源是人类社会存在与发展的物质基础。在过去200多年，建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大地推动了人类社会的发展。然而，大规模的使用化石燃料所带来的资源日益枯竭，环境不断恶化等严重后果，使得人类必须寻求一种新的、清洁、安全、可靠的可持续能源系统。

风能是目前最有开发利用前景和技术最成熟的一种新能源和可再生能源。因此，世界各国都在积极发展风力发电技术。近年来，随着世界各地风场的不断增多，风场的分布也逐渐遍布于戈壁滩、高原、潮间带、沿海、近海等各种自然地理环境下。

风力发电机组通过电缆将位于机舱中发电机所发的电传输到风力发电机组底部。机舱可根据风向不同实现偏航。当机舱偏航时，会带动电缆一起旋转(相对于塔筒)，为实现此功能，电缆在机舱与塔筒电缆夹之间悬空放置(10-20米左右)，实现电缆自由旋转；考虑到电缆会随着塔筒的震动摇晃，此摇晃会对维修人员以及机组安全产生很大危险，因此在悬空区间，每间隔3-5米加装电缆导筒，此解决方案如图1所示，图1中，1为电缆，2为电缆导筒，3为电缆转向装置，4为电缆夹，5为塔筒。由于电缆在旋转过程中，各电缆之间、电缆与电缆导筒之间产生摩擦，因此会使电缆过快损坏。因此，亟需一种方法来解决大型风电机组的电缆磨损问题。

发明内容

本发明提供一种风电机组的电缆悬挂装置，用以解决大型风电机组的电缆磨损问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种风电机组的电缆悬挂装置，其包括：上端固定模块、一个或多个电缆导盘、张紧模块和下端固定模块，其中，下端固定模块固定在风电机组的塔筒内，上端固定模块固定在风电机组的机舱上，随机舱的旋转而旋转，下端固定模块和上端固定模块用于固定钢丝绳；一个或多个电缆导盘固定在钢丝绳上，位置介于下端固定模块和上端固定模块之间，电缆导盘具有多个孔，每根电缆分别穿过电缆导盘的相应孔，对电缆进行定位；张紧模块固定在塔筒壁上，用于对钢丝绳拉力进行调节。

较佳的，下端固定模块包括：第一固定连接杆、第一固定块和缓冲件，其中，第一固定连接杆固定在塔筒壁上，第一固定块设置在第一固定连接杆上，缓冲件加装在第一固定块和第一固定连接杆之间，通过第一固定块将钢丝绳固定。

较佳的，上端固定模块包括：连接杆、一个或多个第一电缆导盘、钢丝绳吊环和电缆固定件，其中，连接杆与机舱相连接，连接杆为通过销钉连接的上下活动式结构，使得上端固定模块相对于其上部自由摆动；一个或多个第一电缆导盘固定在连接杆上，电缆固定件固定在连接杆上，位于一个或多个第一电缆导盘的下方；钢丝绳吊环固定在连接杆的下方，用于固定钢丝绳。

较佳的，张紧模块包括：第一支架、第二支架、多个第二固定块、第三电缆导盘和连杆，其中，多个第二固定块固定连接在塔筒壁上，第一支架和第二支架与多个第二固定块构成活动连接；连杆分别与第一支架与第二支架构成活动连接，第三电缆导盘与连杆构成活动连接；第三电缆导盘通过第一固定块将钢丝绳固定在第三电缆导盘上。

较佳的，电缆导盘的每个孔上安装有导管，其内径大于钢丝绳的直径，用于使电缆导盘的圆周面与钢丝绳相垂直。

较佳的，通过固定块与螺钉配合将电缆导盘固定在钢丝绳上。

在上述实施例中，由于电缆导盘对电缆的支撑作用，通过调整上端固定模块与下端固定模块之间的电缆导盘沿钢丝绳方向上的各段距离与电缆导盘的个数，实现在机舱旋转最大角度一定的情况下，各电缆随之转动不产生摩擦现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1为现有技术的电缆悬挂装置示意图；

图2为根据本发明一实施例的风电机组的电缆悬挂装置示意图；

图3为根据本发明一实施例的下端固定模块示意图；

图4为根据本发明一实施例的上端固定模块示意图；

图5为根据本发明一实施例的张紧模块示意图；

图6为根据本发明一实施例的电缆导盘示意图；

图7为根据本发明一实施例的临时支撑结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2为根据本发明一实施例的风电机组的电缆悬挂装置示意图。如图2所示，其包括：上端固定模块21、一个或多个电缆导盘23、张紧模块24和下端固定模块25，其中

下端固定模块25固定在风电机组的塔筒内，上端固定模块21固定在风电机组的机舱上，随机舱的旋转而旋转，下端固定模块25和上端固定模块21用于固定钢丝绳9；

一个或多个电缆导盘23固定在钢丝绳上9，位置介于下端固定模块25和上端固定模块21之间，电缆导盘23具有多个孔，每根电缆分别穿过电缆导盘23的相应孔，对电缆进行定位；

张紧模块24固定在塔筒壁上，用于对钢丝绳拉力进行调节。

在本实施例中，由于电缆导盘对电缆的支撑作用，通过调整上端固定模块与下端固定模块之间的电缆导盘沿钢丝绳方向上的各段距离与电缆导盘的个数，实现在机舱旋转最大角度一定的情况下，各电缆随之转动不产生摩擦现象。

例如，下端固定模块包括：第一固定连接杆、第一固定块和缓冲件，其中，第一固定连接杆固定在塔筒壁上，第一固定块设置在第一固定连接杆上，缓冲件加装在第一固定块和第一固定连接杆之间，通过第一固定块将钢丝绳固定。

图3为根据本发明一实施例的下端固定模块示意图。该下端固定模块固定在塔筒壁上，通过其上的固定块一13固定钢丝绳，在固定块一13与下端固定装置之间加装弹簧20，实现一定的缓冲作用

例如，上端固定模块包括：连接杆、一个或多个第一电缆导盘、钢丝绳吊环和电缆固定件，其中，连接杆与机舱相连接，连接杆为通过销钉连接的上下活动式结构，使得上端固定模块相对于其上部自由摆动；一个或多个第一电缆导盘固定在连接杆上，电缆固定件固定在连接杆上，位于一个或多个第一电缆导盘的下方；钢丝绳吊环固定在连接杆的下方，用于固定钢丝绳。

图4为根据本发明一实施例的上端固定模块示意图。如图4所示，该上端固定模块固定在机舱上，实现整个装置随机舱旋转；该上端固定模块上端的连接杆6通过两个销轴与上下相连，实现此上端固定模块下端相对于上端的自由摆动功能；电缆导盘一7用于电缆固定；钢丝绳吊环8用于固定钢丝绳9，电缆固定装置10将电缆垂直固定于上端固定模块上。

上端固定模块上的连接杆通过两个销轴与上下相连，实现此模块下端相对于上端的自由摆动的功能。因此当机舱摆动时，上端固定模块上与机舱相连接部分可随机舱一起运动，而上端固定模块的下端在钢丝绳张紧力的作用下会有保持静止的趋势，而连接杆是通过两个销轴与上下相连，因此机舱摆动的摆动可通过连接杆的自由摆动进行有效的消减，用以减小电缆的摆动振幅。

例如，张紧模块包括：第一支架、第二支架、多个第二固定块、第三电缆导盘和连杆，其中，多个第二固定块固定连接在塔筒壁上，第一支架和第二支架与多个第二固定块构成活动连接；连杆分别与第一支架与第二支架构成活动连接，第三电缆导盘与连杆构成活动连接；第三电缆导盘通过第一固定块将钢丝绳固定在第三电缆导盘上。

图5为根据本发明一实施例的张紧模块示意图。如图5所示，支架一15、支架二16通过销轴与固定块二17连接，固定块二17焊接在塔筒壁上，连杆18通过销轴与件支架一15、支架二16连接，电缆导盘三19通过销轴与连杆18连接，电缆导盘三19通过固定块一实现钢丝绳固定在电缆导盘三19上，支架一15、支架二16绕销轴转动，实现电缆导盘三19的上下运动，从而实现对钢丝绳拉力的调节作用。

例如，电缆导盘的每个孔上安装有导管，其内径大于钢丝绳的直径，用于使电缆导盘的圆周面与钢丝绳相垂直。

图6为根据本发明一实施例的电缆导盘示意图。如图6所示，每根电缆分别穿过电缆导盘的相应孔，实现对电缆的周向固定作用；固定块一13通过其上安装螺钉，实现电缆导盘在钢丝绳上的定位功能，电缆导盘上的导管14内径稍大于钢丝绳直径，实现电缆导盘二圆周面与钢丝绳垂直。

电缆导盘通过固定块一固定在钢丝绳上，此时固定块一只限制电缆导盘向下运动，并不限制电缆导盘绕钢丝绳的旋转运动。当机舱旋转时，上端固定模块随之旋转，此时电缆也随之旋转。电缆导盘被电缆带动一起旋转一定角度。由于张紧模块的电缆导盘三只能沿其固定销轴进行旋转运动，并不能沿其通过的钢丝绳进行旋转运动。因此电缆导盘三处的电缆不会沿钢丝绳进行旋转运动。因此，电缆的旋转角度会通过上端固定模块与张紧模块之间的电缆导盘沿钢丝绳方向线形分配。

例如，通过固定块与螺钉配合将电缆导盘固定在钢丝绳上。

图7为根据本发明一实施例的临时支撑结构示意图。该临时支撑结构即为图2中标号为22的部件。如图7所示，吊装前塔筒处于水平位置时，连接耳板11焊接到塔筒壁上，横梁12通过螺栓固定在连接耳板11上，临时支撑结构实现对整个结构的支撑作用，当塔筒吊装完成，电缆悬挂装置整体调试确认符合规范后，将横梁拆卸下来。

其中，将电缆悬挂装置安装到塔筒内时，在塔筒吊装前，由于上端固定模块还没有安装到机舱上，因此使用临时支撑结构与下端固定装置将整个装置固定在塔筒内。安装完电缆悬挂装置后，将电缆固定在电缆悬挂装置上，并用电缆固定模块将电缆固定。当机舱与塔筒完成吊装后，将上端固定装置安装到机舱上。此时可将临时支撑结构中的横梁拆卸下来。

在风机运行过程中，定期对电缆悬挂装置进行目视检查，观察各电缆是否发生摩擦以及电缆振幅是否过大。当发生以上情况时，首先将钢丝绳与下端固定模块之间的固定松开，通过张紧模块调整钢丝绳的初始拉伸力，调整完成后将钢丝绳与下端固定模块固定。由于钢丝绳在上端固定模块与下端固定模块的固定作用下，有一定的张紧力，因此当电缆摆动时，在钢丝绳的轴向拉力作用下，电缆的振幅会减小。通过调整钢丝绳的张紧力，可以将电缆的摆动的幅度控制在设计范围内。

从上述描述中可以看出，本发明的上述实施例结构简单，加工成本较低，可以有效解决电缆磨损问题，而且便于进行后期维护。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种风电机组的电缆悬挂装置，其特征在于，包括：上端固定模块、一个或多个电缆导盘、张紧模块和下端固定模块，其中

所述下端固定模块固定在风电机组的塔筒内，所述上端固定模块固定在风电机组的机舱上，随所述机舱的旋转而旋转，所述下端固定模块和所述上端固定模块用于固定钢丝绳；

一个或多个所述电缆导盘设置在钢丝绳上，位置介于所述下端固定模块和所述上端固定模块之间，所述电缆导盘具有多个孔，每根电缆分别穿过所述电缆导盘的相应孔，对电缆进行定位；

所述张紧模块固定在塔筒壁上，用于对钢丝绳拉力进行调节；

所述上端固定模块包括：连接杆、一个或多个第一电缆导盘、钢丝绳吊环和电缆固定件，其中

所述连接杆与所述机舱相连接，所述连接杆为通过销钉连接的上下活动式结构，使得所述上端固定模块相对于上端固定模块上部自由摆动；

一个或多个所述第一电缆导盘固定在所述连接杆上，所述电缆固定件固定在所述连接杆上，位于一个或多个所述第一电缆导盘的下方；

所述钢丝绳吊环固定在所述连接杆的下方，用于固定钢丝绳。

2.根据权利要求1所述的电缆悬挂装置，其特征在于，所述下端固定模块包括：第一固定连接杆、第一固定块和缓冲件，其中

所述第一固定连接杆固定在塔筒壁上，所述第一固定块设置在所述第一固定连接杆上，所述缓冲件加装在所述第一固定块和所述第一固定连接杆之间，通过所述第一固定块将钢丝绳固定。

3.根据权利要求2所述的电缆悬挂装置，其特征在于，所述张紧模块包括：第一支架、第二支架、多个第二固定块、第三固定块、第三电缆导盘和连杆，其中

所述多个第二固定块固定连接在塔筒壁上，所述第一支架和所述第二支架与所述多个第二固定块构成活动连接；

所述连杆分别与所述第一支架与所述第二支架构成活动连接，所述第三电缆导盘与所述连杆构成活动连接；

所述第三电缆导盘通过所述第三固定块将钢丝绳固定在所述第三电缆导盘上。

4.根据权利要求1所述的电缆悬挂装置，其特征在于，所述电缆导盘的每个孔上安装有导管，所述导管内径大于钢丝绳的直径，用于使所述电缆导盘的圆周面与所述钢丝绳相垂直。

5.根据权利要求1所述的电缆悬挂装置，其特征在于，通过固定块与螺钉配合将所述电缆导盘固定在钢丝绳上。