CN103166154B - 一种风力发电机电缆夹 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风力发电机电缆夹，所述电缆夹包括：外环体；内环体，设置在外环体中并由至少两个块状构件围绕而形成，内环体的始于内环体的一端的至少一部分内周表面形成为锥形孔，该锥形孔的内径从内环体的一端朝着内环体的另一端减小；内锥体，设置在内环体中并具有与锥形孔的内周表面的倾斜程度一致的侧表面；下盖板，设置在电缆夹的底部并与外环体连接，以支撑内环体，其中，在电缆被夹持在内环体和外环体之间的状态下，内环体和外环体之间存在一定间隙，内锥体自动地趋向于朝着内环体的另一端滑动以向外推动内环体，以调整所述间隙。所述电缆夹的性能可靠，紧固的电缆的不易松动。

Description

一种风力发电机电缆夹

技术领域

本发明涉及一种电缆夹，更具体地讲，涉及一种安装在风力发电机的塔筒中的风力发电机电缆夹。

背景技术

风力发电机组内部布设有大量的电缆，这些电缆需从机舱中引出，经过塔筒，最后与塔底的电气柜连接。电缆的数量多而且长度长，并且基本上所有的电缆都需要从塔筒的内部走线。

然而，塔筒的高度一般在70米以上，电缆在塔筒内部走线时，必须要用电缆夹将电缆固定在塔筒壁上，一般是每隔2米左右设置一个电缆夹。这是因为：风力发电机组在工作中，由于受到风载的作用，机舱和塔筒经常摇摆、振动，电缆也会随之摇摆、振动；机组在工作一段时间后，电缆夹的紧固螺栓经常会因长期的动载荷作用而松动，电缆夹对电缆的紧固也会随之松动。因此，需要经常检查电缆夹对电缆的紧固是否松动，如果松动，则需要重新拧紧紧固螺栓，否则，由于电缆的重力、摇摆和振动作用会对电缆及电缆夹造成不可修复的损害。此外，塔筒内的电缆夹都是设置在塔筒壁上，不仅其数量多，而且离塔筒平台、塔筒爬梯距离远，所以检查电缆夹是否松动的工作难度很大。

目前，通常使用的电缆夹主要有两种。一种电缆夹由三个板形部件组成，三个板型部件通过螺栓彼此堆叠，而将电缆夹持于每两个板形部件之间，其中螺栓采用防松螺母，但无其他防松措施。另一种电缆夹则由内、外两个环形部件组成，两个环形部件通过螺栓紧固连接在一起，螺栓亦采用防松螺母，但无其他防松措施。

然而，对于风力发电机组而言，机舱和塔筒的频繁摇摆和振动必然导致电缆随之频繁地摇摆和振动，即使采用防松螺母，其防松效果依然有限，电缆夹对电缆的紧固易松动。

因此，需要一种性能可靠、不易松动的紧固电缆的电缆夹装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不易松动的风力发电机电缆夹。

为了实现上述目的，提供了一种风力发电机电缆夹，所述电缆夹包括：外环体；内环体，设置在外环体中并由至少两个块状构件围绕而形成，内环体的始于内环体的一端的至少一部分内周表面形成为锥形孔，该锥形孔的内径从内环体的一端朝着内环体的另一端减小；内锥体，设置在内环体中并具有与锥形孔的内周表面的倾斜程度一致的侧表面；下盖板，设置在电缆夹的底部并与外环体连接，以支撑内环体，其中，在电缆被夹持在内环体和外环体之间的状态下，内环体和外环体之间存在一定间隙，内锥体趋向于自动地朝着内环体的另一端滑动以向外推动内环体，以调整所述间隙。

所述内环体的一端可为内环体的上端，内锥体在重力的作用下趋向于自动地朝着内环体的下端滑动。

所述内环体的一端可为内环体的下端，所述电缆夹还包括内锥体驱动装置，以驱动内锥体朝着所述内环体的上端滑动。

所述电缆夹还可包括内锥体驱动装置，以进一步驱动内锥体向下滑动。

所述内锥体驱动装置可以是设置在内锥体和下盖板之间的弹性装置。

所述内锥体驱动装置可包括至少一个磁性构件，并产生吸引力或排斥力以使内锥体朝着所述内环体的另一端滑动。

所述电缆夹还可包括上盖板。所述电缆夹还可包括上盖板，内锥体驱动装置可以是设置在内锥体和上盖板之间的弹性装置。

所述下盖板和所述外环体的下端均可具有向外侧伸出的互相对应的至少两个凸缘，所述下盖板的凸缘和所述外环体的下端对应的凸缘通过螺栓互相连接。

所述上盖板和所述外环体的上端可分别具有向外侧伸出的互相对应的至少两个凸缘，所述上盖板的凸缘和所述外环体的上端对应的凸缘通过螺栓互相连接。

所述风力发电机电缆夹还可包括上盖板，所述上盖板和所述外环体的上端可分别具有向外侧伸出的互相对应的至少两个凸缘，所述上盖板的凸缘和所述外环体的上端对应的凸缘通过螺栓互相连接。

所述电缆夹还可包括多个支架板，所述风力发电机电缆夹通过支架板与风力发电机的塔筒的内壁连接。

所述支架板可与所述上盖板和/或下盖板连接。

所述外环体可包括互相固定连接的至少两个块状构件。

所述下盖板和上盖板中的一个可与外环体一体地形成。

所述内环体和外环体中的至少一个上可形成有至少一个散热孔。

所述弹性装置可以是压缩弹簧、气弹簧或弹性橡胶。

所述内锥体的大径端可形成有凹槽，以容纳所述弹性装置的一部分。

所述内环体和外环体之间可形成有沿着纵向延伸的多个电缆容纳空间，其中，每个电缆容纳空间中能够容纳至少一根电缆。

所述内锥体可具有圆台形状或棱台形状。

所述下盖板的中央可形成有向上突起的上凸台，该上凸台可嵌入于内环体的内侧，以约束内环体。

所述上盖板的中央可形成有向下突起的下凸台，该下凸台嵌入于内环体的内侧，以约束内环体。

除了下盖板和外环体的连接部位外，所述下盖板的外周和外环体的内周之间可形成使电缆能够穿过的间隙。

除了上盖板和外环体的连接部位外，所述上盖板的外周和外环体的内周之间可形成使电缆能够穿过的间隙。

下盖板上形成有电缆能够穿过的孔。

上盖板上形成有电缆能够穿过的孔。

当根据本发明的实施例的风力发电机电缆夹被安装在塔筒中用于固定电缆时，即使由于风力发电机组的振动或摇晃而使电缆松动，电缆夹也能够自动实现对电缆的进一步紧固，因此，利用该风力发电机电缆夹紧固电缆后，不易松动，抗送能力强。由此，拉长了电缆夹的检修周期，降低了风机维护成本。

而且，本发明的实施例的风力发电机电缆夹的能稳定可靠，具有广泛的应用前景。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出根据本发明的实施例的风力发电机电缆夹的透视图；

图2是示出根据本发明的实施例的风力发电机电缆夹的截面图；

图3是示出根据本发明的实施例的风力发电机电缆夹的外环体的透视图；

图4是示出根据本发明的实施例的风力发电机电缆夹的内环体的一端的透视图；

图5是示出根据本发明的实施例的风力发电机电缆夹的内环体的另一端的透视图；

图6是示出根据本发明的实施例的风力发电机电缆夹的内环体的分解透视图；

图7是示出根据本发明的实施例的风力发电机电缆夹夹持电缆的状态的透视图。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细说明本发明的实施例。

图1是示出根据本发明的实施例的风力发电机电缆夹100的透视图；图2是示出根据本发明的实施例的风力发电机电缆夹100的截面图。

如图1和图2所示，根据本发明的一个实施例的风力发电机电缆夹100包括：外环体10；内环体20，设置在外环体10的内部并且内环体20和外环体10之间形成容纳电缆70(参见图7)的空间；内锥体30，设置在内环体20中，并趋向于自动地向外挤压内环体20；下盖板50，设置在电缆夹100的底部并与外环体10固定地连接，用于支撑内环体20，从而防止内环体20与外环体10分离。

内环体20的内部形成有锥形孔，内锥体30的侧表面与锥形孔的倾斜程度一致，所以设置在内环体20中的内锥体30能够将内环体20朝着外径的方向挤压。关于内环体20的结构，将在下面进行详细描述。

优选地，内锥体30为圆台形状。然而，本发明不限于此，内锥体30也可以形成为棱台形状，其同样能够在朝着内环体中的锥形孔的小径端运动的同时压紧内环体20和外环体10之间的电缆。与此同时，内环体20内部形成的锥形孔的形状应当与内锥体30的形状相一致，即，可以形成为相应的圆台孔或棱台孔。

锥形孔可贯穿内环体20，即，锥形孔的长度可以等于内环体20的高度；然而，锥形孔也可仅形成于内环体20的一部分上，即，锥形孔仅形成在内环体20的始于其一端的一部分内周表面上。无论怎样，只要锥形孔的长度能够给内锥体20提供足够的滑动距离以确保内锥体能够压紧内环体20进而紧固电缆即可。

如图1和2所示，根据本发明的一个实施例的风力发电机电缆夹100还包括上盖板40。防止电缆架100在实际使用过程中，上盖板40能够防止因过分振动而导致内环体20脱出。上盖板40和下盖板50的形状相似，分别固定连接到外环体10的上下两端。下盖板50用于支撑内环体20，以防止内环体20掉落。除了连接部位以外，下盖板50的外周和外环体10之间保持一定距离，以使电缆能够穿过风力发电机电缆夹100的外环体10和下盖板40之间。类似地，除了上盖板40与外环体10的连接部位以外，上盖板40的外周和外环体之间也保持一定距离，以使电缆能够穿过风力发电机电缆夹100的外环体10和上盖板40。这样，才能保证电缆的顺利安装。上盖板40和下盖板50的形状不限于此，其可以形成为与外环体10的形状大致相同，而另外形成电缆能够穿过的孔。

为了确保内锥体30能够顺利地自动向外挤压内环体20，根据本发明的实施例的风力发电机100还可包括内锥体驱动装置。如图2所示，内锥体驱动装置是安装在下盖板50和内锥体30之间的压缩弹簧60。压缩弹簧60给内锥体30提供驱动力，以向上推动内锥体30，从而将内环体20向外推挤，以使内环体20和外环体10压紧夹持于两者之间的电缆。

下面将参照图3至图6详细描述外环体10和内环体20的具体结构以及外环体10与上盖板40和下盖板50的连接方式。

图3是示出根据本发明的实施例的风力发电机电缆夹100的外环体10的透视图；图4是示出根据本发明的实施例的风力发电机电缆夹100的内环体20的一端的透视图；图5是示出根据本发明的实施例的风力发电机电缆夹100的内环体20的另一端的透视图；图6是示出根据本发明的实施例的风力发电机电缆夹100的内环体20的分解透视图。

如图3所示，外环体10为筒形，在其上端和下端分别形成有向外径向延伸的上端凸缘11和下端凸缘12。上端凸缘11的数量可以为2个或更多个，例如，3个、4个、5个、6个等。下端凸缘12的数量也可以为2个或更多个，例如，3个(如图3所示)、4个、5个、6个等。如图1所示，上端凸缘11与上盖板40的凸缘41互相对应，并通过螺栓112连接(参见图7)，因此，上盖板40的凸缘41的形状、位置和数量优选与外环体10的上端凸缘11的形状、位置和数量相应；下端凸缘12与下盖板50的凸缘51互相对应，并通过螺栓122连接(参见图7)，因此，下盖板50的凸缘51的形状、位置和数量优选与外环体10的下端凸缘12的形状、位置和数量相应。优选地，凸缘11、12围绕外环体的圆周方向均匀地排布。

虽然在本发明的实施例中下盖板50和上盖板40均单独形成，然而，本发明不限于此，下盖板50和上盖板40中的一个可以与外环体10一体地形成。

如图3所示，在外环体10的侧壁上形成有多个散热孔13，以便于电缆散热。此外，在外环体10的内壁上形成有竖直延伸的凹槽，该凹槽用作电缆的容纳空间。与之相应地，如图4和图5所示，内环体10的外周表面上也可形成有竖直延伸的凹槽，并与外环体10上的凹槽相对，以共同形成电缆容纳空间。然而本发明不限于此，例如，可仅在外环体10的内周表面上形成凹槽，或仅在内环体20的外周表面上形成凹槽，或者在内环体20的外周表面和外环体10的内周表面上均形成凹槽，但是两者的凹槽彼此交错，这些方式都是可以的。通过使电缆沿着内环体20的外周表面均匀地排列不仅使电缆的排列整齐有序，方便查看，而且更有助于电缆散热。

在本发明的实施例中，外环体10形成为圆筒形状并整体地形成，然而本发明不限于此，外环体10可由多个块状构件环绕形成，其中多个块状构件可例如通过焊接、螺栓连接、粘接、铆接等多种方式实现固定连接。外环体10的截面形状也不限于圆形，例如，可以为三角形、四边形、五边形等各种形状。

优选地，内环体20的截面形状与外环体10的截面形状一致。但是，内环体20的截面形状与外环体10的截面形状不一致也是可行的，例如，外环体10具有圆形截面，而内环体20具有多边形截面，反之亦可。

下面将参照图4至图6详细描述内环体20的结构。

总体来说，根据本发明的实施例的内环体20由至少两个块状构件环绕形成。例如，如图6所示，内环体20包括三个结构相同的第一块状构件21、第二块状构件22和第三块状构件23，如图2、图4和图5所示，因此，内环体20的内部形成锥形孔，当内锥体30从锥形孔的大径端朝着小径端滑动时，三个块状构件会被向外推挤，内环体20和外环体10之间的间隙会减小，由此风力发电机电缆夹100中的电缆会被夹紧而不松动。

构成内环体20的块状构件的形状不一定相同，只要这些块状构件能够沿着周向拼合成封闭环形即可。如前面所描述的，这里的环形可以是圆环也可是多边形环。

虽然在附图4-6中未示出，但是与外环体10相似，也可以在内环体20的侧壁上形成多个散热孔。

在根据附图1至6描述的实施例中，内锥体30安装在内环体20的下端，然而，本发明不限于此，内锥体30和内环体20也可以倒置安装。在这种情况下。内锥体30在重力的作用下可具有自行向下滑动的趋势。因此，如果内锥体30的重力足以确保对电缆的可靠紧固，可考虑省略内锥体驱动装置。

如果根据本发明的风力发电机电缆夹100设置在振幅较小的塔筒底部，或者在风力不强的风场中使用，内环体20和内锥体30的相对位置通常比较稳定，在这种情况下，可省略上盖板40，以减少风力发电机电缆夹100的部件数量。

在上面的实施例中以压缩弹簧60作为内锥体驱动装置，压缩弹簧60的一端设置在下盖板50或上盖板40上，另一端设置在内锥体30上。为了保持压缩弹簧60竖直，在内锥体30的大径端面中形成凹槽，以容纳压缩弹簧60的一部分。在此，压缩弹簧60可由其他弹性装置代替，譬如弹性橡胶、气弹簧等。为了更好地引导压缩弹簧60，还可在上盖板40或下盖板50上设置引导柱(未示出)，以防止弹簧歪曲。

内锥体驱动装置还可以采用其它自动驱动方式，例如，内锥体驱动装置可包括磁性构件，从而内锥体驱动装置可利用磁力吸附或排斥内锥体30。例如，内锥体可包括铁制部分，而磁力构件设置在内环体20的另一端上，以吸引内锥体30滑动，反之亦可。或者，在内锥体与上盖板或下盖板上分别设置磁性相反或相同的磁性构件，以利用磁力驱动内锥体30朝着内环体20的另一端运动，最终实现对内环体20的各个块状构件的推挤。因此，只要利用磁力驱动内锥体30实现对电缆的紧固均可以认为已被本申请公开。

图7是示出根据本发明的实施例的风力发电机电缆夹100夹持电缆的状态的透视图。

如图7所示，电缆夹100还包括与塔筒的内壁连接的支架70，每个支架的一端与塔筒的内壁连接(图中未示出)，另一端连接至外环体10的凸缘11或12。凸缘11或12上形成有与支架70的孔对应的螺栓孔111或121，从而凸缘11或12通过螺栓113或123与支架70连接。当电缆200被容纳于在内环体20和外环体10之间形成的电缆容纳空间中时，内环体20和外环体10之间留有一定的间隙，该间隙通过内锥体30的上下运动而有所改变，所以当内锥体30紧密地置于内环体20中时，电缆200被内环体20的各个块状构件压紧而不会晃动。

此外，为了更好地对内环体20进行限位，可在上盖板和/或下盖板上形成有下凸台和/或上凸台(图中未示出)，该凸台嵌入于内环体20的内孔中，对内环体20实现基本约束。凸台可以形成各种形状，数量可以为一个或更多个，只要凸台能够对内环体20的各个块状构件实现均匀一致的有效约束即可。

当利用根据本发明的一个实施例的电缆夹紧固电缆时，首先将电缆穿过外环体，然后安装一个盖板(例如，上盖板)，并用螺栓将该盖板和外环体连接在一起，之后依次放入内环体的几个分块、内锥体和压缩弹簧，最后安装另一个盖板，即，使用螺栓将下盖板和外环体连接在一起。当将螺母拧紧时，会带动下盖板向上运动，给压缩弹簧一个作用力，使弹簧压缩，进而压缩弹簧会推动内锥体上移，向外挤压内环体，进而压紧电缆。当螺栓完全拧紧后，压缩弹簧还留有足够的压紧量，这样就存有足够的弹力作为内锥体的驱动力。

在完成上述安装后，将支架的一端通过螺栓与上、下盖板连接在一起，另一端连接在塔筒上。

通过上述描述清楚的是，即使当由于螺栓松动或内环体、外环体磨损引起电缆紧固松动时，内锥体也会在自身重力或内锥体驱动装置(例如压缩弹簧)的作用下移动，进一步向外挤压内环体，由此减小内、外环体间的空隙，进而起到缓解电缆紧固松动的作用。

本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和修改。

Claims (26)

1.一种风力发电机电缆夹，其特征在于，所述电缆夹包括：

外环体；

内环体，设置在外环体中并由至少两个块状构件围绕而形成，内环体的始于内环体的一端的至少一部分内周表面形成为锥形孔，该锥形孔的内径从内环体的一端朝着内环体的另一端减小；

内锥体，设置在内环体中并具有与锥形孔的内周表面的倾斜程度一致的侧表面；

下盖板，设置在电缆夹的底部并与外环体连接，以支撑内环体，

其中，在电缆被夹持在内环体和外环体之间的状态下，内环体和外环体之间存在一定间隙，内锥体自动地趋向于朝着内环体的另一端滑动以向外推动内环体，以调整所述间隙。

2.如权利要求1所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述内环体的一端为内环体的上端，内锥体在重力的作用下趋向于自动地朝着内环体的下端滑动。

3.如权利要求1所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述内环体的一端为内环体的下端，所述电缆夹还包括内锥体驱动装置，以驱动内锥体朝着所述内环体的上端滑动。

4.如权利要求2所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述电缆夹还包括内锥体驱动装置，以进一步驱动内锥体向下滑动。

5.如权利要求3所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述内锥体驱动装置是设置在内锥体和下盖板之间的弹性装置。

6.如权利要求3或4所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述内锥体驱动装置包括至少一个磁性构件，并产生吸引力或排斥力以使内锥体朝着所述内环体的另一端滑动。

7.如权利要求1所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述电缆夹还包括上盖板。

8.如权利要求4所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述电缆夹还包括上盖板，内锥体驱动装置是设置在内锥体和上盖板之间的弹性装置。

9.如权利要求1所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述下盖板和所述外环体的下端均具有向外侧伸出的至少两个凸缘，并且所述下盖板的凸缘和所述外环体的下端的凸缘互相对应，所述下盖板的凸缘和所述外环体的下端对应的凸缘通过螺栓互相连接。

10.如权利要求7所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述上盖板和所述外环体的上端分别具有向外侧伸出的至少两个凸缘，并且所述上盖板的凸缘和所述外环体的上端的凸缘互相对应，所述上盖板的凸缘和所述外环体的上端对应的凸缘通过螺栓互相连接。

11.如权利要求9所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述电缆夹还包括上盖板，所述上盖板和所述外环体的上端分别具有向外侧伸出的至少两个凸缘，并且所述上盖板的凸缘和所述外环体的上端的凸缘互相对应，所述上盖板的凸缘和所述外环体的上端对应的凸缘通过螺栓互相连接。

12.如权利要求11所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述电缆夹还包括多个支架板，所述电缆夹通过支架板与风力发电机的塔筒的内壁连接。

13.如权利要求12所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述支架板与所述上盖板和/或下盖板连接。

14.如权利要求1所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述外环体由互相固定连接的至少两个块状构件环绕形成。

15.如权利要求7所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述下盖板和上盖板中的一个与外环体一体地形成。

16.如权利要求1所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述内环体和外环体中的至少一个上形成有至少一个散热孔。

17.如权利要求5或8所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述弹性装置是压缩弹簧、气弹簧或弹性橡胶。

18.如权利要求17所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述内锥体的大径端面中形成有凹槽，以容纳弹性装置的一部分。

19.如权利要求1所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述内环体和外环体之间形成有沿纵向延伸的多个电缆容纳空间，其中，每个电缆容纳空间中能够容纳至少一根电缆。

20.如权利要求1所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述内锥体具有圆台形状或锥棱台形状。

21.如权利要求1所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述下盖板的中央形成有向上突起的上凸台，该上凸台插入于内环体的内侧，以约束内环体。

22.如权利要求7所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，所述上盖板的中央形成有向下突起的下凸台，该下凸台嵌入于内环体的内侧，以约束内环体。

23.如权利要求1所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，除了下盖板和外环体的连接部位外，所述下盖板的外周和外环体的内周之间形成使电缆能够穿过的间隙。

24.如权利要求7所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，除了上盖板和外环体的连接部位外，所述上盖板的外周和外环体的内周之间形成使电缆能够穿过的间隙。

25.如权利要求1所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，下盖板上形成有电缆能够穿过的孔。

26.如权利要求7所述的风力发电机电缆夹，其特征在于，上盖板上形成有电缆能够穿过的孔。