CN105281279A - 电缆防护装置及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电缆防护装置及风力发电机组。该电缆防护装置包括：外圈(11)；内圈(12)，内圈(12)可转动地设置在外圈(11)内；电缆护套(20)，电缆护套(20)可拆卸地连接在内圈(12)上，且与内圈(12)的内壁面组成电缆固定孔(30)。该电缆防护装置可以有效避免损坏电缆，保证工作安全。

Description

电缆防护装置及风力发电机组

技术领域

本发明涉及风力发电保护设备领域，尤其涉及一种电缆防护装置及风力发电机组。

背景技术

风力发电机组包括叶轮、发电机、机舱和变流设备等。其中，叶轮、发电机和机舱设置在塔筒顶部，变流设备设置在塔筒底部，为了实现能量和数据的传输，塔筒底部的部件与塔筒顶部的部件通过电缆连接。由于风力发电机组在工作时需要对风，因此，风力发电机组的机舱需要能够在一定角度内转动，为了确保转动过程中不损坏电缆，故而电缆具有悬垂段，该悬垂段通常设置在塔筒的中心，并沿塔筒轴向走线。当塔筒受风力影响而摆动时，悬垂段可能在塔筒内晃动，使得电缆相互磨损或者电缆撞击塔筒壁，容易造成电缆损坏。电缆损坏后可能引起火灾或其它安全事故，造成经济损失。

发明内容

本发明的实施例提供一种电缆防护装置及风力发电机组，以解决现有技术中的风力发电机组的电缆防护不便的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例提供一种电缆防护装置，其包括：外圈；内圈，该内圈可转动地设置在外圈内；电缆护套，该电缆护套可拆卸地连接在内圈上，且与内圈的内壁面组成电缆固定孔。

进一步地，内圈与外圈之间设置有滚动体。

进一步地，电缆防护装置还包括电缆固定座，电缆固定座与电缆护套组成保护套件，电缆固定座可拆卸地设置在内圈的内壁上，且沿内圈的径向凸出于内圈的内壁，电缆护套可拆卸地设置在电缆固定座上，并围成电缆固定孔。

进一步地，电缆固定孔的周壁为三个圆弧依次首尾连接组成，且三个圆弧的圆心的连线为三角形，或电缆固定孔为圆孔。

进一步地，电缆固定座的朝向内圈的圆心的一面上设置有第一凹槽，电缆护套具有第二凹槽，电缆护套与电缆固定座连接后，第一凹槽和第二凹槽组成电缆固定孔。

进一步地，电缆固定座的朝向内圈的圆心的一面上还包括安装配合面，安装配合面位于第一凹槽的两侧，电缆护套上设置有与安装配合面对应的安装折边。

进一步地，安装配合面上设置有螺纹孔，电缆护套通过螺纹紧固件与电缆固定座连接。

进一步地，电缆护套为多个且沿内圈的周向间隔设置，相邻两个电缆固定孔的最小距离大于或等于电缆固定孔内的电缆的直径的2倍。

根据本发明的另一方面，提供一种风力发电机组，包括动力电缆和电缆防护装置，电缆防护装置为上述的电缆防护装置，动力电缆固定设置在电缆防护装置的电缆固定孔内。

进一步地，外圈通过连接架固定连接在风力发电机组的爬梯或塔筒上。

本发明的实施例的电缆防护装置通过内圈与外圈相互配合，且内圈可相对转动满足电缆的扭缆需求，同时实现电缆的防护，防止电缆在使用过程中损坏，避免安全事故发生。

附图说明

图1为本发明的实施例的电缆防护装置的结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视图；

图3为图1中的横截面的剖视图；

图4为图3中B处的放大图；

图5为本发明的实施例的电缆防护装置的立体结构示意图；

图6为本发明的实施例的电缆防护装置的电缆固定座和电缆护套的立体结构示意图；

图7为本发明的实施例的风力发电机组的塔架和电缆防护装置的立体结构示意图。

附图标记说明：

11、外圈；12、内圈；121、电缆固定座；122、安装配合面；123、第一凹槽；13、滚动体；20、电缆护套；21、安装折边；24、第二凹槽；30、电缆固定孔；40、爬梯；50、连接架；51、连接杆；52、支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例的电缆防护装置及风力发电机组进行详细描述。

如图1至图3所示，根据本发明的实施例，电缆防护装置包括外圈11、内圈12和电缆护套20。其中，内圈12可转动地设置在外圈11内，电缆护套20可拆卸地连接在内圈12上，且与内圈12的内壁面组成电缆固定孔30。当电缆固定在电缆固定孔30内时，由于内圈12可转动地设置在外圈11内，因此内圈12可以随电缆转动，保证电缆防护装置不会干扰电缆的扭缆，满足使用需求；电缆护套20可以将电缆固定在内圈12上，利用内圈12和外圈11对电缆实现防护，保证电缆的使用安全，防止电缆使用过程中由于电缆碰撞和摩擦导致的安全事故。

使用时，外圈11可以与固定物连接。本发明对电缆实现防护的原理是，采用内圈12相对外圈11可转动的结构，使得其可以满足电缆的扭缆需求；将外圈11固定在固定物上，使得电缆不会摆动从而防止碰撞，同时防止电缆防护装置沿电缆滑动下坠，同时电缆防护装置夹紧了动力电缆，能够防止动力电缆因自身重力及运行中振动等原因下滑；利用电缆护套20将电缆固定在内圈12上保证电缆可以与电缆防护装置固定连接，防止电缆之间的摩擦。由此，保证电缆的使用安全，避免在工作过程中由于电缆受损而造成危害。

在本实施例中，为了减小内圈12相对外圈11转动的摩擦，延长使用寿命，内圈12和外圈11之间设置有滚动体13。该滚动体13可以是滚珠，也可以是其他能够减小摩擦的结构。

优选地，为了提高标准化，减少成本，采用轴承作为承载基体，即轴承的外圈即为电缆防护装置的外圈11，轴承的内圈即为电缆防护装置的内圈12。这样电缆防护装置更便于加工。

当然，在其他实施例中，内圈12上可以设置凸块，外圈11上设置滑道，使凸块置于滑道内，并在滑道内填充润滑油或润滑脂实现内圈12相对外圈11的转动。

如图3至图6所示，电缆防护装置还包括电缆固定座121，其与电缆护套20组成保护套件，电缆固定座121可拆卸地设置在内圈12的内壁上，且沿内圈12的径向凸出于内圈12的内壁。电缆固定座121用于与电缆护套20配合实现电缆的固定。电缆护套20可拆卸地设置在电缆固定座121上，并与电缆固定座121一起围成电缆固定孔30。为保护电缆，电缆固定座121和电缆护套20的材质优选为尼龙材质，当然也可以是橡胶等具有保护功能的材质。

电缆固定座121可以一体成型在内圈12的内壁面上，也可以单独加工在通过焊接、铆接或粘接等方式装配到内圈12上，只要保证其可以稳固地固定在内圈12上并与电缆护套20一起可靠地固定电缆即可。

在本实施例中，3个电缆为一个电缆组，每个电缆组包括ABC三相电缆，通过一个电缆护套20和一个电缆固定座配合将一个电缆组固定。为了保证三个电缆均可以可靠固定，防止电缆之间相互摩擦，电缆固定孔30的周壁为三个圆弧依次首尾连接组成(相邻两个圆弧之间圆滑过渡)，且三个圆弧的圆心的连线为三角形。这样三个电缆可以呈品字形设置在电缆固定孔30内，电缆固定孔30的圆弧段可以和电缆贴合，对电缆实现有效的固定。

优选地，电缆固定座121的朝向内圈12的圆心的一面上设置有第一凹槽123，电缆护套20具有第二凹槽24，电缆护套20与电缆固定座121连接后，第一凹槽123和第二凹槽24组成电缆固定孔30。此种结构的电缆固定座121和电缆护套20可以保证可靠地固定电缆，且加工方便，当电缆护套20安装到电缆固定座121上后可以牢靠地固定电缆。当然，在其他实施例中，电缆固定孔30可以为单圆孔，用于固定单根电缆。

结合参见图4，优选地，为了便于电缆护套20与电缆固定座121连接，电缆固定座121的朝向内圈12的圆心的一面上还包括安装配合面122，安装配合面122位于第一凹槽123的两侧，电缆护套20上设置有与安装配合面122对应的安装折边21。通过设置安装配合面122和安装折边21可以使电缆固定座121和电缆护套20连接更加紧密，进而保证对电缆的固定效果更好。

在本实施例中，电缆护套20与电缆固定座121之间通过螺纹紧固件连接。电缆护套20的安装折边21上设置有通孔，电缆固定座121的安装配合面122上设置有螺纹孔，螺纹紧固件穿过通孔后与螺纹孔螺纹连接，实现紧固。

优选地，内圈12上设置有多个电缆固定座121，其沿内圈12的周向间隔设置(可以为均匀间隔，也可以为非均匀间隔)，电缆护套20的数量与电缆固定座121一致，且两者一一对应地设置。为了满足电缆的散热需求，相邻两个电缆固定孔30之间的最小距离应大于或等于电缆固定孔30内的电缆的直径的2倍。

如图7所示，根据本发明的实施例的另一方面，风力发电机组包括动力电缆和电缆防护装置，该电缆防护装置为上述的电缆防护装置，动力电缆固定设置在电缆防护装置的电缆固定孔30内。

外圈11可以通过连接架50固定连接在风力发电机组的爬梯40或塔筒上。为了保证连接架50可以对电缆防护装置进行有效可靠地支撑，连接架50包括连接杆51和支撑杆52，连接杆51的一端连接在外圈11上(如通过焊接的方式连接，其与外圈11焊接处理处采用外圈11半径倒角处理，以保证连接杆与外圈11的无缝贴合焊接，实现最大接触面积，保证机械强度)，另一端固定连接在爬梯40上或者塔筒上(如通过螺栓连接)。支撑杆52连接在爬梯40或塔筒上的一端位于连接杆51下方，支撑杆52的另一端连接在连接杆51上(支撑杆52在连接杆51上的连接点与连接杆51与爬梯40或塔筒的连接点之间的距离为连接杆51长度的三分之二)，以对连接杆51形成支撑。连接杆51为两根，相应地支撑杆52也为两根，以保证此电缆防护系统在风力发电机组运行过程中的牢固性、可靠性。

该电缆防护装置用于对动力电缆进行固定和防护，其使用时：

外圈11通过连接杆51(其可通过槽钢制作)与塔筒或其内爬梯40固定。外圈11通过槽钢采用稳固的三角支撑结构与塔筒内爬梯40相连，确保整个电缆防护系统的牢固性。

将电缆穿入内圈12(本实施例中，内圈12直径至少380mm，当然也可以根据需要选择其他尺寸，满足使用需求即可)内，并通过电缆护套20和电缆固定座121配合将一个电缆组固定在内圈12上。具体地，电缆固定座121上设置深度为5mm的螺纹孔，电缆护套20通过螺栓固定在电缆固定座121上，并将电缆固定座121固定在内圈12上。螺纹孔的设置位置要避开轴承结构(即内圈12、外圈11和滚动体13组成的轴承结构)中滚珠的中心位置，保证内圈12螺纹孔处与滚珠的间距，进而保证机械强度。

电缆护套20的圆弧的直径根据电缆外径设计，其可敷设并夹紧固定三根主动力电缆，ABC三相主动力电缆成三角形在电缆固定孔中排布敷设。

这样风力发电机偏航时，带动主动力电缆旋转扭缆，而主动力电缆通过电缆护套20与内圈12结合为一体，内圈12与主动力电缆一起旋转，满足扭缆需求。电缆护套20沿内圈12周向排布间隔大于或等于两倍的电缆外径，满足电缆散热需求。外圈11固定连接在塔筒或爬梯40上，解决了电缆固定下滑的问题，防止拉伤电缆，亦解决了电缆磨损的问题。

本发明的电缆防护装置及风力发电机组具有如下效果：

电缆防护装置可有效满足风力发电机组的扭缆段主动力电缆的扭缆、散热、固定、和防护需求。

通过内圈和外圈配合，并可相对外圈转动的结构解决了主动力电缆扭缆问题。

通过电缆护套与电缆固定座固定电缆解决主动力电缆固定、需要防止电缆下滑的问题以及电缆磨损的问题。

通过电缆护套在内圈中间隔设置，且相邻两个电缆固定孔之间的最小距离是两倍或以上的电缆外径，解决电缆散热问题。

通过槽钢将外圈与塔筒内爬梯或塔筒固定并采用可靠的三角支撑结构，确保整个电缆防护系统的可靠性稳固性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电缆防护装置，其特征在于，包括：

外圈(11)；

内圈(12)，所述内圈(12)可转动地设置在所述外圈(11)内；

电缆护套(20)，所述电缆护套(20)可拆卸地连接在所述内圈(12)上，且与所述内圈(12)的内壁面组成电缆固定孔(30)。

2.根据权利要求1所述的电缆防护装置，其特征在于，所述内圈(12)与所述外圈(11)之间设置有滚动体(13)。

3.根据权利要求1或2所述的电缆防护装置，其特征在于，所述电缆防护装置还包括电缆固定座(121)，所述电缆固定座(121)与所述电缆护套(20)组成保护套件，所述电缆固定座(121)可拆卸地设置在所述内圈(12)的内壁上，且沿所述内圈(12)的径向凸出于所述内圈(12)的内壁，所述电缆护套(20)可拆卸地设置在所述电缆固定座(121)上，并围成所述电缆固定孔(30)。

4.根据权利要求3所述的电缆防护装置，其特征在于，所述电缆固定孔(30)的周壁为三个圆弧依次首尾连接组成，且三个所述圆弧的圆心的连线为三角形，或所述电缆固定孔(30)为圆孔。

5.根据权利要求3所述的电缆防护装置，其特征在于，所述电缆固定座(121)的朝向所述内圈(12)的圆心的一面上设置有第一凹槽(123)，所述电缆护套(20)具有第二凹槽(24)，所述电缆护套(20)与所述电缆固定座(121)连接后，所述第一凹槽(123)和所述第二凹槽(24)组成所述电缆固定孔(30)。

6.根据权利要求5所述的电缆防护装置，其特征在于，所述电缆固定座(121)的朝向所述内圈(12)的圆心的一面上还包括安装配合面(122)，所述安装配合面(122)位于所述第一凹槽(123)的两侧，所述电缆护套(20)上设置有与所述安装配合面(122)对应的安装折边(21)。

7.根据权利要求6所述的电缆防护装置，其特征在于，所述安装配合面(122)上设置有螺纹孔，所述电缆护套(20)通过螺纹紧固件与所述电缆固定座(121)连接。

8.根据权利要求1所述的电缆防护装置，其特征在于，所述电缆护套(20)为多个且沿所述内圈(12)的周向间隔设置，相邻两个所述电缆固定孔(30)的最小距离大于或等于所述电缆固定孔(30)内的电缆的直径的2倍。

9.一种风力发电机组，包括动力电缆和电缆防护装置，其特征在于，所述电缆防护装置为权利要求1至8中任一项所述的电缆防护装置，所述动力电缆固定设置在所述电缆防护装置的电缆固定孔(30)内。

10.根据权利要求9所述的风力发电机组，其特征在于，所述外圈(11)通过连接架(50)固定连接在所述风力发电机组的爬梯(40)或塔筒上。