CN106165229B - 水下线缆接合系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于将与发电单元连通的至少一个线缆端连接器连接于集线器的集线器安装的线缆连接器上的水下线缆接合系统。系统包括基部；以及至少一个集线器。基部包括用于收纳(多个)集线器的接合区段；以及用于接合线缆端连接器的至少一个接合部件。(多个)集线器包括至少一个集线器安装的线缆连接器。基部的(多个)接合部件和/或至少一个集线器安装的线缆连接器布置成提供其间的相对移动，用于使至少一个线缆端连接器与至少一个集线器安装的线缆连接器接合。

Description

水下线缆接合系统
技术领域
本发明涉及一种水下线缆接合系统，其用于提供与发电单元连通的至少一个线缆端连接器与用于水力发电系统(如例如，水流发电系统、水力发电系统、波浪发电系统和潮汐发电系统)的至少一个集线器安装的线缆连接器之间的接合，并且涉及用于将发电单元的至少一个线缆端连接器连接于至少一个集线器的集线器安装的线缆连接器的方法。
背景技术
公知的是，容易取得的化石燃料资源在减少。此外，化石燃料的使用对环境的影响变得日益明显。由于这一切，故变得必要的是，可行的替代能量源尽可能有效且高效地使用。涡轮用于捕获水流如潮汐、江河和海洋流的功率变为可行的替代能量源。用于捕获此类水流能量的涡轮设备典型地包括使用传动系连接于转子组件的轴驱动的发电机。转子组件包括多个转子叶片，其由水流驱动，以便使传动系的输入轴转动。
涡轮系统典型地以多个配置在特定位置处。常规系统包括集线器，其收集来自多个涡轮的功率，并且经由输出线缆将功率输出至岸边。各个涡轮布置在来自集线器的激励电路上。各个激励电路上可存在多个涡轮。集线器可与其它集线器一起连接在环形电路中。集线器可在较高电压下将功率输出至岸边。估计，必要地位于高潮汐流和/或大浪的区域中的线缆具有大约5年的估计故障平均时间间隔。涡轮系统的典型设计寿命在25到30年之间的范围中。因此，很可能的是，线缆将在集线器和涡轮的寿命期间需要频繁替换。典型地需要动态地定位(DP)的离岸构造船舶，以便替换受损的线缆。然而，此类船舶的使用极为昂贵，故缩短完成受损线缆的替换所需的时间的任何系统将显著地减少成本，并且因此改进发电系统的经济可行性。此外，如果在受损线缆的替换期间，其它涡轮不操作，则具有另外的经济牵连。为了替换具有集线器的常规水下发电系统的一个实例的受损线缆，以附接线缆完成的整个集线器需要升高至海面用于干预。这需要比本发明显著更长的船舶时间，将系统暴露于另外的线缆损坏的较大风险，需要多余线缆的较大环布置在海床上，并且需要附接于集线器的所有发电装置在操作的持续时间内不能操作。为了替换常规涡轮系统的另一个实例的(多个)线缆，集线器需要首先除去。当连接于集线器的其它涡轮不能够操作直到故障线缆和集线器替换时，替换受损线缆的过程对于操作者而言比单个线缆故障将保证的损失更多收入。其它已知系统包括可除去的集线器，其不必除去以便替换故障线缆(如GB1206594.2中公开的)。然而，该系统相比于本发明需要存在两倍数量的湿配合连接器。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于将与发电单元连通的至少一个线缆端连接器连接于集线器的集线器安装的线缆连接器的水下线缆接合系统，其包括：
基部，其包括：
用于收纳集线器的接合区段；以及
用于接合线缆端连接器的至少一个接合部件；以及
包括至少一个集线器安装的线缆连接器的至少一个集线器；
其中基部的(多个)接合部件和/或至少一个集线器安装的线缆连接器布置成提供其间的相对移动，用于位于基部的(多个)接合部件内的至少一个线缆端连接器与至少一个集线器安装的线缆连接器的接合。
根据第二方面，本发明提供了一种用于使用如本文中所述的水下线缆接合系统使与发电单元连通的至少一个线缆端连接器接合于集线器的至少一个集线器安装的连接器的方法，该方法包括：
使至少一个线缆端连接器与基部的至少一个接合部件接合；
使基部的接合区段与至少一个集线器接合；以及
提供基部的(多个)接合部件和/或集线器安装的线缆连接器中的至少一个之间的相对移动，以使至少一个线缆端连接器与(多个)集线器的至少一个集线器安装的线缆连接器接合。
根据又一个方面，本发明提供了一种用于使用如本文中公开的水下系统使与发电单元连通的至少一个线缆端连接器与至少一个集线器的至少一个集线器安装的连接器解除接合的方法，该方法包括：
提供至少一个促动机构，以提供基部的(多个)接合部件与至少一个集线器安装的线缆连接器之间的相对移动，以使(多个)线缆端连接器与(多个)集线器安装的连接器解除接合。
相比于常规水下线缆接合系统，如例如GB1206594.2中公开的系统，本发明的系统有利地减少了需要在与各个单独的发电单元(如例如潮汐涡轮)相关联的线缆与集线器之间产生的连接(例如，湿配合连接)的数量。
系统还可包括至少一个促动器件，其用于提供基部的(多个)接合部件和/或集线器安装的线缆连接器中的至少一个之间的相对移动，以使至少一个线缆端连接器与(多个)集线器的至少一个集线器安装的线缆连接器接合。
基部的(多个)接合部件和/或集线器安装的线缆连接器中的至少一个之间的相对移动可由ROV(远程操作运载器)提供。ROV可操作成使基部的(多个)接合部件和/或集线器安装的线缆连接器中的至少一个移动，以便使至少一个线缆端连接器与(多个)集线器的至少一个集线器安装的线缆连接器接合。
至少一个集线器安装的线缆连接器可由至少一个(多个)刺板提供。
系统可包括布置成将至少一个集线器夹持于基部的至少一个夹具。系统优选地布置成使得线缆端连接器位于(多个)夹具外。夹具可由至少一个集线器提供。夹具可由基部提供。夹具可能够由ROV或潜水者操作。夹具可能够由"船上"系统或外部暂时配置的系统操作，如例如可除去的绞车或其它适合的工具。线缆端连接器和/或线缆因此可容易地接近，而不损害(多个)夹具或(多个)集线器。本发明的系统使得独立线缆和/或线缆端连接器能够替换，而不需要从基部除去(多个)集线器。此外，本发明的系统显著地减少了零件数，因为各个连接器直接地连接线缆和水下集线器刺板。系统使得在解决问题时连接于(多个)集线器的其余涡轮能够操作，同时单个涡轮未操作。系统使得线缆能够固定或替换，而不需要除去(多个)集线器。本发明的系统因此提供了用于线缆取回、修理和/或配置的显著成本节省。
例如，发电单元可为水流涡轮或波浪动力装置。
(多个)集线器典型地包括电气设备，如例如，隔离器、电路断路器、变频器、其它功率电子装置、变压器、开关以及母线排。
至少一个促动机构优选地布置成使集线器的(多个)刺板沿朝向和/或远离基部的至少一个接合部件的方向移位。至少一个促动机构优选地布置成使(多个)刺板关于集线器旋转。至少一个促动机构可布置成使(多个)刺板关于集线器摆动。(多个)刺板移位以便使(多个)集线器安装的线缆连接器和/或至少一个接合部件沿朝向和/或远离彼此的方向移动，(多个)刺板关于集线器旋转，以及使(多个)刺板关于集线器摆动可由相同的促动机构提供。作为备选，(多个)刺板移位以便使(多个)集线器安装的线缆连接器和/或至少一个接合部件沿朝向和/或远离彼此的方向移动，刺板关于集线器旋转，以及使(多个)刺板关于集线器摆动可由两个或更多个单独的促动机构提供。
系统还可包括至少一个输出线缆连接器。系统还可包括用于与至少一个输出线缆连接器接合的至少一个输出线缆安装的连接器。至少一个(多个)输出线缆连接器和/或至少一个(多个)输出线缆安装的连接器优选为湿配合连接器。
系统还可包括至少一个输出促动机构，其用于提供(多个)输出线缆安装的连接器和/或(多个)输出线缆连接器之间的相对移动，用于至少一个输出线缆安装的连接器与至少一个输出线缆连接器的接合。系统优选包括多个输出促动机构。至少一个输出线缆连接器优选地设在至少一个输出刺板上。例如，系统可包括多个促动机构，其包括多个输出刺板。各个刺板可包括一个或更多个线缆连接器。
该或各个输出线缆连接器可包括关于(多个)刺板的独立局部浮动和/或顺应。多个输出线缆连接器可包括关于(多个)刺板的共同浮动和/或顺应。
系统可包括至少一个输出接合部件，用于收纳至少一个输出线缆安装的连接器。各个接合部件可包括用于在使用中位于河床或海床附近的基部部分；位于接合部件的第一端处或附近的定位特征；以及位于接合部件的第二相对端处或附近的至少一个附接特征。第一定位特征可位于接合部件的第一端处或附近。第二定位特征可位于接合部件的第一端与第二端之间。
系统可提供以任何适合的布置的至少一个输出接合部件。布置可包括任何适合数量的输出接合部件，优选对应于提供的输出线缆连接器的数量。
(多个)输出刺板可包括以第一布置提供的至少一个输出线缆连接器。至少一个输出线缆安装的连接器可以以第二布置提供。例如，至少一个输出接合部件以第二布置提供。第二布置可包括任何适合数量的输出线缆安装的连接器和/或输出接合部件。作为优选，以第二布置提供的输出线缆安装的连接器和/或输出接合部件的数量对应于以第一布置提供的输出线缆连接器的数量。第一布置和第二布置是互补的，使得在(多个)输出线缆连接器和/或(多个)输出线缆安装的连接器由至少一个输出促动机构移位时，至少一个(例如，各个)输出线缆安装的连接器与集线器的输出线缆连接器对准并且匹配。例如，以第一布置的输出线缆连接器之间的位置和间距大致匹配以第二布置的输出线缆安装的连接器和/或输出接合部件之间的位置和间距。
输出线缆连接器和/或输出线缆安装的连接器和/或输出接合部件可以以任何适合的布置提供，如例如圆形布置或直线布置。
输出线缆连接器和输出线缆安装的连接器和/或输出接合部件的布置可具有一定程度的旋转对称。该布置允许集线器在一个以上的位置安装到基部上。
在又一个实施例中，输出接合部件和/或输出线缆安装的连接器位于集线器的垂直凸起外侧。
该或各个输出线缆安装的连接器可安装在输出线缆头系统内。多个输出线缆安装的连接器可安装在单个输出线缆头系统内。例如，输出线缆的不同的芯可分开(split out)至单个输出线缆头系统内的单独的输出线缆安装的连接器。例如，单独的相位、连通、辅助功率、控制等可分开至单个输出线缆头系统内的单独的输出线缆安装的连接器。
输出线缆头系统内的该或各个(多个)输出线缆安装的连接器可包括关于输出线缆头系统的独立的局部浮动和/或顺应。
安装在输出线缆头系统内的多个输出线缆安装的连接器可包括关于输出线缆头系统的共同浮动和/或顺应。
(多个)输出线缆安装的连接器可在输出线缆头系统内安装在一个或更多个输出线缆连接器安装件上。(多个)输出线缆连接器安装件可位于由输出线缆头系统提供的一个或更多个凹口内，以便保护而免受来自外部因素的对安装件的任何意外损坏。
输出线缆头系统优选密封而免于水进入。作为备选，输出线缆头系统可提供多个填充和排出开口，以允许输出线缆头系统的溢流(flooding)。输出线缆头系统可包括框架，(多个)输出线缆安装的连接器安装在该框架中。
至少一个输出接合部件和(多个)输出线缆安装的连接器，或包括(多个)输出线缆安装的连接器的(多个)输出线缆头系统，优选包括接合特征以可释放地接合彼此。(多个)输出接合部件优选包括至少一个接合特征，用于与(多个)输出线缆安装的连接器或(多个)输出线缆头系统可释放接合。接合特征可为任何适合的接合特征组合，以提供(多个)输出接合部件与输出线缆安装的连接器或包括输出线缆安装的连接器的输出线缆头系统之间的可释放接合。
作为优选，(多个)输出接合部件和/或输出线缆安装的连接器和/或输出线缆头系统位于夹具外侧。
(多个)输出线缆头系统可包括至少一个配件，用于协助升高/降低；与集线器安装的输出线缆连接器对准；由例如输出线缆头系统的ROV捕获；和/或提供制止力(holdbackforce)来允许对应线缆铺设开(lay away)。(多个)输出促动机构可包括在其安装于集线器时的局部浮动和/或顺应。
集线器可包括布置成使集线器的至少一个输出线缆连接器和/或输出线缆安装的连接器沿朝向和/或远离彼此的方向移位的至少一个输出触动机构。集线器可包括多个输出促动机构。例如，至少一个输出促动机构可布置成提供集线器的(多个)输出线缆连接器朝向和/或远离至少一个输出线缆安装的连接器和/或(多个)输出接合部件的垂直位移。
当(多个)输出线缆连接器与(多个)输出线缆安装的连接器解除接合时，(多个)输出促动机构可位于集线器的垂直凸起内侧。当(多个)输出线缆连接器与(多个)输出线缆安装的连接器接合时，(多个)输出促动机构可位于集线器的垂直凸起外侧。作为优选，当线缆连接器断开时，(多个)输出促动机构向内侧收缩。(多个)输出促动机构优选地在解除接合位置位于集线器的垂直凸起内侧，以使对应的输出线缆安装的连接器或包括位于对应的输出接合部件内的至少一个输出线缆安装的连接器的对应的输出线缆头系统可在除去/替换时从上方垂直地升高。因此，该操作不需要除去集线器以便除去输出线缆安装的连接器。
(多个)输出促动机构可包括至少一个输出刺入机构，其包括至少一个输出刺板。各个输出刺板可与单独的输出刺入机构相关联。(多个)输出刺入机构例如可为垂直刺入机构。至少一个输出促动机构优选地布置成在线性/轴向刺入之前，使(多个)输出刺板的(多个)输出线缆连接器与对应的(多个)输出线缆安装的连接器对准。至少一个输出促动机构优选地包括对准机构，用于使(多个)输出刺板关于(多个)输出线缆安装的连接器对准。对准机构优选地布置成通过关于集线器的旋转移动来使(多个)输出刺板关于(多个)输出线缆安装的连接器对准。
作为优选，输出促动机构包括输出刺入机构，以提供至少一个输出线缆连接器与至少一个对应的输出线缆安装的连接器之间的连接。集线器优选地包括单独的输出促动机构，例如，单独的输出刺入机构，其布置成提供输出线缆连接器用于与输出线缆安装的连接器的接合。
单个输出促动机构可布置成使所有(多个)输出线缆连接器和/或(多个)输出线缆安装的连接器移位。作为备选，系统可包括多个输出促动机构，其中各个输出促动机构布置成使预定数量的(多个)输出线缆连接器和/或(多个)输出线缆安装的连接器移位。
至少一个输出促动机构可布置成使至少一个输出刺板关于集线器旋转。至少一个输出促动机构可布置成使至少一个输出刺板关于集线器摆动。布置成使至少一个输出刺板关于输出线缆安装的连接器移位的至少一个输出促动机构还可布置成使和/或至少一个输出刺板关于集线器旋转。作为备选，至少一个输出刺板的旋转可由第一输出促动机构提供；至少一个输出刺板的移位可由又一个输出促动机构提供；并且至少一个输出刺板关于集线器可由再一个输出促动机构实现。
(多个)输出促动机构可包括从集线器延伸的至少一个柔性线缆。(多个)柔性线缆优选地布置成在(多个)输出刺板与集线器之间延伸。(多个)柔性线缆优选地布置成以便可移位，以便与包括(多个)输出线缆连接器的(多个)输出刺板一起移位。包括(多个)输出线缆连接器的(多个)输出刺板优选地设在柔性线缆的第一端处。(多个)柔性线缆优选地包括位于以下中的一个或更多个处的连接器：布置成接合集线器的端部；布置成接合输出线缆安装的连接器或输出线缆头系统的端部。作为优选，(多个)柔性线缆包括位于布置成接合集线器的端部处的第一连接器，以及位于布置成接合输出线缆安装的连接器或输出线缆头系统的端部处的第二连接器。布置成接合集线器的柔性线缆的端部优选地包括至少一个穿透器或任何其它适合的连接器，以允许外部电路被带入集线器的干空间中。适合的(多个)连接器的实例为适当设计的舱壁式干配合连接器。布置成接合输出线缆安装的连接器的柔性线缆的端部优选地包括湿配合连接器。柔性线缆可包括适合的连接器的任何组合。例如，连接器可为干配合连接器、湿配合连接器，或它们的组合中的一种或更多种。
(多个)输出促动机构，例如，(多个)输出刺入机构，可包括在其安装于集线器时的局部浮动和/或顺应。(多个)输出刺板可包括在其安装于集线器时的局部浮动和/或顺应。多个输出刺板可包括在它们安装于集线器时的共同浮动和/或顺应。(多个)输出线缆连接器还可包括关于(多个)输出促动机构(例如，(多个)输出刺入机构)的局部浮动和/或顺应。(多个)输出线缆连接器还可包括关于(多个)输出刺板的局部浮动和/或顺应。多个输出线缆连接器可包括关于(多个)输出促动机构(例如，(多个)输出刺板)的共同浮动和/或顺应。
系统还可包括用于接合至少一个输出线缆安装的连接器的至少一个第一输出功能盖。系统还可包括用于接合(多个)输出刺板的对应的至少一个输出线缆连接器的至少一个第二输出功能盖。输出功能盖优选为包括输出连接器的所有密封件和功能的盲连接器。当接合于至少一个输出线缆安装的连接器或输出线缆连接器时，输出功能盖防止连接器暴露于海水。当与(多个)输出线缆连接器接合时，(多个)第二输出功能盖还使得对应的输出电路连接的集线器端能够在全工作电压下激励。例如，当系统包括两个输出电路连接来将集线器布置在环形电路中时，任一或两个输出电路连接可为带电的。如果在对应的输出线缆上存在故障，则输出电路连接中的一个可断开或隔离。集线器可仍在其余输出电路连接上输出。因此，用于输出电路连接的单独的隔离器不需要存在于集线器内。集线器和其余的健康涡轮可因此在受损输出线缆被取走和替换时操作。如果集线器连接在环路中并且输出电路连接包括外侧刺入系统，则集线器仅需要"关闭"，同时输出连接器断开，并且输出功能盖接合于对应的输出连接器。集线器接着可再次操作。因此，集线器的停机时间相比于常规系统显著减少。
第一输出功能盖和第二输出功能盖中的至少一个由(多个)输出刺入机构提供。例如，第一和/或第二输出功能盖可为(多个)输出刺入机构的部分。第一和/或第二输出功能盖可由(多个)输出刺入机构定位在对应的(多个)连接器上。
(多个)输出线缆头系统还可包括用于储存第一和/或第二输出功能盖的至少一个凹口。
当集线器安装的输出线缆连接器与输出线缆安装的连接器接合时，(多个)输出促动机构(例如，(多个)刺入机构)优选地布置成储存至少一个第一和/或第二输出功能盖。作为优选，(多个)促动机构提供至少一个凹口用于收纳第一和/或第二输出功能盖。在接合位置，当至少一个输出线缆安装的连接器与对应的(多个)输出线缆连接器接合时，至少一个第一和/或第二输出功能盖与相应的线缆连接器解除接合。
第一和/或第二输出功能盖优选地包括用于相互接合的接合特征，使得当(多个)输出刺入机构处于接合位置时，至少一个第一输出功能盖接合对应的至少一个第二输出功能盖。至少一个第一和第二输出功能盖的接合确保盖在未使用时被保护而免受外部因素。
(多个)输出线缆安装的连接器和/或(多个)输出线缆头系统可由甲板安装的绞车或甲板起重机下降就位。(多个)输出线缆安装的连接器和/或(多个)输出线缆头系统可由远程操作的运载器(ROV)、绞车和/或起重机操纵到关于基部的位置中。(多个)输出线缆连接器，例如，输出线缆头系统，可包括至少一个配件，用于与ROV和/或甲板安装的绞车和/或甲板起重机对准和/或接合。例如，(多个)输出线缆头系统的第二表面或第二侧部分可提供至少一个配件，用于与ROV和/或甲板安装的绞车和/或甲板起重机对准和/或接合。由(多个)输出线缆安装的连接器提供的至少一个配件优选地提供与ROV和/或甲板安装的绞车和/或甲板起重机的可释放接合。例如，(多个)输出线缆安装的连接器，例如，输出线缆头系统，优选地包括用于安装至少一个配件的凸缘，用于与ROV和/或甲板安装的绞车和/或甲板起重机对准和/或接合。(多个)配件可为任何适合的特征，如例如，凸起、开口或凹口。当输出线缆头系统与对应的输出接合部件大致对准时，ROV、甲板安装的绞车和/或甲板起重机可从输出线缆头系统释放。ROV、绞车和/或起重机的释放可因此使得输出线缆头系统能够下降或降低成与对应的输出接合部件接合。(多个)输出线缆连接器和/或(多个)输出线缆头系统可使用甲板安装的绞车和/或甲板起重机从上方垂直地降低。可选地，ROV可用于观察并且使(多个)输出连接器和/或(多个)输出线缆头系统与绞车和/或起重机断开。然而，ROV可用于将(多个)输出线缆安装的连接器和/或(多个)输出线缆头系统操纵至期望的位置。
用于(多个)输出线缆安装的连接器、(多个)输出线缆连接器和(多个)输出促动机构的优选实施例在上文描述。然而，将理解的是，本发明可包括任何常规(多个)输出线缆安装的连接器、(多个)输出线缆连接器和(多个)输出促动机构。
系统优选地还包括至少一个线缆端连接器，其布置成收纳在至少一个(多个)接合部件内。线缆端连接器优选为湿配合连接器。湿配合连接器优选设在线缆的第一端处，线缆的另一端连接于涡轮。各个线缆端连接器可安装在线缆头系统内。系统可包括多个不同类型的线缆端连接器和/或集线器安装的连接器。系统可包括多个线缆头系统。线缆头系统中的一个或更多个可包括不同类型的线缆端连接器。一个或各个线缆头系统可包括多个不同类型的线缆端连接器。
基部可提供以任何适合布置的多个接合部件。布置可包括优选地对应于线缆端连接器的数量的任何适合数量的接合部件。集线器安装的线缆连接器可以以任何适合布置提供。
基部可包括以第一布置提供用于收纳多个线缆端连接器的多个接合部件。集线器安装的连接器可由至少一个刺板以第二布置提供。第一布置和第二布置优选为互补的，使得在由至少一个促动机构移位，例如，由(多个)刺板的移位时，各个接合部件与集线器安装的线缆连接器对准。例如，以第一布置的接合部件之间的位置和间距大致匹配以第二布置的集线器安装的线缆连接器之间的位置和间距。
例如，接合部件可提供为圆形布置或直线布置。
接合部件和/或集线器安装的线缆连接器的布置可具有一定程度的旋转对称。该布置允许集线器在一个以上的位置安装到基部上。
各个接合部件可包括用于在使用中位于河床或海床附近的基部部分；位于接合部件的第一端处或附近的定位特征；以及位于接合部件的第二相对端处或附近的至少一个附接特征。第一定位特征可位于接合部件的第一端处或附近。第二定位特征可位于接合部件的第一端与第二端之间。
基部还可包括用于与集线器的至少一个对准特征对准的至少一个对准特征。(多个)刺板还可包括至少一个对准特征，用于使(多个)刺板关于基部的(多个)接合部件对准。(多个)对准特征可为适合的特征的任何组合，如例如凸起、开口、凹口或它们的组合。例如，(多个)对准特征可位于中心。
接合部件可以以任何适合的布置位于基部上。例如，接合部件可以以围绕基部的位于中心的(多个)对准特征的圆形布置延伸。集线器安装的线缆连接器可以以围绕集线器的位于中心的(多个)对准特征的圆形布置延伸。
在又一个实施例中，基部的至少一个接合部件和/或线缆端连接器位于集线器的垂直凸起外侧。
如果(多个)输出线缆安装的连接器和/或输出线缆连接器为干配合连接器，则基部还可包括变压器。
(多个)线缆端连接器可安装在至少一个线缆头系统内。各个线缆端连接器优选地安装在单独的线缆头系统内。多个线缆端连接器可安装在单个线缆头系统内。系统可包括单个线缆，其包括多个线缆端连接器或线缆头系统。例如，线缆的不同的芯可分开至单独的线缆端连接器或单个线缆头系统内的单独的线缆端连接器。例如，单独的相位、连通、辅助功率、控制等可分开至单个线缆头系统内的单独的线缆端连接器。
作为优选，(多个)线缆端连接器和/或(多个)接合部件和/或线缆头系统位于夹具外侧。
线缆头系统内的该或各个(多个)线缆端连接器可包括关于线缆头系统的独立的局部浮动和/或顺应。
安装在线缆头系统内的多个线缆端连接器可包括关于线缆头系统的共同浮动和/或顺应。
线缆头系统优选地密封以免水进入。作为备选，线缆头系统可提供多个填充和排出开口，以允许线缆头系统的溢流。线缆头系统可包括(多个)线缆端连接器安装在其中的框架。
线缆头系统可包括至少一个配件，用于协助升高/降低；对准；捕获线缆头系统；和/或铺设开对应的线缆。(多个)线缆端连接器优选地还包括关于线缆头系统的局部浮动和/或顺应。
基部的至少一个接合部件和线缆端连接器或包括线缆端连接器的线缆头系统优选地包括用以可释放地接合彼此的接合特征。(多个)接合部件优选地包括用于与(多个)线缆连接器可释放接合的至少一个接合特征。接合特征可为任何适合的接合特征组合，以提供(多个)接合部件与线缆端连接器或包括线缆端连接器的线缆头系统之间的可释放接合。
(多个)线缆端连接器可在线缆头系统内安装在一个或更多个线缆连接器安装件上。(多个)线缆连接器安装件可位于由线缆头系统提供的一个或更多个凹口内，以便保护而免受来自外部因素的对安装件的任何意外损坏。
(多个)线缆头系统可提供至少一个第一定位特征，如例如凸脊、凹口或仿形表面。基部的(多个)接合部件还可提供至少一个第一定位特征，其形状和大小确定成收纳线缆头系统的(多个)第一定位特征。例如，基部的(多个)接合部件可提供至少一个凸脊、凹口或仿形表面，用于收纳和/或接合线缆头系统的至少一个第一定位特征。(多个)接合部件可包括多个支承臂，其布置成提供例如凹口，该凹口形状和大小确定用于收纳和/或接合(多个)线缆头系统的至少一个第一定位特征。(多个)线缆头系统和基部的(多个)接合部件的(多个)第一定位特征布置成提供(多个)线缆头系统相对于相应(多个)接合部件的大体定位。
(多个)线缆头系统可提供至少一个第二定位特征，如例如凹口或凸起。基部的(多个)接合部件还可提供至少一个第二定位特征，其形状和大小确定成收纳和/或接合(多个)线缆头系统的至少一个第二定位特征。例如，基部的(多个)接合部件可提供至少一个凸起或凹口，用于收纳和/或接合(多个)线缆头系统的至少一个(多个)第二定位特征。(多个)线缆头系统和基部的(多个)接合部件的(多个)第二定位特征布置成提供线缆头系统相对于基部的(多个)接合部件的准确定位。例如，(多个)第二定位特征可为向内渐缩的凹口。凹口可沿凹口的长度从由接合部件或线缆头系统的表面提供的开口向内渐缩。(多个)接合部件的第二定位特征优选地提供用于在线缆安装期间对负载起反应的固定点。
第一和/或第二(多个)定位特征可设在线缆头系统和/或基部的(多个)接合部件上的任何适合的位置。(多个)接合部件优选地包括用于位于河床或海床附近的基部部分。线缆头系统优选地包括在使用中布置成位于(多个)接合部件的基部部分附近的第一表面。作为优选，线缆头系统的第一表面提供第一和/或第二(多个)定位特征。
线缆头系统可包括在使用中布置成位于基部的(多个)接合部件的基部部分附近的第一表面，以及相对的第二表面。(多个)第二定位特征可为凹口，其从线缆头系统的第一表面沿朝线缆头系统的相对的第二表面延伸的方向延伸。凹口可沿凹口的长度，从设在线缆头系统的第一表面处的凹口的第一端处的开口朝凹口的相对的第二端向内渐缩。(多个)凹口的第一端的截面大小(例如，直径)可大于(多个)凹口的相对的第二端的截面大小(例如，直径)。(多个)锥形凹口可提供成以便实现线缆头系统关于集线器的更准确的定位。
第一和/或第二定位特征可设在线缆头系统的第一表面上的任何适合的位置。第一和/或第二定位特征可例如位于中心位置，或者可从线缆头系统的第一表面的中心偏移。
集线器优选地还包括用于收纳与多个涡轮至公共输出连接的连接相关联的设备的干空间。
系统可包括至少一个集线器和基部。至少一个集线器优选地能够在至少一个集线器的配置期间相对于基部定向。例如，系统还可包括至少一个驱动系统，用于使至少一个集线器相对于基部定向。(多个)驱动系统可为任何适合的驱动系统，如例如机械或水力的驱动系统。至少一个集线器可相对于基部被动地定向，例如，通过在至少一个集线器朝基部和/或到基部上的降低和/或下拉期间定向。
在一个实施例中，系统包括多个集线器。各个集线器优选地包括单独的刺入机构，其布置用于与位于基部的(多个)接合部件内的线缆端连接器中的一个接合。作为优选，各个集线器布置成接合单独的线缆端连接器。
促动机构可包括从集线器延伸的至少一个柔性线缆。(多个)柔性线缆优选地布置成在(多个)刺板与集线器之间延伸。(多个)柔性线缆优选地布置成以便可移位，以便与包括(多个)集线器安装的线缆连接器的(多个)刺板一起移位。包括(多个)集线器安装的连接器的(多个)刺板设在柔性线缆的第一端处。(多个)柔性线缆优选地包括位于以下中的一个或更多个处的连接器：布置成接合集线器的端部；布置成接合线缆端连接器或线缆头系统的端部。作为优选，(多个)柔性线缆包括位于布置成接合集线器的端部和布置成接合线缆端连接器或线缆头系统的端部两者处的连接器。布置成接合集线器的线缆的端部优选地还包括至少一个穿透器或任何其它适合的连接器，以允许外部电路被带入集线器的干空间中。适合的(多个)连接器的实例为适当设计的舱壁式干配合连接器。布置成接合线缆端连接器的柔性线缆的端部优选地还包括湿配合连接器。柔性线缆可包括任何适合的连接器组合。例如，连接器可为干配合连接器、湿配合连接器，或它们的组合中的一种或更多种。
至少一个促动机构可能够在接合位置与解除接合位置之间移动，该接合位置提供位于(多个)接合部件内的至少一个线缆端连接器与(多个)刺板的至少一个集线器安装的线缆连接器之间的接合，在该解除接合位置，位于(多个)接合部件内的至少一个线缆端连接器与(多个)刺板的至少一个集线器安装的线缆连接器解除接合。至少一个促动机构优选地布置成在线性/轴向刺入之前，使(多个)刺板的(多个)集线器安装的连接器与对应的(多个)线缆端连接器对准。至少一个促动机构优选地包括用于使(多个)刺板关于(多个)线缆端连接器对准的对准机构。对准机构优选地布置成通过关于集线器的旋转移动来使(多个)刺板关于(多个)线缆端连接器对准。在接合位置，(多个)刺板优选地位于集线器的垂直凸起外侧。在解除接合位置，(多个)刺板优选地位于集线器的垂直凸起内侧。作为优选，(多个)促动机构在线缆连接器断开时向内侧收缩。(多个)促动机构优选地位于集线器的垂直凸起内侧，以使对应的线缆端连接器或包括位于对应的接合部件内的线缆端连接器的对应的线缆头系统可在除去/替换时从上方垂直地升高。因此，该操作不需要除去集线器以便除去线缆端连接器。
作为优选，促动机构包括至少一个刺入机构，以提供至少一个集线器安装的连接器与同各个涡轮突出部(spur)相关联的至少一个对应的线缆端安装的连接器之间的连接。例如，集线器优选地包括多个单独的刺入机构，其中各个刺入机构布置成提供用于与各个涡轮突出部的线缆端连接器接合的集线器安装的线缆连接器。
(多个)促动机构，例如(多个)刺入机构，可包括在其安装于集线器时的局部浮动和/或顺应。(多个)集线器安装的线缆连接器还可包括关于(多个)促动机构(例如，(多个)刺入机构)的局部浮动和/或顺应。(多个)集线器安装的线缆连接器可包括关于(多个)刺板的局部浮动和/或顺应。多个集线器安装的连接器可包括关于(多个)刺板的共同浮动和/或顺应。
(多个)促动机构还可提供用于接合至少一个线缆端连接器的至少一个第一功能盖。在解除接合位置，(多个)促动机构可布置成使至少一个第一功能盖与至少一个线缆端连接器接合。(多个)促动机构还可提供用于接合对应的至少一个集线器安装的线缆连接器的至少一个第二功能盖。在解除接合位置，(多个)促动机构可布置成使至少一个第二功能盖与至少一个集线器安装的线缆连接器接合。各个促动机构优选地能够使盖与由基部和集线器提供的各对对应的连接器中的线缆端连接器和/或集线器安装的连接器接合和解除接合。功能盖优选地为盲连接器，其包括连接器的所有密封件和功能。在接合于至少一个线缆端连接器或至少一个集线器安装的连接器时，功能盖防止(多个)连接器暴露于海水。在与(多个)集线器安装的连接器接合时，第二功能盖还使得对应的突出部的集线器端能够在全工作电压下激励。因此，用于突出部的单独的隔离器不需要存在于集线器内。集线器和其余的健康涡轮可因此在受损线缆被取走和替换时操作。集线器仅需要在连接器断开并且盖接合于对应的连接器时"关闭"。集线器接着可再次操作。因此，集线器的停机时间相比于常规系统显著减少。
在接合位置，(多个)促动机构优选地布置成储存至少一个第一和/或第二功能盖。在接合位置，至少一个第一和/或第二功能盖与相应的线缆端和/或集线器安装的连接器解除接合。
第一和第二功能盖优选地包括用于相互接合的接合特征，使得当(多个)促动机构处于接合位置时，第一功能盖接合第二功能盖。第一功能盖和第二功能盖的接合确保了盖在未使用时被保护而免受外部因素。
线缆头系统还可包括用于储存至少一个第一和/或第二匹配盖的至少一个凹口。
促动机构可包括刺入机构(其包括刺入组件)和至少一个促动器。(多个)促动器可包括旋转地附接于线缆连接器系统的至少一个摆臂。至少一个摆臂可布置成使刺入机构在收回位置与对准位置之间移动，在该收回位置，其与(多个)线缆端连接器或(多个)线缆头系统大致失准，在该对准位置，刺入机构与(多个)线缆端连接器或(多个)线缆头系统大致对准。在对准位置，(多个)线缆端连接器或(多个)线缆头系统对准，以便由刺入运动与集线器安装的连接器配合。在对准位置，刺入组件可上覆(多个)线缆端连接器或(多个)线缆头系统，并且摆臂可布置成使得在收回位置，刺入组件不上覆(多个)线缆端连接器或(多个)线缆头系统(并且例如没有(多个)线缆端连接器或(多个)线缆头系统的垂直凸起)。摆臂可使刺入组件围绕收回位置与对准位置之间的弧移动。在对准位置，摆臂可与(多个)线缆端连接器或(多个)线缆头系统成角(优选地大致垂直)延伸。
根据又一个方面，本发明包括刺入系统(其包括刺入组件)和至少一个促动器，其中至少一个促动器布置成使刺入组件在收回位置与对准位置之间移位，在该对准位置，刺入组件与(多个)线缆端连接器或(多个)线缆头系统大体对准，并且其中刺入组件布置成提供(多个)刺板关于组件的相对线性移动。例如，刺入组件可布置成提供(多个)刺板的垂直移动。至少一个促动器可布置成使刺入组件在收回位置与对准位置之间旋转。至少一个摆臂可提供用于旋转移动。旋转移动可布置成使得在收回位置，刺入组件不覆盖(多个)线缆端连接器和/或线缆端连接器设在其中的(多个)线缆头系统。(多个)刺板的相对线性移动可布置成在刺入组件处于对准位置时产生/断开在(多个)线缆端连接器与(多个)集线器安装的连接器之间形成的连接。刺入组件可布置成能够移动穿过或进入收回位置与对准位置之间的中间位置。中间位置可使得(多个)刺板关于(多个)线缆头系统降低。在到达对准位置之前，摆臂能够移动，使得(多个)刺板关于线缆头系统降低。在中间位置，刺入组件的至少一部分可布置成接合线缆头系统。在中间位置，(多个)刺板可布置成接合位于线缆端连接器上的第一盖。
刺入组件可由第一液压促动器促动。摆臂可由第二液压促动器促动。
摆臂可从邻近刺入组件的第一端延伸至远离刺入组件的第二端。摆臂在第二端近侧可枢转地安装。摆臂可枢转地附接于集线器与其相关联的框架。液压油缸可设在第二端近侧用于促动摆臂。
至少一个刺板可能够关于摆臂和/或框架移动，例如，以线性运动。由至少一个刺板促动的移动可布置成产生/断开连接器之间的连接，如例如电气或光纤连接，并且由摆臂促动的移动可布置成使刺入组件与线缆端连接器或线缆头系统对准/失准。刺板组件可包括液压促动器。
刺入组件可包括刺入框架，例如，铰接的刺入框架，用于在摆臂处于对准位置时与线缆头系统对准。(多个)刺板优选地由刺入框架承载。刺入框架可设在摆臂的第一端近侧。刺入框架优选地布置成对准和采用关于提供凹口的线缆头系统的表面或侧部部分的基准位置。铰接的刺入框架优选地接合线缆头系统，以便使得刺入框架能够关于线缆头系统枢转，以便实现刺入框架相对于提供凹口的线缆头系统的表面或侧部部分的正确对准。
刺板优选地由液压机构可移动地附接于铰接的刺入框架。刺入系统优选地包括位于刺板与铰接框架之间的至少一个液压油缸。
刺入系统优选地还包括至少一个引导机构，其布置成引导(多个)刺板关于(多个)线缆端连接器或(多个)线缆头系统的移动。(多个)连接器或(多个)线缆头系统可例如提供至少一个附接特征，用于接合刺入系统的至少一个引导机构，以便引导(多个)刺板关于(多个)线缆端连接器或(多个)线缆头系统的移动。例如，引导机构可包括一个或更多个凸起。线缆头系统可包括布置成接合刺入系统的(多个)引导机构的一个或更多个止挡特征。(多个)止挡特征可包括一个或更多个槽口，其布置成限制(多个)刺板关于(多个)线缆端连接器或(多个)线缆头系统的移动范围。在中间位置，(多个)刺板可关于线缆头系统降低，使得一个或更多个引导机构(例如，凸起)收纳在对应的线缆头的(多个)止挡特征内。
(多个)集线器可包括从(多个)集线器延伸的至少一个柔性线缆。至少一个柔性线缆可由至少一个穿透器或任何其它适合的连接器在第一端处连接于(多个)集线器，以允许外部电路被带入集线器的干空间中。适合的(多个)连接器的实例为适当设计的舱壁式干配合连接器。至少一个(多个)柔性线缆的第二端(例如，'自由'端)可包括至少一个集线器安装的连接器。至少一个集线器安装的连接器可为湿配合连接器。至少一个集线器安装的连接器可包括用于接合ROV的至少一个附接特征。在(多个)集线器的配置期间，包括(多个)集线器安装的连接器的柔性线缆的自由端在适合位置收起，使得ROV可接合(多个)集线器安装的连接器的(多个)附接特征。ROV可操作成使(多个)集线器安装的连接器移动成与对应的(多个)线缆端连接器或(多个)输出线缆安装的连接器接合。ROV可能够操作成除去/替换和/或储存(多个)功能盖，其能够与(多个)集线器安装的连接器和/或(多个)线缆端连接器和/或(多个)输出线缆安装的连接器接合。
(多个)线缆端连接器可由甲板安装的绞车或甲板起重机降低就位。(多个)线缆端连接器可由远程操作的运载器(ROV)、绞车和/或起重机关于基部操纵就位。(多个)线缆连接器(例如，线缆头系统)因此还可包括至少一个配件，用于与ROV和/或甲板安装的绞车和/或甲板起重机对准和/或接合。例如，线缆头系统的第二表面或第二侧部分可提供至少一个配件，用于与ROV和/或甲板安装的绞车和/或甲板起重机对准和/或接合。由(多个)线缆连接器提供的至少一个配件优选地提供与ROV和/或甲板安装的绞车和/或甲板起重机的可释放接合。例如，(多个)线缆连接器，例如线缆头系统，优选地包括用于安装至少一个配件的凸缘，用于与ROV和/或甲板安装的绞车和/或甲板起重机对准和/或接合。(多个)配件可为任何适合的特征，如例如凸起、开口或凹口。当头与对应的接合部件大致对准时，ROV、甲板安装的绞车和/或甲板起重机可从线缆头系统释放。ROV、绞车和/或起重机的释放可因此使得线缆头系统能够下降或降低成与对应的接合部件接合。(多个)线缆连接器和/或(多个)线缆头系统可使用甲板安装的绞车和/或甲板起重机从上方垂直地降低。可选地，ROV可用于观察并且使(多个)连接器和/或(多个)线缆头系统与绞车和/或起重机断开。然而，ROV可用于将(多个)连接器和/或(多个)线缆头系统操纵至期望位置。
附图说明
图1为本发明的水下线缆接合系统的透视图，其中集线器与基部断开；
图2为根据本发明的一个实施例的输出线缆头系统的透视图，其中集线器与基部断开；
图3为图2的输出线缆头系统的截面图；
图4为根据本发明的又一个实施例的线缆头系统的透视图；
图5为根据本发明的又一个实施例的提供线缆的水平安装的线缆头系统的透视图；
图6为线缆头系统的断面透视图；
图7为线缆头系统的截面透视图；
图8为根据本发明的一个实施例的线缆连接器系统的线缆头系统配置到集线器的安装框架上的图示；
图9和10为根据本发明的一个实施例的刺入机构的图示；
图11为图9的刺入机构的侧视图；
图12为根据本发明的一个实施例的刺入机构的侧视图；
图13为图12的刺入机构的图示；
图14为根据本发明的又一个实施例的刺入机构的图示，其中刺入机构包括功能盖；
图15为图14的刺入机构的从上方的视图的图示。
图16a和16b为根据本发明的一个实施例的在水下线缆接合系统的集线器与线缆头系统之间延伸的柔性线缆的示意图。
图17为示出多个线缆端连接器的线缆头系统的截面透视图。
具体实施方式
参照图1至8，水下线缆接合系统20用于将与发电单元(如例如涡轮)连通的至少一个线缆端连接器连接于集线器安装的线缆连接器。
系统20包括基部10，其提供与输出线缆51连通的多个输出线缆安装的连接器50。输出线缆安装的连接器50位于输出线缆头系统57内。输出线缆头系统57收纳在输出接合部件53内。系统20还包括提供多个输出线缆连接器52的集线器15。输出线缆连接器52和输出线缆安装的连接器50为湿配合连接器。集线器15还包括输出促动机构55，以使集线器15的输出线缆连接器52和输出线缆安装的连接器50沿朝向和/或远离彼此的方向移位。输出促动机构布置成提供集线器15的输出线缆连接器52朝向和/或远离输出线缆安装的连接器50的垂直位移。
输出线缆连接器52以第一间隔开的布置提供，并且输出线缆安装的连接器50以第二间隔开的布置提供。第一布置和第二布置是互补的，使得在输出线缆连接器52由输出促动机构54移位时，输出线缆安装的连接器50与输出线缆连接器52匹配。
系统20包括多个线缆头系统24。线缆头系统24以包括两排线缆头系统24的直线布置来布置。各个线缆头系统24具有第一表面30和相对的第二表面32。如图4和5中所示，第二表面32提供凹口26。凹口26为大致圆形形状。线缆连接器安装件28位于凹口26内，以便保护而免受对安装件28的任何意外损坏。连接器安装件28包括位于凹口26内用于安装线缆端连接器31的凸缘。(多个)线缆端连接器在线缆头系统24内定位成与线缆头系统24的第二表面32间隔开。线缆端连接器31可包括电连接器、光纤连接器、液压连接器或它们的任何混合组合中的一种或更多种。该布置使得刺板能够以垂直刺入动作操作。
线缆头系统24还包括在第一表面30与第二表面32之间延伸的第一侧部分33。第一侧部分33提供布置成收纳线缆35的一部分的孔口34。孔口34还可允许线缆铠装的机械端接。第一侧部分33还包括孔口34附近的大致环形凸缘37。
尽管在图4和5中示出了凹口26设在第二表面32中，但将理解的是，凹口26可取决于连接器安装件28将位于的位置来设在线缆头系统24的任何适合的表面中。
另一个实施例在图7中示出，其中线缆头系统24'具有第一表面30'和相对的第二表面32'。第一侧部分33'在第一表面30'与第二表面32'之间延伸，并且提供了布置成收纳线缆35'的一部分的孔口34'。线缆头系统24'包括提供凹口26'的相对的第二侧部分36'。线缆连接器安装件28'位于凹口26'内。线缆头系统的该布置使得刺板能够以水平刺入动作操作。该线缆头系统24'的所有其它特征与图4和5中所示的实施例相同。如关于图4和5所述的这些其它特征的描述同样适用于该实施例。
线缆头系统24还提供由第一表面30提供的呈仿形表面38形式的第一定位特征。线缆头系统24还提供呈凹口39形式的第二定位特征。凹口39由线缆头系统24的第一表面30提供。凹口39从线缆头系统24的第一表面30朝第二表面32延伸。凹口39沿其长度从设在第一表面30处的凹口39的第一端40朝其第二端42向内渐缩。
配件43从线缆头系统24的第二表面32延伸。配件43提供开口44。
线缆头系统24的第二表面32还提供两个间隔开的凸起46，其布置成接合远程操作的运载器(ROV)上的往复接合特征，如例如凹口。ROV可使用操纵器来刺入在连接器中。
系统还包括刺板和促动机构(图9和10)。如图6中所示，线缆头系统24的第二表面32提供间隔开的对准孔口49，以使刺板关于凹口26内的线缆安装件28对准。刺板包括间隔开的凸起，其形状和大小确定成收纳在线缆头系统24的孔口49内。将理解的是，线缆头系统24可提供任何适合的对准特征，以便使刺板关于凹口26内的线缆安装件28对准。图6示出了线缆头系统24，其提供对准孔口49用于接合由刺板提供的间隔开的凸起。图4和8示出了线缆头系统24，其提供对准凸起46用于接合由刺板提供的间隔开的孔口。对准凸起46还可由ROV使用用于与非刺板机构一起使用。
促动机构(图10)布置成提供刺板与线缆头系统24之间的相对移动。促动机构96布置成使刺板92沿在线缆头系统24的第一表面30与第二表面32之间延伸的方向移位。促动机构84还布置成提供刺板92与线缆连接器系统22之间的旋转移动，以便使凸起与由线缆头系统24提供的孔口49对准。
系统还包括提供多个接合部件54的基部10。各个接合部件54提供多个间隔开的支承臂或表面，其提供凹口56，凹口56形状和大小确定成收纳线缆头系统24的第一表面30。支承臂或表面54形状和大小确定成提供凹口，其与线缆头系统24的仿形表面38互补。
接合部件52包括基部区域58，其在使用中布置成位于支承结构11中。支承臂或表面54从基部区域58向上延伸。在如图8中所示的一个实施例中，接合部件52包括多个支承臂54，其位于接合部件52的第一端60处或附近。接合部件52的相对的第二端62包括附接特征64，用于将安装框架52附接于基部10的支承结构11。
接合部件52还包括从基部区域58向上延伸的凸起。凸起位于支承臂54与接合部件52的第二端62之间。凸起的形状和大小确定成并且定位成收纳在线缆头系统24的凹口39内。
如图6中所示，线缆头系统24可包括单个区段51，其提供凹口26和位于凹口26内的连接器安装件28。单个区段51还提供孔口49以收纳刺板92上的对应凸起(未示出)。对准特征46布置用于与ROV接合。由单个区段51提供的对准孔口49还布置成实现刺板92关于线缆头系统24的对准。单个区段51布置成可除去地连接于线缆头系统24。
在使用中，基部10置于河床、湖床或海床上的期望位置处。基部10包括呈凸起66形式的中心对准特征，其布置成收纳在由集线器15提供的开口内。基部10还包括对准特征68，其位于基部10的第一端处，用于与位于集线器15的第一端处的对准特征67接合。接合部件52位于集线器15的垂直凸起外侧。
ROV或甲板绞车或甲板起重机将线缆和线缆头系统配置成收纳在系统的(多个)接合部件52内。ROV可将线缆头系统24运输至关于(多个)对应接合部件52的近似位置。线缆头系统24的定位可利用观察ROV观察或不利用任何ROV观察。ROV和任何其它连接(如例如绞车连接)接着可与线缆头系统24断开，使得线缆头系统24能够下降或降低成与接合部件52接合。一旦线缆头系统24与接合部件52接合，则绞车连接释放。由线缆头系统24的第一表面30提供的仿形表面38下降或降低到由接合部件52的支承臂54提供的凹口56中。仿形表面38的形状和凹口56的形状提供线缆头系统24关于接合部件52的大体对准。由接合部件52提供的凸起66收纳在线缆头系统24的凹口39内。锥形凹口39提供线缆头系统24关于接合部件52的准确对准。
在断开之后，ROV和/或绞车/升降设备接着可连接于又一个线缆头系统24，以便将多个线缆头系统24全部配置成收纳在呈期望阵列或构形的多个接合部件内。各个线缆头系统24可单独地配置。
刺板92与由线缆头系统24的第二表面32提供的凹口26对准。促动机构(图9和10)可使刺板92围绕关于线缆头系统24的凹口26垂直于刺板延伸的轴线旋转，以便使刺板92的间隔开的凸起与设在凹口26内的对准孔口49对准。促动机构接着使刺板92沿从线缆头系统24的第二表面32朝第一表面30的方向移位，以使位于刺板92上的(多个)集线器安装的线缆连接器与由(多个)线缆头系统24提供的(多个)线缆端连接器31接合。
为了取回线缆，促动机构(图9和10)使刺板92沿从线缆头系统24的第一表面30朝第二表面32延伸的方向移位。刺板92的移位使刺板92的(多个)集线器安装的线缆连接器与由(多个)线缆头系统24提供的(多个)线缆端连接器31解除接合。刺板92在集线器15的垂直凸起内侧收起。升降机构(如例如，表面船舶绞车或起重机)由例如ROV附接于升降点44。(多个)线缆头系统24接着由表面船舶绞车或起重机提升。(多个)线缆头系统24沿大致垂直的方向升离接合部件52的凸起64。ROV可布置成操纵由表面船舶绞车或起重机升降的(多个)线缆头系统。作为备选，线缆可通过使刺板92解除接合并且将刺板收起在集线器15的垂直凸起内侧来恢复。ROV接着可接合和移动(多个)线缆头系统24至表面。
如图9至13中最佳所见，促动机构80包括刺入机构，其包括摆臂82。摆臂82由液压油缸84促动，使得其可关于线缆头系统24旋转，并且承载刺板子组件86。如图12中所示，刺板子组件86朝摆臂的中部定位。然而，将理解的是，刺板子组件86可位于任何适合的位置处，如例如在摆臂的自由端处。刺板子组件86包括线性引导件88、承载板90、刺板92、液压油缸94和电连接器96。摆臂82布置成能够围绕弧旋转，使得刺板组件86可在第一对准位置与第二收回位置之间移动，在该第一对准位置，其与线缆头系统24大致对准(使得其已经连接)，在该第二收回位置，刺入组件86完全收回，并且没有线缆头系统24的垂直凸起。摆臂82布置成当刺板92朝对准位置移动时，使刺板92以大体上向下和向外的弧关于(多个)线缆头系统24移动。摆臂82布置成在朝收回位置移动时使刺板92以大体上向上和向内的弧移动。
摆臂82连接于铰接框架98。刺板92由铰接框架98承载。铰接框架98布置成与线缆末端头24的相对面(例如，前面)对准，并且提供用于框架的基准位置，使得其可与线缆末端头24对准。
在摆臂82处于对准位置的情况下，刺板组件86的液压油缸94可使刺板92沿朝向/远离线缆末端头24的线性方向移动，使得可产生或断开刺板92的(多个)集线器安装的连接器和(多个)线缆端连接器31之间的电连接或任何其它适合的连接。因此，促动机构具有主旋转移动(经由摆臂液压促动器)，其使得刺板组件86能够与线缆头系统24对准和失准，以及副线性移动(经由刺板液压油缸)，其允许产生/断开连接。
如图13至15中所示，刺入机构还可包括第一匹配盖100和第二匹配盖100'。第一匹配盖100和第二匹配盖100'包括用于在未接合于线缆连接器时与彼此相互接合的接合特征。在处于解除接合位置时，匹配盖100,100'与彼此接合。
当线缆头系统24的(多个)线缆端连接器31与集线器的刺板92解除接合，如图14中所示时，第一匹配盖100与线缆头系统24的(多个)线缆端连接器31接合。第一匹配盖100可具有其接地的电触点。第二匹配盖100'与由刺入机构的刺板92提供的(多个)集线器安装的线缆连接器接合。第二匹配盖100'闩锁于刺板92的(多个)集线器安装的线缆连接器，并且在刺入机构移动时与其一起移动。
第一匹配盖100和第二匹配盖100'复制真实的电连接器，并且防止海生物和腐蚀。第一匹配盖100和第二匹配盖100'与(多个)对应的线缆端连接器和/或刺板92的集线器安装的连接器接合。第二盖100'与(多个)集线器安装的连接器接合，以便容纳电绝缘的插脚(pin)，允许电路在全工作电压下激励。
线缆头系统24提供又一个凹口110，其形状和大小确定成在与(多个)对应的线缆端连接器31和/或(多个)集线器安装的线缆连接器解除接合时，收纳和/或接合第一和/或第二匹配盖100,100'。
摆臂82包括用于接合第一匹配盖100的接合臂102。接合臂102能够在第一位置与第二位置之间旋转，在该第一位置，接合臂102对准以与第一匹配盖100接合(在其与对应的连接器接合时)，在该第二位置，接合臂102相对于第一位置旋转180度，使得第一匹配盖100从与(多个)线缆端连接器31对准移位。
线缆头系统24可包括第一匹配盖100，其接合于线缆端连接器31。线缆头系统24包括两个间隔开的止挡特征101，其呈设在线缆头系统24的第二表面上的槽口形式，并且布置成接合集线器的刺入机构的线性引导件88。第二匹配盖100'可接合于刺板92的(多个)集线器安装的连接器。摆臂82移动到中间位置中，在该中间位置，刺板92降低，并且刺板组件86的液压油缸94使刺板92沿朝线缆头系统24的线性方向移动。线性引导件88收纳在间隔开的止挡特征101内。止挡特征101大小确定成限制刺板92沿朝线缆头系统24的线性方向的移动。第二匹配盖100'收纳在凹口110内。摆臂82进一步向前略微移动来置于对准位置。接合臂102与第一匹配盖100对准并且接合。摆臂82沿大致垂直于线缆头系统24的第二表面32延伸的方向远离线缆头系统24移位，引起接合臂102使第一匹配盖100与线缆端连接器31解除接合。摆臂82沿大致垂直于线缆头系统24的第二表面32延伸的方向的移动还引起第二匹配盖100'与位于刺板92上的集线器安装的线缆连接器解除接合且固持在凹口110内。
促动机构使接合臂102相对于大致垂直于线缆头系统24的第二表面32延伸的轴线旋转大约180度。促动机构接着使刺板92沿朝线缆头系统24的线性方向移动，以便使刺板92与由线缆头系统24提供的(多个)线缆端连接器对准。刺板92移动成与线缆端连接器31对准还引起第一匹配盖100与位于线缆头系统24的凹口110内的第二匹配盖100'对准。促动机构接着使刺板92沿朝线缆头系统24内的线缆端连接器31的方向移动，以便提供刺板92与线缆端连接器31之间的接合。该移动还使第一匹配盖100沿朝第二匹配盖100'的方向移动，引起第一匹配盖100和第二匹配盖100'的接合特征(未示出)相互接合。当线缆头系统24的(多个)线缆端连接器31与集线器的刺板92的(多个)集线器安装的线缆连接器接合时，第一匹配盖100和第二匹配盖100'相互接合，并且固持在凹口110内。
尽管参照附图中所示的实施例描述了本发明的方面，但将理解的是，本发明不限于所示的精确实施例，并且各种改变和变型可在没有另外的发明技术和努力的情况下实现。

Claims (49)

1.一种水下线缆接合系统，其包括：
线缆头系统，包括连接到发电单元的线缆端连接器；
集线器，包括集线器安装线缆连接器；
基部，其包括：
用于和集线器相接合的接合区段；以及
用于可释放地接合线缆头系统的接合部件；
其中所述接合部件和集线器安装线缆连接器布置成提供其间的相对移动，以在线缆头系统可释放地接合到基部的接合部件时将集线器安装线缆连接器可释放地连接到线缆端连接器。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括促动机构，其布置成提供所述基部的所述接合部件和/或所述集线器安装的线缆连接器之间的相对移动。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述促动机构布置成使所述集线器安装的线缆连接器沿朝向和/或远离所述基部的所述接合部件的方向移位。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述集线器包括刺板，其包括所述集线器安装的线缆连接器。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述促动机构布置成使所述刺板关于所述集线器旋转。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，单个促动机构布置成使所述集线器的所述刺板沿朝向和/或远离所述基部的所述接合部件的方向移位，并且使所述刺板关于所述集线器旋转。
7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述基部包括以第一布置提供的多个接合部件；并且其中所述多个集线器安装的线缆连接器以第二布置提供，并且其中所述第一布置和所述第二布置为互补的，使得在由所述促动机构移位在所述接合位置时，各个接合部件与所述集线器的集线器安装的线缆连接器配合。
8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述集线器包括刺板，其包括所述集线器安装的线缆连接器，并且其中所述促动机构包括刺入机构，其能够在接合位置与解除接合位置之间移动，所述接合位置提供位于所述基部的所述接合部件内的线缆端连接器与所述刺板的集线器安装的线缆连接器之间的接合，在所述解除接合位置，位于所述基部的所述接合部件内的线缆端连接器与所述刺板的所述集线器安装的线缆连接器解除接合。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，在所述接合位置，所述刺入机构位于所述集线器的垂直凸起外侧，并且在所述解除接合位置，所述刺入机构位于所述集线器的所述垂直凸起内侧。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述刺入机构包括在其安装于所述集线器时的局部浮动和/或顺应。
11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述集线器包括单独的刺入机构，其提供刺板，所述刺板包括集线器安装的线缆连接器，用于与同独立发电单元相关联的各个线缆端连接器接合。
12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述刺入机构还提供第一功能盖，用于接合位于所述基部的接合部件内的线缆端连接器。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述刺入机构还提供第二功能盖，用于接合所述刺板的对应的集线器安装的线缆连接器。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述刺入机构布置成在所述第一功能盖和第二功能盖与对应的线缆连接器解除接合时储存所述第一功能盖和/或第二功能盖。
15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述第一功能盖和所述第二功能盖包括用于与彼此相互接合的接合特征。
16.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基部还包括用于与由所述集线器提供的对准特征对准的对准特征。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述基部和/或集线器的所述对准特征定位在中心。
18.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述接合部件围绕所述基部和/或所述集线器的所述对准特征布置。
19.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基部的所述接合部件位于所述集线器的垂直凸起外侧。
20.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集线器还包括在第一端处连接于所述集线器的柔性线缆，并且其中所述柔性线缆的第二端包括所述集线器安装的连接器。
21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，所述集线器安装的连接器包括布置成接合ROV的附接特征，并且其中所述ROV布置成使所述集线器安装的连接器接合于所述线缆端连接器。
22.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集线器在所述集线器的配置期间能够相对于所述基部定向。
23.根据权利要求22所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于使所述集线器相对于所述基部定向的驱动系统。
24.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，各个集线器包括单独的刺入机构。
25.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括布置成将所述集线器夹持于所述基部的夹具。
26.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于与所述基部的所述接合部件接合的多个线缆端连接器。
27.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述线缆端连接器和/或所述集线器安装的线缆连接器为湿配合连接器。
28.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，各个线缆端连接器安装在所述线缆头系统内。
29.根据权利要求28所述的系统，其特征在于，所述线缆头系统密封以免水进入。
30.根据权利要求28所述的系统，其特征在于，所述线缆头系统提供填充和排出开口。
31.根据权利要求28所述的系统，其特征在于，所述线缆端连接器还包括关于所述线缆头系统的局部浮动和/或顺应。
32.根据权利要求28所述的系统，其特征在于，多个线缆端连接器还包括关于所述线缆头系统的共同浮动和/或顺应。
33.根据权利要求28所述的系统，其特征在于，所述线缆头系统包括第一定位特征，并且所述基部的所述接合部件包括互补的第一定位特征，其中所述第一定位特征布置成提供所述线缆头系统相对于所述相应接合部件的大体定位。
34.根据权利要求28所述的系统，其特征在于，所述线缆头系统包括第二定位特征，并且所述接合部件包括第二定位特征，其中所述第二定位特征布置成提供所述线缆头系统相对于所述基部的所述接合部件的准确定位。
35.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括输出线缆连接器。
36.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于与输出线缆连接器接合的输出线缆安装的连接器。
37.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，所述集线器还包括输出促动机构，其布置成使所述集线器的所述输出线缆连接器和/或所述输出线缆安装的连接器移位，以提供所述输出线缆连接器与对应的输出线缆安装的连接器之间的接合。
38.根据权利要求37所述的系统，其特征在于，所述输出促动机构包括输出刺入机构，其包括输出刺板，所述输出刺板包括所述输出线缆连接器。
39.根据权利要求38所述的系统，其特征在于，所述输出刺入机构包括在其安装于所述集线器时的局部浮动和/或顺应。
40.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，各个输出线缆安装的连接器安装在输出线缆头系统内。
41.根据权利要求40所述的系统，其特征在于，所述输出线缆安装的连接器还包括关于所述输出线缆头系统的局部浮动和/或顺应。
42.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，所述系统还包括输出接合部件，用于接合输出线缆安装的连接器或输出线缆头系统。
43.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于接合输出线缆安装的连接器的第一输出功能盖。
44.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接合部件；和/或输出接合部件；和/或线缆头连接器；和/或输出线缆安装的连接器位于所述集线器的垂直凸起外侧。
45.一种用于与权利要求2至权利要求19中任一项所述的系统一起使用的刺入机构，其中所述机构包括刺入组件和促动机构，其中所述促动机构布置成使所述刺入组件在收回位置与对准位置之间旋转，在所述对准位置，所述刺入组件与线缆端连接器或输出线缆安装的连接器大体对准，并且其中所述刺入组件布置成提供刺板关于所述组件的相对线性移动。
46.根据权利要求45所述的刺入机构，其特征在于，在所述收回位置，所述刺入组件并未上覆所述线缆端连接器或输出线缆安装的连接器，和/或所述连接器设在其中的线缆头系统或输出线缆头系统。
47.根据权利要求45所述的刺入机构，其特征在于，所述刺入机构还包括引导机构，其布置成引导所述刺板关于所述线缆端连接器、输出线缆安装的连接器、线缆头系统或输出线缆头系统的移动。
48.一种用于使用根据权利要求1至权利要求43中任一项所述的水下线缆接合系统使与发电单元连通的线缆端连接器接合于集线器的集线器安装的连接器的方法，所述方法包括：
使线缆端连接器与所述基部的接合部件接合；
使所述基部的所述接合区段与所述集线器接合；以及
提供所述基部的所述接合部件和所述集线器安装的线缆连接器之间的相对移动，以使所述线缆端连接器与所述集线器的所述集线器安装的线缆连接器接合。
49.一种用于使用根据权利要求1至权利要求43中任一项所述的水下线缆接合系统使与发电单元连通的线缆端连接器与集线器的集线器安装的连接器解除接合的方法，所述方法包括：
提供所述基部的所述接合部件与集线器安装的线缆连接器之间的相对移动，以使所述线缆端连接器与所述集线器安装的连接器解除接合。
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