CN106567810B - 风力发电机组的缆线保护系统以及风力发电机组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种风力发电机组的缆线保护系统以及风力发电机组。在该缆线保护系统中，缆线从风力发电机组的机舱的底座平台上的缆线通道穿过，缆线保护系统包括具有缆线固定部和承力支架的线缆承力装置，缆线固定部能够固定缆线；承力支架的一端与缆线固定部连接，承力支架的另一端支撑在底座平台上，以使缆线固定部能够沿缆线通道的径向相对于缆线通道自由运动。该缆线保护系统可减少缆线的晃动幅度。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电机组技术领域，尤其涉及一种风力发电机组的缆线保护系统以及风力发电机组。
背景技术
风力发电机组结构的一个特色在于其机舱和叶轮组被设置成远离地面的形式，而发电机、变桨控制系统、偏航控制系统等风力发电机组的重要组成系统均安装在该机舱内。风力发电机组在捕获风能发电过程中，需要跟踪风向，这就需要动力电缆在敷设过程中，有一段电缆可以实现动态扭缆，悬垂在上段塔架上端，以配合机组的偏航，防止电缆被扭断的情况。图1是示出现有技术中的风力发电机组的部分结构的剖面示意图，如图1所示，风力发电机组1包括：设置在风力发电机组基础(图中未示出)上的塔筒10，设置在塔筒10上端(参照风力发电机组的竖直设置方向，以远离地面的方向为上端)的机舱20、被安装在机舱前端(参照风力发电机组的水平设置方向，面向来风方向为前端)的发电机21以及安装在发电机前端的叶轮组(图中未示出)。风力发电机组的缆线包括多束缆线30，并且每束缆线30可以包括一根或一根以上的缆线单体。多束缆线30的一端直接或者间接地与发电机21连接，并固定于机舱20中设置的缆线固定端22处，另一端沿塔筒轴向的中心分别穿过与机舱20连接的底座平台11(权利要求中的平台)、位于塔筒10上部的塔架平台12处设置的缆线通道，到达塔筒10中部的塔架平台13处，经过塔筒10的马鞍面14处被收揽成束并继续将多束缆线30向塔筒10的底端顺延设置。最终将缆线连接至电力系统或者SCADA(Supervisory ControlAnd Data Acquisition，数据采集与监视控制系统)处。由此，风力发电机组1通过叶轮组被风力驱动后进行旋转，带动发电机21转动产生电能，通过缆线30能够将产生的电力输送给电力系统或者向设置在机舱20内部的系统供给控制信号，又或者是从机舱20内部的系统处将控制信号向外部的控制装置发送。
在风力发电机组的运转过程中，当遇到较强风力时，由于叶轮组的结构庞大，则会在运转过程中带动机舱20以及塔筒10发生比较大的摇动，由于多束缆线30固定于机舱20中的缆线固定端22处，则多束缆线30会随之出现晃动，则会导致缆线30与底座平台11、塔架平台12的缆线通道之间以及多束缆线30相互之间发生碰撞摩擦，当多束缆线30磨损严重时，会出现短路故障，从而引起整个风力发电机组断电，严重时还可能发生火灾事故，造成不必要的经济损失。
通常采用在塔筒内加装缆线防护装置，即在塔筒平台支架上设置供缆线通过的引导装置，将缆线的运动控制在较小的范围内。虽然一定程度上降低了缆线的相互磨损，但是由于缆线在转动过程中会触碰到缆线防护装置，并且缆线防护装置也有可能对运动的缆线施加不当拉力，使缆线与防护装置触碰或者使缆线的固定处磨损严重。甚至把缆线绝缘层磨破，造成短路故障，给风力发电机组的运行带来严重的安全隐患。
因此，亟需一种新的风力发电机组的缆线保护系统以及风力发电机组。
发明内容
本发明提供了一种风力发电机组的缆线保护系统以及风力发电机组，能够实现将风力发电机组对缆线的支撑点由机舱内的缆线固定端转移至机舱的底座平台处，从而能够减小风力发电机组内的缆线固定端对缆线产生的晃动影响，避免缆线晃动后由于与风力发电机组的内壁之间以及缆线相互之间的摩擦碰撞导致缆线被磨损。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于风力发电机组的缆线保护系统，缆线从风力发电机组的机舱的底座平台上的缆线通道穿过，缆线保护系统包括具有缆线固定部和承力支架的线缆承力装置，缆线固定部能够固定缆线；承力支架的一端与缆线固定部连接，承力支架的另一端支撑在底座平台上，以使缆线固定部能够沿缆线通道的径向相对于缆线通道自由运动。
根据本发明的一个方面，承力支架与缆线固定部固定地连接，承力支架活动地支撑在底座平台上。
根据本发明的一个方面，承力支架滑动支撑在底座平台上。
根据本发明的一个方面，承力支架与底座平台接触的部位设置有光滑表面。
根据本发明的一个方面，承力支架滚动支撑在底座平台上。
根据本发明的一个方面，承力支架与底座平台接触的部位设置有滚珠或万向轮。
根据本发明的一个方面，缆线固定部为具有回转体结构的护套主体。
根据本发明的一个方面，护套主体的直径沿缆线的悬垂方向逐渐扩大，承力支架为由护套主体的直径较大一端边缘延伸形成的弯折面。
根据本发明的一个方面，承力支架与缆线固定部活动地连接，承力支架固定地支撑在底座平台上。
根据本发明的一个方面，缆线固定部为具有回转体结构的第一缆线护套，承力支架为多个支撑部件，缆线保护系统还对应多个支撑部件设置的多个第一弹性部件，多个第一弹性部件设置在第一缆线护套和多个支撑部件之间并且围绕第一缆线护套均匀分布。
根据本发明的一个方面，缆线保护系统还包括与多个第一弹性部件相对应的多个长度调节部件，多个长度调节部件设置在第一弹性部件与支撑部件之间和/或第一弹性部件与第一缆线护套之间。
根据本发明的一个方面，缆线固定部具有供缆线穿过的中空结构。
根据本发明的一个方面，缆线保护系统还包括设置在缆线固定部上方的弹性缓冲装置，弹性缓冲装置具有球形轮廓并且设置为使缆线固定在弹性缓冲装置上形成缆线扩张段。
根据本发明的一个方面，弹性缓冲装置由沿缆线的垂悬方向间隔布置的多个直径不同的弹性支撑圈构成。
根据本发明的一个方面，线缆保护系统还包括第二缆线护套和弹性支架，其中，第二缆线护套能够固定缆线；弹性支架的一端与第二缆线护套弹性连接，弹性支架的另一端支撑在风力发电机组的塔筒内的塔架平台上，以使第二缆线护套能够通过弹性支架对缆线沿塔架平台的平面方向发生的晃动进行缓冲。
根据本发明的一个方面，弹性支架包括支撑部件和多个第二弹性部件，支撑部件与塔架平台连接，多个第二弹性部件设置在支撑部件和第二缆线护套之间并且围绕支撑部件均匀分布。
根据本发明的一个方面，第二缆线护套包括内层护套和外层护套，内层护套与多个第二弹性部件连接，外层护套活动地套设于内层护套外，外层护套通过外周壁对缆线进行固定。
根据本发明的一个方面，风力发电机组的缆线通道周缘相对于底座平台的平面倾斜预设角度设置，以在底座平台的中心位置处形成环形的倾斜面，使得承力支架能够与倾斜面配合，将缆线支撑于缆线通道的中心位置处。
根据本发明的另一个方面，还提供一种风力发电机组，包括上述的缆线保护系统。
综上，本发明实施例的风力发电机组的缆线保护系统，通过设置缆线固定部以及承力支架，缆线固定部通过承力支架支撑在风力发电机组的平台上，以使缆线固定部被构成为能够沿平台上的缆线通道的径向相对于该缆线通道自由运动。由于缆线固定部能够通过其上设置的固定部件将风力发电机组的缆线固定连接，使缆线能够被稳固地支撑于缆线通道处并从缆线通道穿过朝向风力发电机组下端垂悬。从而在缆线发生晃动时，能够通过承力支架对多束缆线进行支撑，减少缆线的晃动幅度。通过该方案，可以有效减少电缆扭缆段磨损的风险，降低机组的故障率，同时降低机组的维护成本。
附图说明
从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1是示出现有技术中的风力发电机组的部分结构的剖面示意图；
图2是示出本发明一个实施例的风力发电机组的缆线保护系统的部分结构示意图；
图3是示出图2中的风力发电机组的缆线保护系统中的缆线承力装置的局部结构放大示意图；
图4是示出本发明另一个实施例的风力发电机组的缆线保护系统的部分结构示意图；
图5是示出图4中的风力发电机组的缆线保护系统中的缆线承力装置的俯视结构示意图；
图6是示出本发明一个实施例的弹性缓冲装置的结构示意图；
图7是示出图6中的弹性缓冲装置部分结构的俯视剖面示意图。
其中：1-风力发电机组；2-风力发电机组；10-塔筒；11-底座平台；111-缆线通道；112-倾斜面；12-塔架平台；13-塔架平台；14-马鞍面；20-机舱；21-发电机；22-缆线固定端；30-缆线；31-缆线扩张段；40-缆线承力装置；41-护套主体；42-弯折面；43-弯折边；50-缆线承力装置；51-支撑部件；51a-底座；51b-支撑杆；52-弹性部件；53-缆线护套；54-长度调节部件；60-弹性限位装置；61-缆线护套；62-支撑部件；62a-底座；62b-支撑杆；63-弹性部件；70-弹性缓冲装置。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
下述描述中出现的方位词例如“上端”、“下端”均为图中示出的方向，并不是对本发明的风力发电机组的缆线保护系统的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了更好地理解本发明，下面结合图2至7根据本发明实施例的风力发电机组的缆线保护系统进行详细描述。
请一并参见图2，图2示出了本发明一个实施例的风力发电机组2的缆线保护系统的部分结构示意图。本发明实施例的风力发电机组2在图1中示出的风力发电机组1的基础上增加了缆线保护系统，风力发电机组2中的其他部件标号均与风力发电机组1中的部件标号相同。如图2所示，风力发电机组2的缆线保护系统包括具有缆线固定部以及承力支架的线缆承力装置40，缆线固定部能够固定缆线30；承力支架的一端与缆线固定部连接，另一端支撑在底座平台11上，以使缆线固定部能够沿缆线通道111的径向相对于缆线通道111自由运动。通过将缆线承力装置40活动设置于塔筒10中的底座平台11的缆线通道111处，同时缆线承力装置40对多束缆线30进行固定支撑。使得当机舱20带动多束缆线30晃动时，缆线承力装置40能够将多束缆线30(同缆线30)垂悬支撑于底座平台11的缆线通道111处，从而减少多束缆线30的晃动，使多束缆线30保持于塔筒10沿轴向的初始垂悬位置处，避免缆线30发生较大幅度的晃动，撞击缆线通道111的周壁后被磨损。由于底座平台11设置于机舱20处，在机舱20执行偏航运动时，底座平台11随即发生转动，而缆线承力装置40活动设置于底座平台11的缆线通道111处，从而能够相对于底座平台11保持静止状态。
根据本发明的一个实施例，具体地，缆线固定部包括护套主体41，其具有弯折边43，承力支架为弯折面42，其中，护套主体41、弯折面42、以及弯折边43采用一体式的结构使缆线承力装置40形成回转体结构。在本实施例中，承力支架与缆线固定部固定地连接，承力支架活动地支撑在底座平台11上。
护套主体41可以由金属或者非金属材料制成，例如可以采用不锈钢材料制成。优选采用具有阻燃性能的尼龙材料制成，以提高缆线承力装置40的透气性和安全性。在一个实施例中，护套主体41为上下两端敞口的中空回转体结构，其沿轴向竖直地支撑于底座平台11的缆线通道111周缘，并且护套主体41沿其内周壁对多束缆线30彼此分隔地进行连接固定。使经由护套主体41连接固定的多束缆线30能够被稳固地支撑于缆线通道111处，并穿过缆线通道111保持垂悬状态。在一个实施例中，护套主体41的直径沿远离缆线固定部的方向(即沿缆线30的悬垂方向)逐渐扩大，即缆线承力装置40的直径沿远离弯折边43的方向逐渐扩大，使得缆线承力装置40通过形成较大敞口的一端支撑于缆线通道111周缘。从而实现对多束缆线30进行稳固支撑的同时，还能够为固定于其内周壁处的多束缆线30提供更大的安装空间，避免多束缆线30在缆线承力装置40中由于距离过近出现热量堆积而导致线路出现故障。由此，在多束缆线30跟随机舱20发生摇动时，缆线承力装置40能够在多束缆线30的重力以及缆线承力装置40自身的重力的共同作用下，相对机舱20静止地支撑于缆线通道111周缘处。从而使被固定后的多束缆线30不会受到其在机舱20中的缆线固定端22的晃动影响，能够被稳固地支撑于底座平台11的缆线通道111处。使被缆线承力装置40支撑后的多束缆线30在塔筒10中能够静止地保持初始的垂直垂悬位置，即在机舱20出现晃动的情况下，缆线30能够始终垂悬于塔筒10沿轴向的中心位置处。并且由于多束缆线30在缆线承力装置40中被彼此分隔地固定，同时能够避免多束缆线30相互之间发生摩擦碰撞，从而减少缆线30的磨损。
缆线承力装置40的护套主体41的结构并不限于此，在其他的实施例中，护套主体41还可以为其他形式的回转体结构，例如圆柱形的筒状结构。当然，护套主体41还可以不为回转体结构，其还可以为其他具有中空结构的筒状，例如为方形的筒状结构等。另外护套主体41还可以不具有两端开口，而是将缆线30固定于其外周壁处。同样能够实现缆线承力装置40与底座平台11之间的无摩擦接触，并对多束缆线30进行固定支撑的目的。而且当缆线承力装置40为不具有弯折面42的回转体结构时，承力支架还可以仅是能够实现对缆线固定部进行支撑的其他形式的延伸面或者延伸边。
为了避免对多束缆线30造成不必要的磨损，并便于对护套主体41安装过程中的握持操作，护套主体41的上端敞口(即直径较小的敞口)边缘沿径向向外延伸形成有回转的弯折边43。
弯折面42为由护套主体41的下端敞口边缘沿径向向外延伸形成的回转面，通过弯折面42能够将护套主体41由下端敞口(即直径较大的敞口)活动地支撑于缆线通道111周缘处。由于缆线承力装置40为回转体结构，弯折面42与缆线通道111的周缘能够沿周向紧密贴合，并且弯折面42与缆线通道111接触的一侧形成滑动表面，与采取滑动接触配合，为了减小摩擦力，使缆线承力装置40不受到底座平台11处的晃动影响，弯折面42还可以经过平滑处理，使弯折面42形成光滑表面，从而能够使弯折面42与缆线通道111周缘之间无摩擦地滑动接触，即承力支架滑动支撑在底座平台11上。使得当承力支架(即弯折面42)与底座平台11的平面(即缆线通道111周缘)接触后，其之间的摩擦力可以忽略不计，并且还可以进一步对与弯折面42接触的缆线通道111的周缘进行平滑处理，以进一步减小其之间的摩擦力。由此，在塔筒10出现晃动时，由于缆线承力装置40与底座平台11之间无摩擦地滑动接触，使得缆线承力装置40不会随同底座平台11晃动，而是在固定于缆线承力装置40的多束缆线30的重力以及缆线承力装置40自身的重力的共同作用下，使缆线承力装置40相对静止地支撑于缆线通道111处，使被支撑后的多束缆线30能够相对塔筒10保持初始的垂悬位置，即使多束缆线30始终保持于塔筒10沿轴向的中心位置处。因此可以有效减少电缆扭缆段磨损的风险，降低机组的故障率，同时降低机组的维护成本。由于底座平台11与缆线承力装置40之间滑动接触，因此，其能够允许机舱20在执行偏航动作的过程中带动多束缆线30进行一定范围内的扭转。
在上述实施例中，缆线承力装置40采用滑动接触的方式与底座平台11之间滑动接触，但是本发明的实施例并不限于此。在其他的实施例中，弯折面42还可以采用滚动接触的方式与缆线通道111的周缘无摩擦地接触，即承力支架滚动支撑在底座平台11上。示例性地，可以在弯折面42即滑动表面处，设置多个滚珠或者多个万向轮，使缆线承力装置40与底座平台11的接触部形成滚动表面，进而使缆线承力装置40能够通过该滚动平面与底座平台11之间以滚动方式无摩擦地接触。在弯折面42处设置多个滚珠或者万向轮的具体设置方式，可以参照现有技术中在平面结构处通过设置滚珠或者万向轮形成滚动平面的方式进行操作。采用滚动平面接触的方式同样能够使缆线承力装置40被活动地支撑于底座平台11，在底座平台11发生摇动时，使缆线承力装置40不会随同底座平台11发生摇动，能够将多束缆线30稳固地保持于初始的垂悬位置，避免多束缆线30发生晃动出现被磨损的问题。当然缆线承力装置40还可以不设置弯折面42，而是通过将其敞口边缘直接进行平滑处理或者是将滚珠和万向轮直接设置在其敞口边缘处，同样能够实现与底座平台11之间的无摩擦接触，并且弯折面42与护套主体41之间还可以不采用一体成型的方式。此外，缆线承力装置40还可以通过其上端弯折边43与缆线通道111的周缘无摩擦地接触，此时其下端弯折面42应当位于缆线通道111以下。
本发明实施例中对于缆线承力装置40对多束缆线30的连接固定方式不进行限制，为了使多束缆线30彼此之间不出现摩擦以及热量堆积现象，缆线承力装置40将多束缆线30以彼此分隔的形式固定于其侧壁处。例如可以采用图2中所示的方式，通过在缆线承力装置40的内壁处沿周向均匀布置固定部件的方式对多束缆线30进行固定。当然还可以通过在缆线承力装置40的外壁处沿周向均匀布置固定部件的方式对多束缆线30进行固定，当通过缆线承力装置40的外壁对多束缆线30进行固定时，对应地还需要在缆线承力装置40的直径渐扩段对应多束缆线30开设供多束缆线穿过的通孔，以便使多束缆线30经过缆线承力装置40处被固定后，能够向下垂悬并无接触地从底座平台11的缆线通道111中穿过。当然，上述的固定部件包括各种能够将多束缆线30固定连接于缆线承力装置40处的结构，并且固定部件也可以不以均匀布置形式设置，只要能够通过固定部件使多束缆线以彼此分隔的方式进行固定即可。
请一并参见图3，图3示出了图2中的风力发电机组2的缆线保护系统中的缆线承力装置40的局部结构放大示意图。如图所示，在一个实施例中，为了通过缆线承力装置40对多束缆线30进行更好地支撑固定，使多束缆线30在塔筒中能够垂悬于沿轴向的中心位置处，风力发电机组2的底座平台11的缆线通道111周缘相对于底座平台11的平面(将塔筒10设置后，底座平台11的平面与水平面平行)倾斜预设角度θ形成一倾斜面112，弯折面42能够被倾斜面112所支撑，使缆线承力装置40将多束缆线30支撑于塔筒10沿轴向的中心位置处。当缆线承力装置40出现摇动后，该倾斜面112能够使缆线承力装置40始终具有沿倾斜面112向底座平台11中心位置运动的趋势，从而辅助缆线承力装置40更容易地在其自身的重力以及缆线30的重力共同作用下，保持于底座平台11的中心位置处，从而使多束缆线30垂悬于塔筒10的中心位置处。为了使缆线承力装置40能够在倾斜面112的辅助下更迅速地回归至底座平台11的中心位置处并且不会使弯折面42与缆线通道111周缘在接触过程中出现受力不均的情况，上述缆线通道111周缘相对于底座平台11的平面(将塔筒10设置后，底座平台11的平面与水平面平行)倾斜的预设角度θ的范围为-5°至5°。
根据本发明的一个实施例，弹性缓冲装置70采用具有弹性的金属或者非金属材料制成，优选采用具有阻燃性能的材料制成，例如尼龙材料。弹性缓冲装置70相对缆线承力装置40更靠近机舱20设置，弹性缓冲装置70包括多个直径不同的弹性支撑圈，多个直径不同的弹性支撑圈沿多束缆线30的垂悬方向按照直径由中间向两端逐渐递减的形式依次间隔地配置形成球形轮廓。弹性缓冲装置70的多个弹性支撑圈相互之间可以通过沿缆线30悬垂方向设置的多个支撑条连接，或者通过支撑架连接。弹性缓冲装置70通过球形轮廓将多束缆线30连接固定后，使多束缆线30形成缆线扩张段31。在机舱20执行偏航动作，多束缆线30发生沿竖直方向的位移以及形变时，能够通过缆线扩张段31的弹性弯曲形变对多束缆线30沿竖直方向的位移以及形变进行缓冲，并避免多束缆线30距离过近造成的热量堆积。由此，通过弹性缓冲装置70能够为缆线承力装置40分担多束缆线30在竖直方向受力发生的位移以及形变。
当然本发明实施例的弹性缓冲装置70的结构不限于此，在其他的实施例中，弹性缓冲装置70的轮廓还可以为椭圆球形，其外周面还可以为封闭的球面形结构。当其外周面为封闭的球面形结构时，需要在其外周面处对应由机舱20处向下延伸的多束缆线30设置固定部件对多束缆线30进行连接固定。并且，上述的多个直径不同的弹性支撑圈还可以不被相互地连接固定，而是沿多束缆线30的垂悬方向，按照直径由中间向两端逐渐递减的形式，将多个直径不同的弹性支撑圈直接与缆线连接固定，依然能够使连接后的多束缆线30形成缆线扩张段31，对多束缆线30沿竖直方向发生的形变进行缓冲。
在上述实施例中，通过弯折面42与缆线通道111周缘之间无摩擦地接触，使缆线承力装置40活动地支撑于底座平台11处，对于缆线承力装置40在底座平台11处的活动设置方式，本发明的实施例并不限于此。请参见图4以及图5，其中，图4示出了本发明另一个实施例的风力发电机组的缆线保护系统的部分结构示意图；图5示出了图4中的风力发电机组的缆线保护系统中的缆线承力装置的俯视结构示意图。如图所示，本实施例缆线保护系统中的缆线承力装置50包括，包括缆线固定部、承力支架以及弹性部件52(第一弹性部件)、长度调整部件54，其中，承力支架为三组支撑部件51，缆线固定部为缆线护套53(第一缆线护套)，弹性部件52以及长度调整部件54的数量对应支撑部件51同样为三组。本实施例中的承力支架与缆线固定部活动地连接，而承力支架固定地支撑在底座平台11上。
支撑部件51为刚性结构，包括底座51a和支撑杆51b，三个底座51a采用均匀分布的形式设置于底座平台11上，以将三个支撑杆51b竖直地支撑于底座平台11上。缆线护套53为两端敞口的中空回转体结构，并通过沿其内壁周向均匀布置的固定部件将多束缆线30彼此分隔地连接。弹性部件52示例性地可以为弹簧，例如拉簧或者压簧，三组弹簧中的每组弹簧的一端与支撑杆51b连接，另一端与缆线护套53连接。使得缆线护套53能够通过三组支撑部件51以及三组弹性部件52，弹性地支撑于底座平台11处，并使多束缆线30穿过缆线通道111保持于垂悬状态。
由此，在多束缆线30跟随机舱20发生晃动时，弹性部件52能够对多束缆线30产生的晃动力进行缓冲吸收，从而使多束缆线30不会随同机舱20一同晃动，并在缆线护套53自身重力以及多束缆线30的重力共同作用下，使缆线护套53相对静止地支撑于缆线通道111处，使被支撑后的多束缆线30能够相对塔筒10保持初始的垂悬位置，即使多束缆线30始终保持于塔筒10沿轴向的中心位置处，避免多束缆线30与底座平台11之间发生碰撞而被磨损。由于底座平台11对缆线承力装置50进行弹性支撑，因此，其同样能够允许机舱20在执行偏航动作的过程中带动缆线30进行一定范围内的扭转。并且由于多束缆线30被彼此分隔地固定连接，同时能够避免多束缆线30相互之间发生碰撞以及热量堆积，减少缆线30的磨损。当然本实施例中的缆线护套53同样可以为回转体结构或者具有中空结构的其他筒状结构。
根据本发明的一个实施例，缆线保护系统还包括长度调节部件54，长度调节部件54采用螺纹方式调节，例如长度调节部件54包括相互配合的螺杆和螺母，其中螺母与弹性部件52固定连接，螺杆与缆线限位护套53的周缘处固定连接。能够在将缆线护套53弹性地连接于底座平台11并垂悬穿过缆线通道111后，通过改变螺母在螺杆上的配合位置，进而可以个别地调节三组弹性部件52中的至少一组弹性部件52对缆线护套53的拉力，使缆线护套53的上端敞口保持水平状态。避免缆线护套53倾斜地垂悬于缆线通道111中，在底座平台11出现摇动时，受到不平衡的缓冲力，导致缆线护套53出现晃动现象，而不能够对多束缆线30进行有力支撑与限位的问题。当然，本发明的实施例对长度调节部件的结构不进行限制，长度调节部件还可以是其他能够通过螺纹方式配合调节长度的结构或者是能够配合伸缩并具备卡位功能的伸缩结构件。并且长度调节部件54还可以连接于弹性部件52与支撑部件51的支撑杆51b之间，或者在弹性部件52和缆线限位护套53以及弹性部件52与支撑部件51之间同时设置长度调节部件54。
在上述实施例中，支撑部件51(承力支架)包括底座51a和支撑杆51b，但是本发明的实施例并不限于此。在其他的实施例中，支撑部件51还可以为其他能够对缆线护套53进行支撑的结构，例如支撑部件51还可以为单独的板状结构或者单独的杆状结构。并且还可以省略支撑部件51，而是将弹性部件52直接地与底座平台11连接。另外，在上述实施例中，弹性部件52为弹簧，但是本发明实施例并不限于此，在其他的实施例中，弹性部件52还可以是其他具有弹性连接功能的结构，例如弹性部件52还可以是由弹性材料制成的其他形式的连接件。此外，本实施中的缆线限位护套53可以与上述实施例中的缆线承力装置40相同地设置，只是本实施例中的缆线限位护套53不需要弯折面42。当然，上述实施例中的支撑部件51以及对应的弹性部件52的设置数量还可以为两组、四组或者更多组，只要通过支撑部件51以及弹性部件52能够将限位护套53弹性地连接于底座平台11处，并保持平衡的垂悬状态即可。当然还可以将支撑部件51活动地支承于底座平台11处，使得缆线固定部和承力支架之间活动连接，并且承力支架活动支撑于底座平台11上。
请一并参见图6和图7，其中，图6示出了本发明一个实施例的弹性限位装置60的结构示意图；图7是示出图6中的弹性限位装置60部分结构的俯视剖面结构示意图。如图所示，本发明实施力的风力发电机组2的缆线保护系统还包括弹性限位装置60，弹性限位装置60设置于位于塔筒中部的塔架平台13处，塔架平台13附近的塔筒10内壁上设置有用于将多束缆线30收揽成束后弯曲设置的马鞍面14，因此，在塔架平台13处，多束缆线30出现集中弯曲段。根据本发明的一个实施例，弹性限位装置60具体包括：缆线护套61(第二缆线护套)以及弹性支架，其中弹性支架包括支撑部件62以及弹性部件63(第二弹性部件)，其中弹性部件63为三组弹簧。
支撑部件62由底座62a以及支撑杆62b构成，底座62a固定连接于塔架平台13处，以将支撑杆62b竖直地支撑于塔架平台13处。支撑杆62b远离底座62a的一端，沿周向均匀布置三组弹性部件63。缆线护套61包括内层护套61a以及外层护套61b，其中，内层护套61a沿轴向套设在弹性支架外，并与三组弹性部件63连接，外层护套61b沿轴向套设于内层护套61a外，并与内层护套61a之间保持间隙，并且外层护套61b通过外周壁与垂悬下的多束缆线30固定连接。使得安装后的外层护套61b能够相对于内层护套61a在一定范围内(该轴向运动范围不固定，径向运动范围由内层护套61a以及外层护套61b之间的间隙决定，可以根据实际情况进行调节)沿轴向或者径向进行运动，便于机舱20执行偏航操作时，能够带动多束缆线30在一定范围内进行扭转。由此，能够通过弹性支架对内层护套61a的晃动进行限制，间接使被固定于外层护套61b的多束缆线30的晃动被进一步限制，避免多束缆线30在晃动过程中相互间出现摩擦现象，而导致风力发电机组2的线路出现故障的问题。
当然，本发明实施例对于缆线护套61的具体结构不进行限制，在其他的实施例中，缆线护套61也可以只包括一个内层护套61a，将内层护套61a直接与弹性支架连接，并且将多束缆线30固定连接于内层护套61a外壁处，也能够对多束缆线30的晃动进行限制，同时允许机舱20在执行偏航过程中带动多束缆线30进行一定范围内的扭动。当然内层护套61a和外层护套61b之间也可以通过其他活动连接的方式进行设置，只要是能够实现外层护套61b相对于内层护套61a沿轴向和径向在一定范围内进行运动即可。另外本发明实施例对于弹性支架的结构也不进行限制，在其他的实施例中，弹性支架的支撑部件62还可以为单独的板状或者杆状部件，并且弹性部件63还可以为其他能够实现弹性连接作用的部件。当然弹性部件63的数量还可以为两组、四组或者更多组。另外，在本实施例中同样可以应用上述实施例中的缆线承力装置50的结构对缆线30的晃动幅度进行限制，此时，需要对应地将三组支撑杆51b的长度延长设置，使得支撑杆51b能够将缆线护套53垂悬于塔架平台13的上方。
根据本发明的另一个实施例，还提供了一种风力发电机组，由于风力发电机组具备上述的缆线保护系统，其具有与缆线保护系统相同的优点，故此处不在加以赘述。
本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。并且，在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。
Claims (19)
1.一种用于风力发电机组的缆线保护系统，所述缆线(30)从所述风力发电机组(2)的机舱(20)的底座平台(11)上的缆线通道(111)穿过，其特征在于：所述缆线保护系统包括具有缆线固定部和承力支架的线缆承力装置(40)，
所述缆线固定部能够固定所述缆线(30)；
所述承力支架的一端与所述缆线固定部连接，所述承力支架的另一端支撑在所述底座平台(11)上，以使所述缆线固定部能够沿所述缆线通道(111)的径向相对于所述缆线通道(111)自由运动。
2.根据权利要求1所述的缆线保护系统，其特征在于，所述承力支架与所述缆线固定部固定地连接，所述承力支架活动地支撑在所述底座平台(11)上。
3.根据权利要求2所述的缆线保护系统，其特征在于，所述承力支架滑动支撑在所述底座平台(11)上。
4.根据权利要求3所述的缆线保护系统，其特征在于，所述承力支架与所述底座平台(11)接触的部位设置有光滑表面。
5.根据权利要求2所述的缆线保护系统，其特征在于，所述承力支架滚动支撑在所述底座平台(11)上。
6.根据权利要求5所述的缆线保护系统，其特征在于，所述承力支架与所述底座平台(11)接触的部位设置有滚珠或万向轮。
7.根据权利要求1至6任一项所述的缆线保护系统，其特征在于，所述缆线固定部为具有回转体结构的护套主体(41)。
8.根据权利要求7所述的缆线保护系统，其特征在于，所述护套主体(41)的直径沿所述缆线(30)的悬垂方向逐渐扩大，所述承力支架为由所述护套主体(41)的直径较大一端边缘延伸形成的弯折面(42)。
9.根据权利要求1所述的缆线保护系统，其特征在于，所述承力支架与所述缆线固定部活动地连接，所述承力支架固定地支撑在所述底座平台(11)上。
10.根据权利要求9所述的缆线保护系统，其特征在于，所述缆线固定部为具有回转体结构的第一缆线护套(53)，所述承力支架为多个支撑部件(51)，所述缆线保护系统还包括对应所述多个支撑部件(51)设置的多个第一弹性部件(52)，所述多个第一弹性部件(52)设置在所述第一缆线护套(53)和所述多个支撑部件(51)之间并且围绕所述第一缆线护套(53)均匀分布。
11.根据权利要求10所述的缆线保护系统，其特征在于，所述缆线保护系统还包括与所述多个第一弹性部件(52)相对应的多个长度调节部件(54)，所述多个长度调节部件(54)设置在所述第一弹性部件(52)与所述支撑部件(51)之间和/或所述第一弹性部件(52)与所述第一缆线护套(53)之间。
12.根据权利要求1所述的缆线保护系统，其特征在于，所述缆线固定部具有供所述缆线(30)穿过的中空结构。
13.根据权利要求1至6、9至12中任一项所述的缆线保护系统，其特征在于，所述缆线保护系统还包括设置在所述缆线固定部上方的弹性缓冲装置(70)，所述弹性缓冲装置(70)具有球形轮廓并且设置为使所述缆线(30)固定在所述弹性缓冲装置(70)上形成缆线扩张段(31)。
14.根据权利要求13所述的缆线保护系统，其特征在于，所述弹性缓冲装置(70)由沿所述缆线(30)的垂悬方向间隔布置的多个直径不同的弹性支撑圈构成。
15.根据权利要求1至6、9至12中任一项所述的缆线保护系统，其特征在于，所述缆线保护系统还包括具有第二缆线护套(61)和弹性支架的弹性限位装置(60)，其中，
所述第二缆线护套(61)能够固定所述缆线(30)；
所述弹性支架的一端与所述第二缆线护套(61)弹性连接，所述弹性支架的另一端支撑在所述风力发电机组(2)的塔筒(10)内的塔架平台(13)上，以使所述第二缆线护套(61)能够通过所述弹性支架对所述缆线(30)沿所述塔架平台(13)的平面方向发生的晃动进行缓冲。
16.根据权利要求15所述的缆线保护系统，其特征在于，所述弹性支架包括支撑部件(62)和多个第二弹性部件(63)，所述支撑部件(62)与所述塔架平台(13)连接，所述多个第二弹性部件(63)设置在所述支撑部件(62)和所述第二缆线护套(61)之间并且围绕所述支撑部件(62)均匀分布。
17.根据权利要求16所述的缆线保护系统，其特征在于，所述第二缆线护套(61)包括内层护套(61a)和外层护套(61b)，所述内层护套(61a)与所述多个第二弹性部件(63)连接，所述外层护套(61b)活动地套设于所述内层护套(61a)外，所述外层护套(61b)通过外周壁对所述缆线(30)进行固定。
18.根据权利要求1至6任一项所述的缆线保护系统，其特征在于，所述风力发电机组(2)的所述缆线通道(111)周缘相对于所述底座平台(11)的平面倾斜预设角度设置，以在所述底座平台(11)的中心位置处形成环形的倾斜面(112)，使得所述承力支架能够与所述倾斜面(112)配合，将所述缆线(30)支撑于所述缆线通道(111)的中心位置处。
19.一种风力发电机组(2)，其特征在于，包括如权利要求1至18任一项所述的缆线保护系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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