CN109087746A - 一种风力发电用抗拉伸高稳定性电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电用抗拉伸高稳定性电缆，所述夹持装置包括圆环柱形部、挤压装置、锁紧螺栓和锁紧螺母，所述圆环柱形部通过多个连接筋连接有圆板，挤压装置包括第一挤压板、第二挤压板和连接第一、二挤压板的连接筒，第一挤压板具有第一通孔，第二挤压板具有第二通孔，所述圆板具有第三通孔，所述螺栓穿过第一通孔、连接筒、第二通孔、第三通孔与锁紧螺母锁紧；所述圆环柱形部的内侧具有多个截面呈弧形的竖直通槽，每个竖直通槽被一个所述风能电缆穿过。本发明的电缆，由于将多个风能电缆形成一个整体，从而整体机械性能更好。

Description

一种风力发电用抗拉伸高稳定性电缆

技术领域

本发明涉及电缆领域，具体涉及一种风力发电用抗拉伸高稳定性电缆。

背景技术

随着传统能源的枯竭以及新能源技术的发展，新能源的开发越来越受到人们的重视，其中太阳能、风能等清洁能源由于无污染、可再生而受到广泛关注。风力发电塔内往往设置有很多风能电缆传输电力，现有的风能电缆由于长度长，由于电缆的重力等原因，时间一长容易损坏。并且用电缆夹将电缆固定在风塔内侧壁时，时间一长，有时电缆夹会从风塔的侧壁脱落，不能及时发现，并且人工排查，劳动强度大。

发明内容

发明目的：本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种风力发电用抗拉伸高稳定性电缆。

技术方案：一种电缆，包括多个夹持装置和多个风能电缆，所述夹持装置包括圆环柱形部、挤压装置、锁紧螺栓和锁紧螺母，所述圆环柱形部通过多个连接筋连接有圆板，挤压装置包括第一挤压板、第二挤压板和连接第一、二挤压板的连接筒，所述第一、二挤压板的横截面均为圆形，第一、二挤压板的纵截面的两侧均为弧线状，第一挤压板的最大外径大于第二挤压板的最大外径，第一挤压板与连接筒的顶部固定连接，第二挤压板与连接筒的底部固定连接，所述第一挤压板具有第一通孔，第二挤压板具有第二通孔，所述圆板具有第三通孔，所述螺栓穿过第一通孔、连接筒、第二通孔、第三通孔与锁紧螺母锁紧；所述圆环柱形部的内侧具有多个截面呈弧形的竖直通槽，每个竖直通槽被一个所述风能电缆穿过。

进一步地，所述第一挤压板抵接与该挤压板配合的圆环柱形部内的所有电缆，或者所述第二挤压板抵接与该挤压板配合的圆环柱形部内的所有电缆。

进一步地，还包括控制器和无线通信单元，所述圆环柱形部固定连接有固定支架和固定块，所述固定块具有贯穿孔，所述贯穿孔内穿设有检测电缆，所述圆板上表面具有温度传感器，所述圆板的下表面通过风扇支架固定连接有风扇单元，所述固定块的上表面具有安装凹槽，所述安装凹槽内具有激光发射器，所述固定块的下表面具有光接收器，所述检测电缆内具有电力传输线和信号传输线，所述检测电缆能够为风扇单元、温度传感器、激发发射器和光接收器供电，且能够传输温度传感器和光接收器的信号；控制器进行控制，在非检测模式中，使所有的激发发射器和所有的光接收器关闭，并且当某个温度传感器的测量值大于温度设定阈值时，使该温度传感器所在的夹持单元的风扇单元处于启动状态，当某个温度传感器的测量值小于等于温度设定阈值时，使该温度传感器所在的夹持单元的风扇单元处于关闭状态；在检测模式中，使所有的风扇、所有的激光发射器和所有的光接收器均开启，所述检测模式持续设定时间，在所述设定时间内，当存在一个以上的光接收器在某个时刻没有接收到激光发射器的光信号时，控制无线通信单元发射第一报警信号。

进一步地，所述控制器内存储各个夹持装置的编号信息，在检测模式中，使所有的风扇、所有的激光发射器和所有的光接收器均开启，所述检测模式持续设定时间，在所述设定时间内，当某个光接收器在某个时刻没有接收到激光发射器的光信号时，控制无线通信单元发射该光接收器对应的夹持装置的编号信息。

进一步地，每个贯穿孔和穿过其中的检测电缆之间具有2个弹性垫圈。

进一步地，所述圆环柱形部的竖直通槽有8个；所述风能电缆有8个。

进一步地，每个竖直通槽内具有一个截面呈弧形的弹性垫片。

进一步地，所有的激光发射器完全相同，所有的光接收器完全相同。

进一步地，每个第二挤压板的下表面连接有压缩弹簧，压缩弹簧的底端固定有压块，圆板的上表面安装有被所述压块挤压的压力传感器；所述检测电缆为所述压力传感器供电和传输信号；控制器进行控制，当一个以上的压力传感器的测量值小于压力设定阈值时，使无线通信单元发射第二报警信号。

进一步地，所述控制器内存储各个夹持装置的编号信息，控制器进行控制，当某个压力传感器的测量值小于压力设定阈值时，使无线通信单元发射该压力传感器对应的夹持装置的编号信息。

进一步地，所述风能电缆，从外到内依次包括外护套、铠装层、外阻燃层和外绝缘层，所述外绝缘层内具有支撑单元，所述支撑单元包括中心管和3个截面呈弧形的弧形单元，所述弧形单元为沿电缆长度方向延伸的截面呈弧形的片状，每个弧形单元和中心管之间连接有连接单元，所述弧形单元的外侧固定连接有多个耐压管，所述中心管内具有抗拉绳，所述外绝缘层内具有3个电缆芯线，所述电缆芯线从内到外包括导体、内绝缘层、屏蔽层、内阻燃层和内护套。

进一步地，所述连接单元有3个，每个连接单元连接1个弧形单元和所述中心管，所述连接单元为沿着电缆长度方向延伸的片状。

进一步地，3个电缆芯线和3个连接单元交替间隔分布，所述电缆芯线相对于弧形单元更靠近所述中心管。

进一步地，所述外阻燃层为阻燃性PVC带。

进一步地，所述外护套和内护套由聚乙烯材料制成。

进一步地，所述铠装层为钢丝铠装层。

进一步地，所述耐压管有橡胶制成。

风能电缆其内部设立了抗拉绳、支撑部，支撑部具有多个抗压管，因此电缆的抗拉伸性能好。在电缆的扭动过程中，即使支撑单元处发生扭转，各个电缆芯线的扭转程度也非常小，因此电缆在风塔内使用的过程中能够长期经过拉伸、扭转操作，不易损坏。

有益效果：本发明的电缆，通过夹持装置将多根风能电缆形成一个整体，因此整体机械性能更好，并且避免电缆相互摩擦。另外，当夹持装置出现松动等故障时，能够及时报警。

附图说明

图1为多个夹持装置和多个电缆配合示意图；

图2为挤压装置未安装时，圆环柱形部、连接筋和圆板示意图；

图3为圆环柱形部、连接筋和圆板连接截面示意图；

图4为挤压装置安装时，夹持装置俯视示意图；

图5为第二挤压板挤压电缆时示意图；

图6为第一挤压板挤压电缆时示意图；

图7为风能电缆截面示意图。

具体实施方式

1圆环柱形部；1.1弹性垫片；1.2连接筋；1.3圆板；1.4第三通孔；1.5锁紧螺母；1.6第一挤压板；1.7第二挤压板；1.8连接筒；1.9锁紧螺栓；2.1压缩弹簧；2.2压块；2.3压力传感器；3固定支架；4固定块；4.1激光发射器；4.2光接收器；4.3贯穿孔；4.4弹性垫圈；6.1温度传感器；6.2风扇支架；6.3风扇单元；20检测电缆；10风能电缆；11抗拉绳；11.1中心管；11.2连接单元；11.3弧形单元；11.4耐压管；12.1外绝缘层；12.2外阻燃层；12.3铠装层；12.4外护套；13.1导体；13.2内绝缘层；13.3屏蔽层；13.4内阻燃层；13.5内护套。

一种电缆，包括多个夹持装置和多个风能电缆10，所述夹持装置包括圆环柱形部1、挤压装置、锁紧螺栓1.9和锁紧螺母1.5，所述圆环柱形部通过多个连接筋1.2连接有圆板1.3，挤压装置包括第一挤压板1.6、第二挤压板1.7和连接第一、二挤压板的连接筒1.8，所述第一、二挤压板的横截面均为圆形，第一、二挤压板的纵截面的两侧均为弧线状，第一挤压板1.6的最大外径大于第二挤压板1.7的最大外径，第一挤压板1.6与连接筒1.8的顶部固定连接，第二挤压板1.7与连接筒1.8的底部固定连接，所述第一挤压板1.6具有第一通孔，第二挤压板1.7具有第二通孔，所述圆板1.3具有第三通孔，所述螺栓穿过第一通孔、连接筒、第二通孔、第三通孔与锁紧螺母锁紧；所述圆环柱形部的内侧具有多个截面呈弧形的竖直通槽，每个竖直通槽被一个所述风能电缆10穿过。所述第一挤压板抵接与该挤压板配合的圆环柱形部内的所有电缆，或者所述第二挤压板抵接与该挤压板配合的圆环柱形部内的所有电缆。

另外，还包括控制器和无线通信单元，所述圆环柱形部固定连接有固定支架3和固定块4，所述固定块具有贯穿孔，所述贯穿孔内穿设有检测电缆20，所述圆板上表面具有温度传感器6.1，所述圆板的下表面通过风扇支架6.2固定连接有风扇单元6.3，所述固定块的上表面具有安装凹槽，所述安装凹槽内具有激光发射器4.1，所述固定块的下表面具有光接收器4.2，所述检测电缆内具有电力传输线和信号传输线，所述检测电缆能够为风扇单元6.3、温度传感器6.1、激发发射器4.1和光接收器4.2供电，且能够传输温度传感器和光接收器的信号；控制器进行控制，在非检测模式中，使所有的激发发射器和所有的光接收器关闭，并且当某个温度传感器的测量值大于温度设定阈值时，使该温度传感器所在的夹持单元的风扇单元处于启动状态，当某个温度传感器的测量值小于等于温度设定阈值时，使该温度传感器所在的夹持单元的风扇单元处于关闭状态；在检测模式中，使所有的风扇、所有的激光发射器和所有的光接收器均开启，所述检测模式持续设定时间，在所述设定时间内，当存在一个以上的光接收器在某个时刻没有接收到激光发射器的光信号时，控制无线通信单元发射第一报警信号。所述控制器内存储各个夹持装置的编号信息，在检测模式中，使所有的风扇、所有的激光发射器和所有的光接收器均开启，所述检测模式持续设定时间，在所述设定时间内，当某个光接收器在某个时刻没有接收到激光发射器的光信号时，控制无线通信单元发射该光接收器对应的夹持装置的编号信息。

每个贯穿孔和穿过其中的检测电缆之间具有2个弹性垫圈。所述圆环柱形部的竖直通槽有8个；所述风能电缆有8个。每个竖直通槽内具有一个截面呈弧形的弹性垫片。所有的激光发射器完全相同，所有的光接收器完全相同。

每个第二挤压板的下表面连接有压缩弹簧2.1，压缩弹簧的底端固定有压块2.2，圆板的上表面安装有被所述压块挤压的压力传感器2.3；所述检测电缆为所述压力传感器供电和传输信号；控制器进行控制，当一个以上的压力传感器的测量值小于压力设定阈值时，使无线通信单元发射第二报警信号。所述控制器内存储各个夹持装置的编号信息，控制器进行控制，当某个压力传感器的测量值小于压力设定阈值时，使无线通信单元发射该压力传感器对应的夹持装置的编号信息。

如图7所示，使得多个风能电缆通过多个夹持装置夹持形成一个整体，因此整体的强度更大，并且避免了各个风能电缆的表面之间发生接触摩擦而产生损坏。为了保证效果，可以使相邻的夹持装置间隔0.5-1米或1米左右。并且如图所示，通过锁紧螺栓和锁紧螺母进行锁紧，当竖直通槽内的电缆直径较大时，是第二挤压板和各个电缆抵接，当竖直通槽内的电缆直径较小时，是第一挤压板和各个电缆抵接。第一、二挤压板配合弹性垫片由于大的挤压力产生的摩擦力使得电缆不能在竖直通槽内滑动。

另外为了检测夹持装置是否从风塔的侧壁上脱落，设计了如下方案：通过固定支架将各个夹持装置固定在风塔的侧壁侧上，从而使得电缆不会晃动，更加稳定。当安装时，各个夹持装置的固定支架的尺寸不一定是完全相同，可以选择合适的固定支架的尺寸，使得安装结束后，每个夹持装置的固定块的激光发射器刚好对准其上面一个夹持装置的固定块的光接收器。正常情况下，激光发射器发出的光刚好被上面一个光接收器接收，虽然风塔在使用过程中也存在小角度的晃动，但是由于相邻两个夹持装置之间的距离较小，因此基本上是在一条直线上，激光发射器发出的光刚好被上面一个光接收器接收。但是随着使用时间的增加，固定支架和风塔的侧壁之间容易出现松动甚至脱落，为了检测是否存在这种情况，设计了检测模式，在检测模式中，使所有的风扇(风扇开启的目的是增加吹风效果，当存在固定支架与风塔的侧壁脱落的情况时，该夹持装置在风扇的气流的作用下会晃动，从而更容易检测出哪个夹持装置出现了脱落)、所有的激光发射器和所有的光接收器均开启，所述检测模式持续设定时间，在所述设定时间内，当存在一个以上的光接收器在某个时刻没有接收到激光发射器的光信号时，控制无线通信单元发射第一报警信号。由于环境风很大时，风塔本身存在一定晃动，因此检测模式优选在环境风很小的天气里执行。在非检测模式中，由于风能电缆传输电力会导致发热，因此当温度较高时，自动启动风扇进行散热，避免热量不能及时散去带来的不良后果。

另外还设计了压力传感器，检测螺母是否脱落，由于长时间使用还存在锁紧螺母松掉甚至脱落的情况，因此设计了压力传感器，当锁紧螺母松掉或脱落时，能够及时报警。当然对于不同直径的电缆，压力设定阈值是不一样的。

尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。

Claims (8)

1.一种风力发电用抗拉伸高稳定性电缆，其特征在于，包括多个夹持装置和多个风能电缆，所述夹持装置包括圆环柱形部、挤压装置、锁紧螺栓和锁紧螺母，所述圆环柱形部通过多个连接筋连接有圆板，挤压装置包括第一挤压板、第二挤压板和连接第一、二挤压板的连接筒，所述第一、二挤压板的横截面均为圆形，第一、二挤压板的纵截面的两侧均为弧线状，第一挤压板的最大外径大于第二挤压板的最大外径，第一挤压板与连接筒的顶部固定连接，第二挤压板与连接筒的底部固定连接，所述第一挤压板具有第一通孔，第二挤压板具有第二通孔，所述圆板具有第三通孔，所述螺栓穿过第一通孔、连接筒、第二通孔、第三通孔与锁紧螺母锁紧；所述圆环柱形部的内侧具有多个截面呈弧形的竖直通槽，每个竖直通槽被一个所述风能电缆穿过。

2.根据权利要求1所述的风力发电用抗拉伸高稳定性电缆，其特征在于，还包括控制器和无线通信单元，所述圆环柱形部固定连接有固定支架和固定块，所述固定块具有贯穿孔，所述贯穿孔内穿设有检测电缆，所述圆板上表面具有温度传感器，所述圆板的下表面通过风扇支架固定连接有风扇单元，所述固定块的上表面具有安装凹槽，所述安装凹槽内具有激光发射器，所述固定块的下表面具有光接收器，所述检测电缆内具有电力传输线和信号传输线，所述检测电缆能够为风扇单元、温度传感器、激发发射器和光接收器供电，且能够传输温度传感器和光接收器的信号；控制器进行控制，在非检测模式中，使所有的激发发射器和所有的光接收器关闭，并且当某个温度传感器的测量值大于温度设定阈值时，使该温度传感器所在的夹持单元的风扇单元处于启动状态，当某个温度传感器的测量值小于等于温度设定阈值时，使该温度传感器所在的夹持单元的风扇单元处于关闭状态；在检测模式中，使所有的风扇、所有的激光发射器和所有的光接收器均开启，所述检测模式持续设定时间，在所述设定时间内，当存在一个以上的光接收器在某个时刻没有接收到激光发射器的光信号时，控制无线通信单元发射第一报警信号。

3.根据权利要求1所述的风力发电用抗拉伸高稳定性电缆，其特征在于，所述控制器内存储各个夹持装置的编号信息，在检测模式中，使所有的风扇、所有的激光发射器和所有的光接收器均开启，所述检测模式持续设定时间，在所述设定时间内，当某个光接收器在某个时刻没有接收到激光发射器的光信号时，控制无线通信单元发射该光接收器对应的夹持装置的编号信息。

4.根据权利要求1所述的风力发电用抗拉伸高稳定性电缆，其特征在于，每个贯穿孔和穿过其中的检测电缆之间具有2个弹性垫圈。

5.根据权利要求1所述的风力发电用抗拉伸高稳定性电缆，其特征在于，所述圆环柱形部的竖直通槽有8个；所述风能电缆有8个。

6.根据权利要求1所述的风力发电用抗拉伸高稳定性电缆，其特征在于，每个竖直通槽内具有一个截面呈弧形的弹性垫片。

7.根据权利要求1所述的风力发电用抗拉伸高稳定性电缆，其特征在于，每个第二挤压板的下表面连接有压缩弹簧，压缩弹簧的底端固定有压块，圆板的上表面安装有被所述压块挤压的压力传感器；所述检测电缆为所述压力传感器供电和传输信号；控制器进行控制，当一个以上的压力传感器的测量值小于压力设定阈值时，使无线通信单元发射第二报警信号。

8.根据权利要求1所述的风力发电用抗拉伸高稳定性电缆，其特征在于，所述控制器内存储各个夹持装置的编号信息，控制器进行控制，当某个压力传感器的测量值小于压力设定阈值时，使无线通信单元发射该压力传感器对应的夹持装置的编号信息。