CN114498236A - 一种风电叶片电缆并线夹和压模的设计方法 - Google Patents

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谢磊
熊杰
杨琴
刘鑫
王安鹏
王建东
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Abstract

本专利涉及风电叶片生产设计技术领域，具体是一种风电叶片电缆并线夹和压模的设计方法，包括以下步骤：S1：确定电缆导体压缩后的直径：将电缆导体压接后外形设计成直线连接两个半圆的类椭圆b，类椭圆b的两端的半圆的半径为Rb，
Figure DDA0003472855970000011
类椭圆b的周长为Cb＝2πRb+4，S2：设计并线夹的形状及尺寸：并线夹内侧弧长A＝Cb+并线夹的压缩量；S3：设计压模的形状及尺寸：所述压模包括两个圆弧模，圆弧模直径D压＝L1+L2+2Rb，圆弧模高度H压＝并线夹上壁厚+Rb+1。本方案中并线夹内部圆弧长度根据电缆导体压缩比确定压缩后的电缆导体的半径设计，解决了并线夹的尺寸设计的不合适，导致压接后导线接触不充分，连接强度不够，并线夹开口无法闭合的问题。

Description

一种风电叶片电缆并线夹和压模的设计方法
技术领域
本发明涉及风电叶片生产设计技术领域，具体是一种风电叶片电缆并线夹和压模的设计 方法。
背景技术
风电叶片中的导线用于传导雷电，导线需要并线和续接。雷电属于高压冲击大电流，电 流幅值高达几十到几百千安，且电流随时间的变化率较高，传导过程除了急速升温以外，还 伴随着巨大的电动力(电磁力)和放电的风险。因此导线连接的质量显得尤为重要。
现有避雷导线并线或者续接采用并线夹压接的方式，并线夹的尺寸设计的不合适，若线 夹过小，造成C口将无法闭合，若并线夹过大，造成C口提前闭合，导体无法压紧。压模C 口直径若取得过大，压接过程中，并线夹立壁一开始就受到沿立壁的压力，立壁在压缩到一 定程度后压接工具压力不足，工具过载停机，或出现并线夹歪曲，并线夹C口错位，导线挤 出的情况。压模C口直径若取得过小，则会造成导线挤出。以上情况造成压接后导线接触不 充分，连接强度不够，并线夹开口无法闭合，在传导雷电时有并线夹崩开，并线夹尖角、缝 隙放电打火的风险；由于叶片几乎所有材料都是易燃材料，打火极易引起火灾，影响叶片的 运行安全。
发明内容
本发明意在提供一种风电叶片电缆并线夹和压模的设计方法，以解决并线夹的尺寸设计 的不合适，导致压接后导线接触不充分，连接强度不够，并线夹开口无法闭合的问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种风电叶片电缆并线夹和压模的设计 方法，包括以下步骤：
S1：确定电缆导体压缩后的半径：将电缆导体压接后外形设计成直线连接两个半圆的 类椭圆b，直线段取值2mm，单个电缆导体的直径为D线，单根电缆导体截面积e，电缆导体 压缩比取1:0.9，类椭圆b的两端的半圆的半径为Rb，
Figure RE-GDA0003563620040000011
类椭圆b的周长为Cb＝2πRb+4；
S2：设计并线夹的形状及尺寸：并线夹内侧弧长A＝Cb+并线夹的压缩量，所述并线夹开 口的间距C1最小为1.4D线，所述并线夹内部高度C2最小为2D线，所述并线夹开口到立壁之间 平滑过渡，并线夹开口处壁厚L1、并线夹立壁的厚度L2；
S3：设计压模的形状及尺寸：所述压模包括两个圆弧模，圆弧模直径D压＝L1+L2+2Rb，圆 弧模高度H压＝并线夹上壁厚+Rb+1。
进一步，所述并线夹的压缩量为4mm。
进一步，所述并线夹开口处壁厚L1不低于2mm，所述并线夹中部立壁的厚度L2不低于5mm。
进一步，所述并线夹开口处设计圆角。
进一步，所述圆弧模内侧设有若干条环向的筋条，所述筋条两侧高度从0开始过渡到中 间最大位置，所述筋条中间的高度为1.5mm。
进一步，两个所述圆弧模边缘均设有倒角。
本方案的有益效果：(1)本方案中，并线夹开口的间距C1最小为1.4D线，保证能从并线夹开口放进两根导体；并线夹内部高度C2最小为2D线，并线夹内部能够竖直放置两根电缆导体；并线夹内部圆弧长度根据电缆导体压缩比确定压缩后的电缆导体的半径设计，让并线 夹不会过大或过小，可以完全对接闭合，形成平滑的表面，导雷时不会出现打火击穿等现象。
(2)并线夹中部立壁的厚度L2不低于5mm，且并线夹开口到立壁之间平滑过渡，立壁 承载主要的拉力和弯矩，使并线夹开口到立壁的弯曲应力均匀分布，使并线夹开口在电动力 下受力更合理。
(3)压模的工作原理是让并线夹先卷曲，再压紧的方式，导体丝素不易挤出，并线夹 开口对接闭合紧实；可防止垂直压缩并线夹时工具超载、并线夹开口无法闭合、导体挤出、 并线夹开口错位等问题。
(4)压模的筋条使电缆导体压接得更紧实，同时形成的的凹陷可增大拉拔力，在电动 力的作用下连接更可靠。
(5)圆弧模边缘倒角，在压接前期形成平滑的挤压的切向力，让并线夹开口和立壁根 部弯曲变形。
附图说明
图1为本发明实施例中的类椭圆b成型示意图；
图2为本发明实施例中的并线夹及压模的具体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描 述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明 中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
说明书附图中的附图标记包括：电缆导体1、并线夹2、圆弧模3。
实施例
一种风电叶片电缆并线夹和压模的设计方法，包括以下步骤：
S1：确定电缆导体压缩后的直径：如图1所示，将电缆导体压接后外形设计成直线连 接两个半圆的类椭圆b，直线段取值2mm，单个电缆导体的直径为D线，单根电缆导体截面积 e，电缆导体压缩比取1:0.9，类椭圆b的两端的半圆的半径为Rb，
Figure RE-GDA0003563620040000031
类椭圆b的周长为Cb＝2πRb+4；
S2：设计并线夹的形状及尺寸：结合图2所示，并线夹2内侧弧长A＝Cb+并线夹2的压 缩量，并线夹2的压缩量为4mm，并线夹2开口的间距C1最小为1.4D线，并线夹2内部高度 C2最小为2D线，并线夹2开口到立壁之间平滑过渡，并线夹2开口处壁厚L1＝2mm，并线夹2 立壁的厚度L2＝5mm，并线夹2开口处设计圆角；
S3：设计压模的形状及尺寸：压模包括两个圆弧模3，圆弧模3直径D压＝L1+L2+2Rb，圆 弧模3高度H压＝并线夹2上壁厚+Rb+1，圆弧模3内侧设有若干条环向的筋条，筋条两侧高度 从0开始过渡到中间最大位置，筋条中间的高度为1.5mm，两个圆弧模3边缘均设有倒角。
具体实施过程如下：并线夹开口和立壁在压模拐角的挤压下卷曲，慢慢包围电缆导体， 电缆导体丝束在并线夹的作用先重新排列，卷曲包裹的方式可防止导线丝从并线夹开口挤 出；在并线夹开口边距离约2-4mm时完成导线丝素的重新分布初步压紧，随着压模继续推进， 压模筋条开始垂直挤压并线夹，并线夹外侧压出凹槽，内侧形成凸起挤压电缆导体，最终压 模圆弧面挤压整个并线夹，直到并线夹开口闭合，压膜再前进约2mm，压模闭合，并线夹彻 底压紧。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者 操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这 种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他 性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且 还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的 要素。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描 述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术 知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力， 所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些 典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指 出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改 进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。 本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以 用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种风电叶片电缆并线夹和压模的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：确定电缆导体压缩后的半径：将电缆导体压接后外形设计成直线连接两个半圆的类椭圆b，直线段取值2mm，单个电缆导体的直径为D线，单根电缆导体截面积e，电缆导体压缩比取1:0.9，类椭圆b的两端的半圆的半径为Rb，
Figure RE-FDA0003563620030000011
类椭圆b的周长为Cb＝2πRb+4；
S2：设计并线夹的形状及尺寸：并线夹内侧弧长A＝Cb+并线夹的压缩量，所述并线夹开口的间距C1最小为1.4D线，所述并线夹内部高度C2最小为2D线，所述并线夹开口到立壁之间平滑过渡，并线夹开口处壁厚为L1、并线夹立壁的厚度为L2；
S3：设计压模的形状及尺寸：所述压模包括两个圆弧模，圆弧模内侧直径D压＝L1+L2+2Rb，圆弧模内侧高度H压＝并线夹上壁厚+Rb+1。
2.根据权利要求1所述的一种风电叶片电缆并线夹和压模的设计方法，其特征在于：所述并线夹的压缩量为4mm。
3.根据权利要求2所述的一种风电叶片电缆并线夹和压模的设计方法，其特征在于：所述并线夹开口处壁厚L1不低于2mm，所述并线夹中部立壁的厚度L2不低于5mm。
4.根据权利要求3所述的一种风电叶片电缆并线夹和压模的设计方法，其特征在于：所述并线夹开口处设计圆角。
5.根据权利要求4所述的一种风电叶片电缆并线夹和压模的设计方法，其特征在于：所述圆弧模内侧设有若干条环向的筋条，所述筋条两侧高度从0开始过渡到中间最大位置，所述筋条中间的高度为1.5mm。
6.根据权利要求5所述的一种风电叶片电缆并线夹和压模的设计方法，其特征在于：两个所述圆弧模边缘均设有倒角。
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