CN114696262A - 电缆吊装敷设装置及方法、风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电缆吊装敷设装置及方法、风力发电机组。所述电缆吊装敷设装置包括用于支撑电缆的电缆支撑架，所述电缆支撑架固定到风力发电机组的塔筒内部的爬梯并且在塔筒径向方向上位于所述爬梯的一侧。通过上述电缆吊装敷设装置，能够使电缆尽可能沿竖直方向吊装和敷设，避免电缆吊装敷设受风力发电机组的塔筒的倾斜侧壁的影响和限制。

Description

电缆吊装敷设装置及方法、风力发电机组

技术领域

本发明涉及风电技术领域，更具体地，涉及一种电缆吊装敷设装置及方法以及包括该电缆吊装敷设装置的风力发电机组。

背景技术

风机通过叶轮捕获风能转化为机械能，驱动发电机产生电能，发电机产生的电能，通过动力电缆传递至变流器机侧接口。

如图1所示，根据不同项目机组的规格，使用的动力电缆根数越来越多，通常，动力电缆在塔筒中主要分布在爬梯单侧或者两侧的塔筒壁上。通过电缆夹板、电缆线夹或者其他相似功能梯架进行双层固定敷设或者单层固定敷设。常规塔筒中上段(如图1中的顶端塔筒)是锥段、中下段是直段，混塔项目中的混塔段是锥段，上部钢塔是直段与锥段混合。因此，在将电缆铺设固定在塔筒内壁上的情况下，电缆吊装提升和固定敷设会受倾斜塔筒的限制，存在诸多不便。

例如，在将动力电缆设计分布在爬梯单侧或者爬梯两侧的塔筒壁上的情况下，将动力电缆固定在爬梯单侧时，固定位置距离爬梯较远，例如，电缆数量较多时，距离爬梯较远的电缆可能是施工人员难以接触到的，这给现场施工部分工作带来不方便。将动力电缆固定在爬梯两侧时，会增加动力电缆敷设的长度，增加成本。

由于塔筒存在锥段塔筒的情况，提升电缆时，需要人为约束或需要除平台外的多处位置增加导轮装置，增加施工时间。

另外，考虑到塔筒平台过孔的位置与塔筒形式等要求，大部分是一根整根动力电缆吊装，只能将其悬挂在指定的装置上待大部分动力电缆吊装完成后再固定敷设。

此外，在动力电缆完成部分吊装工作时，需要将动力电缆固定于电缆夹板或者电缆线夹中，由于吊装设备安装点固定，因此只能挪动动力电缆将其置于指定的电缆夹板或者电缆线夹中，费时费力。另外，在吊装最后一部分电缆时，存在吊装空间不足的问题。

另外，在将电缆固定到塔筒侧壁上的情况下，需要在塔筒侧壁上焊接电缆线夹总成或者电缆夹板总成，增加塔筒侧壁上的焊点，减小塔筒整体的疲劳强度。

此外，风力发电机组的扭缆段的动力电缆与直线段的动力电缆对接时使用的马鞍结构组件固定塔筒侧壁上，由于顶段塔筒是锥段，设计时需要每次调整马鞍结构组件与塔筒侧壁的匹配性，增加了物料管理的难度。

发明内容

本发明旨在提出一种电缆吊装敷设装置及方法来克服现有技术中存在的上述问题。

根据本发明的一方面，提供一种电缆吊装敷设装置，所述电缆吊装敷设装置包括用于支撑电缆的电缆支撑架，所述电缆支撑架固定到风力发电机组的塔筒内部的爬梯并且在塔筒径向方向上位于所述爬梯的一侧。

优选地，所述电缆支撑架上可安装有用于夹持和固定所述电缆的多个电缆固定线夹，所述电缆固定线夹与所述爬梯可在塔筒径向方向上间隔开预定距离。

优选地，所述电缆支撑架可包括在竖直方向上间隔开的多个支撑横杆，所述电缆固定线夹可固定在所述多个支撑横杆中的一部分支撑横杆上。

优选地，所述电缆支撑架可为与所述爬梯并排设置的电缆固定敷设梯架，所述电缆固定敷设梯架可包括在竖直方向上延伸的两个竖杆和设置在所述两个竖杆之间的多个支撑横杆；或者所述电缆支撑架可为沿着所述爬梯的竖直方向间隔开地固定到所述爬梯上的多个支撑组件，每个支撑组件可包括固定到所述爬梯的两个侧板和固定在所述两个侧板之间的支撑横杆。

优选地，用于引导电缆的导轮组件可设置在所述多个支撑横杆中的一部分支撑横杆上，并且所述导轮组件可在竖直方向上与所述电缆固定线夹间隔开，或者，用于引导电缆的导轮组件可设置在风力发电机组的所述塔筒内的平台的供电缆穿过的电缆过孔处。

优选地，所述导轮组件的一部分可在竖直方向上对应于每个所述支撑横杆上的所述电缆固定线夹中的一部分，所述导轮组件中的另一部分可在竖直方向上对应于每个所述支撑横杆上的所述电缆固定线夹中的另一部分。

优选地，所述导轮组件可包括用于固定到所述支撑横杆或所述平台上的框架和可拆卸地固定到所述框架上的内导轮和外导轮，所述内导轮与所述外导轮之间可具有供所述电缆穿过的空间。

优选地，所述内导轮和所述外导轮中的每个的两端可放置在所述框架的侧板中开设的凹槽中，并且所述导轮组件可设置有在所述凹槽处抵压所述内导轮和所述外导轮的端部的可拆卸的压板。

优选地，所述电缆吊装敷设装置可包括设置在所述电缆支撑架上方以吊装所述电缆的可移动的吊缆装置。

优选地，所述电缆吊装敷设装置还可包括吊装支撑组件，所述吊装支撑组件可包括固定到所述塔筒的壁上的两个纵梁以及设置在所述两个纵梁之间的横梁，所述吊缆装置能够沿着所述横梁移动。

优选地，被构造为支撑和约束风力发电机组的扭缆段电缆的止扭组件和被构造为使所述扭缆段电缆搭在其上的马鞍组件可设置在所述吊装支撑组件上，并且所述止扭组件与所述马鞍组件的马鞍面可分别在塔筒径向方向和竖直方向上间隔开。

根据本发明的另一方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括上述电缆吊装敷设装置。

优选地，所述风力发电机组的所述塔筒内可包括在竖直方向上间隔开的多个平台，每个平台上可设置供爬梯穿过的爬梯过孔和供电缆穿过的电缆过孔。

优选地，所述电缆支撑架可通过第一支撑件固定到所述爬梯，和/或，所述电缆支撑架可通过第二支撑件固定到所述平台上。

根据本发明的又一方面，提供一种电缆吊装敷设方法，包括：将电缆支撑架固定到风力发电机组的塔筒内部的爬梯上并且使所述电缆支撑架在塔筒径向方向上位于所述爬梯的一侧；沿竖直方向吊装电缆，并将所述电缆固定敷设到所述电缆支撑架上。

优选地，所述电缆支撑架可包括在竖直方向上间隔开的多个支撑横杆，所述电缆吊装敷设方法还可包括：将用于夹持和固定所述电缆的多个电缆固定线夹安装在所述多个支撑横杆中的一部分支撑横杆上，并且使所述多个电缆固定线夹在塔筒径向方向上与所述爬梯间隔开预定距离；利用设置在所述电缆支撑架上方的可移动的吊缆装置吊装电缆，并且根据待吊装电缆的固定敷设位置来改变吊缆装置的位置。

优选地，可利用所述吊缆装置一次吊装一根或多根电缆。

优选地，可将多个导轮组件安装在所述支撑横杆上或安装在所述塔筒内的平台的供电缆穿过的电缆过孔处，使所述吊缆装置的吊链和所述电缆穿过所述导轮组件的内导轮与外导轮之间。

优选地，待所述电缆吊装到位之后，可拆下所述内导轮或所述外导轮以取出所述电缆，并将所述电缆固定到对应的所述电缆固定线夹中。

优选地，可在所述电缆支撑架上方设置吊装支撑组件，并在所述吊装支撑组件上安装用于支撑和约束风力发电机组的扭缆段电缆的止扭组件和用于支撑所述扭缆段电缆的马鞍组件，将所述马鞍组件设置在所述电缆支撑架的上方且靠近所述电缆支撑架的上端部；待直线段的电缆吊装且固定敷设到所述电缆支撑架上之后，下放所述扭缆段电缆，使所述扭缆段电缆经过所述止扭组件和所述马鞍组件，并到达与直线段的所述电缆的对接位置。

优选地，在所述对接位置处，可利用连接器将所述扭缆段电缆与直线段的所述电缆对接，并将对接完成的电缆固定到所述电缆支撑架的上端部处的电缆固定线夹中。

通过上述电缆吊装敷设装置，能够使电缆尽可能沿竖直方向吊装和敷设，避免电缆吊装敷设受风力发电机组的塔筒的倾斜侧壁的影响和限制。

附图说明

图1示意性地示出了现有技术中电缆在塔筒中的固定敷设位置的示意图；

图2示意性地示出了根据本发明的实施例的电缆吊装敷设装置的正视图和侧视图；

图3示意性地示出了根据本发明的实施例的电缆吊装敷设装置的局部透视图；

图4示意性地示出了根据本发明的实施例的吊装支撑组件的示意图；

图5示意性地示出了根据本发明的实施例的马鞍组件的示意图；

图6示意性地示出了根据本发明的实施例的导轮组件的示意图；

图7示意性地示出了根据本发明的实施例的导轮组件的安装位置的示意图；

图8示意性地示出了根据本发明的实施例的用于将电缆支撑架固定到爬梯的第一支撑件的示意图；

图9示意性地示出了根据本发明的实施例的用于将电缆支撑架固定到平台的第二支撑件的示意图；

图10示意性地示出了根据本发明的实施例的塔筒内的平台的示意图；

图11示意性地示出了根据本发明的实施例的吊装直线段电缆的示意图；

图12示意性地示出了根据本发明的实施例的施工人员固定电缆的示意图；

图13示意性地示出了根据本发明的实施例的电缆吊装和敷设顺序的示意图；

图14示意性地示出了根据本发明的实施例的电缆吊装状态与电缆敷设状态的示意图；

图15示意性地示出了根据本发明的实施例的吊装完成的直线段电缆与扭缆段电缆的对接示意图；

图16示意性地示出了根据本发明的实施例的电缆支撑架的另一示例的示意图。

附图标记说明：

10-塔筒；11-爬梯；12-平台；122-电缆过孔；123-爬梯过孔；15-电缆；16-扭缆段电缆；18-电缆网兜；19-连接器；100-电缆吊装敷设装置；200-直线段电缆固定敷设组件；210-电缆支撑架；211-支撑横杆；220-电缆固定线夹；230-导轮组件；231-外导轮；232-内导轮；233-凹槽；234-压板；235-框架；250-第一支撑件；251-横杆；252-横杆；253-侧板；260-第二支撑件；261-横杆；262-斜支撑板；263-连接板；300-吊装支撑组件；301-纵梁；302-横梁；310-吊缆装置；320-止扭组件；330-马鞍组件；331-马鞍面。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更好地理解本发明的技术构思，下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的部件。

如图2所示，本发明提出一种电缆吊装敷设装置100，电缆吊装敷设装置100包括直线段电缆固定敷设组件200和位于直线段电缆固定敷设组件200上方的吊装结构。

直线段电缆固定敷设组件200包括用于支撑电缆15的电缆支撑架210，电缆支撑架210固定到风力发电机组的塔筒10内部的爬梯11并且在塔筒径向方向上位于爬梯11的一侧。

爬梯11是用于支撑工作人员从塔筒底部进入塔筒顶部的设备，可以采用紧固件、焊接或射钉等形式固定连接到塔筒10。电缆支撑架210所在的位置可以是施工人员站在爬梯11上手臂向前伸展易于触碰的位置，电缆支撑架210与爬梯11之间的横向距离可设计为便于施工人员施工的距离。

例如，电缆支撑架210上可安装有用于夹持和固定电缆15的多个电缆固定线夹220，电缆固定线夹220与爬梯11在塔筒径向方向上可间隔开预定距离。该预定距离可以设计为便于施工人员站在爬梯11上向前伸手能轻松地将电缆固定到电缆固定线夹220中，并且保证爬梯11与电缆之间存在一定的安全距离。例如，该预定距离可以为200mm至500mm。

与传统的将电缆固定在爬梯单侧或双侧的塔筒壁上相比，通过利用本发明提出的上述电缆支撑架210，不仅可以便于施工人员操作，而且使电缆吊装和固定敷设不受塔筒倾斜侧壁的影响和限制，同时能够避免在塔筒内壁上增加用于焊接电缆固定线夹的焊点，避免影响塔筒的疲劳强度。

如图2和图3所示，电缆支撑架210可以包括在竖直方向上间隔开的多个支撑横杆211，电缆固定线夹220可以固定在多个支撑横杆211中的一部分支撑横杆211上。例如，电缆固定线夹220可以包括在竖直方向上间隔开的多个电缆固定线夹220，用于在竖直方向上的多个点处固定电缆，电缆支撑架210和电缆固定线夹220能够为电缆提供有效且稳定的固定和支撑，避免电缆发生不期望的弯曲、松散或下落等等。

在图2至图15中示出的示例中，电缆支撑架210可为与爬梯11并排设置的电缆固定敷设梯架，也就是说，电缆支撑架210的梯架结构整体上可类似于爬梯11的结构，即，电缆支撑架210包括在竖直方向上延伸的两个竖杆和设置在两个竖杆之间的在竖直方向上间隔开的多个支撑横杆211。优选地，梯架形式的电缆支撑架210可以在塔筒径向方向上与爬梯11平行设置。

示出的电缆支撑架210的结构整体上类似于爬梯11的结构，即，电缆支撑架210可以包括在竖直方向上延伸的两个竖杆和设置在两个竖杆之间且在竖直方向上间隔开的多个支撑横杆211，因此图2中示出的电缆支撑架210也可被称为电缆梯架。在此，电缆梯架与爬梯11并排设置，优选地可以彼此基本上平行地布置。此外，电缆支撑架210的宽度可以大于爬梯11的宽度，但本发明不限于此，还可以根据所需电缆的数量或尺寸(例如，外径)来调节电缆支撑架210的宽度。

电缆支撑架210的结构不限于梯架形式，例如为了降低制造成本，可以将梯架形式的电缆支撑架210替换为沿着爬梯11的竖直方向间隔开地固定到爬梯11的多个支撑组件，如图16所示。各个支撑组件是彼此独立的，可以根据电缆和爬梯的重量以及其它受力情况来设计支撑组件，使支撑组件能够足以承受水平方向和竖直方向上的力。本发明的实施例中示出的两种形式的电缆支撑架210仅为示例，还可以选择其它形式的支撑结构，只要能满足在爬梯11的塔筒径向方向上的一侧支撑电缆和固定电缆固定线夹即可。

如图2中所示，电缆固定线夹220可以成排地设置在电缆支撑架210的支撑横杆211上，电缆固定线夹220中的一些可以设置为靠近塔筒11内部的各个平台12，另外，其它电缆固定线夹220可以根据需要分布在平台12之间的区段上，以在电缆吊装提升上去以后便于施工人员站在爬梯11或平台12上将电缆移动并固定到各个电缆固定线夹220中。如图3和图7中所示，示出了每个支撑横杆211上固定有六个电缆固定线夹220，这六个电缆固定线夹220是独立分开的，但电缆固定线夹220的类型和数量不限于此，例如，电缆固定线夹220也可以是同时夹持多根电缆或具有多个电缆夹位或夹孔的夹板(例如，尼龙夹板)，或者还可以选择扎带(例如，尼龙带)进行绑扎，或者其他固定电缆的方法。另外，电缆固定线夹220的数量可以根据所敷设电缆的数量进行调整。

此外，如图2和图3所示，可以在多个支撑横杆211中的一部分支撑横杆211上设置用于引导电缆的导轮组件230，并且导轮组件230在竖直方向上可以与电缆固定线夹220间隔开。可选地，还可以将导轮组件230设置在塔筒10内的平台12的供电缆穿过的电缆过孔122(如图10所示)处。

如图6中的单独放大视图所示，导轮组件230可以包括用于固定到电缆支撑架210的支撑横杆211或平台12上的框架235(例如，U形框架)和可拆卸地固定到框架235上的内导轮232和外导轮231，内导轮232与外导轮231之间可具有供电缆穿过的空间。在吊装电缆时，可以使吊缆装置的吊链和电缆穿过内导轮232与外导轮231之间，由此不仅可以有效引导电缆，而且还可以避免电缆在吊装过程中摆动幅度过大。在电缆吊装到上方之后，可以拆卸其中一个导轮，以将电缆从内导轮232与外导轮231之间取出并将其固定在电缆固定线夹220中。如图6所示，内导轮232和外导轮231中的每个的两端可放置在框架235的两个侧板中开设的凹槽233中，并且导轮组件230在凹槽233处可设置有抵压内导轮232和外导轮231的端部的可拆卸的压板234，在拆卸内导轮232或外导轮231时，可以通过拆卸压板234以将导轮取出。为减小电缆的摆动，导轮组件230的宽度可小于支撑横杆211的宽度。

导轮组件230在竖直方向上可对应于每个支撑横杆211上的电缆固定线夹220中的一部分，如图7所示，导轮组件230对应于三个电缆固定线夹220，并且导轮组件230的两个导轮之间的空间在竖直方向上可以位于电缆固定线夹220的外侧附近，以使电缆吊装时电缆不会受到电缆固定线夹的影响或与其碰撞，并且在吊装完之后能够便于将电缆固定到电缆固定线夹中。

导轮组件230的这种设置位置仅为示例。可以根据电缆固定敷设位置就近设置导轮组件230，例如，多个导轮组件230中的一部分导轮组件230可以在竖直方向上对应于每个支撑横杆211上的电缆固定线夹220中的一部分(例如，图7中的右边三个电缆固定线夹220)，另一部分导轮组件230可以对应于另一部分电缆固定线夹220(例如，图7中的左边三个电缆固定线夹220)。在对应于右边三个电缆固定线夹220的吊装固定敷设位置时，可以使用右边的导轮组件230，同理在对应于左边三个电缆固定线夹220的吊装固定敷设位置，可以使用左边的导轮组件230。

如图2中所示，形成为电缆梯架的电缆支撑架210可以通过第一连接件250固定到爬梯11并且通过第二连接件260固定到平台12，由此获得足够的强度支撑。例如，如图3和图8所示，第一连接件250可以设置在电缆支撑架210的两侧，整体上形成为三角架的形状，由此能够提供优异的支撑稳定性，如图8所示，第一连接件250可以包括三角形的两个侧板253、在两个侧板253之间的三个横杆251和252(可以是双头螺杆)以及两端的紧固件，横杆251可以用作电缆支撑架210的支撑横杆211，横杆252可以用作爬梯11的横杆。用于固定连接电缆支撑架210与爬梯11的第一连接件250需要承受电缆支撑架210相对于塔筒10的径向方向的力与竖直向下的重力。

另外，如图3和图9所示，第二连接件260可以是斜支撑件，用于将电缆支撑架210固定支撑在平台12上，第二连接件260可以包括位于两侧的斜支撑板262、与平台12连接的连接板263以及在斜支撑板262之间的横杆261(可以是双头螺杆)，横杆261可以用作电缆支撑架210的支撑横杆211。

通过将爬梯11固定安装至塔筒10的侧壁上，并通过第一连接件250和第二连接件260将电缆支撑架210固定到爬梯11和平台12上，第一连接件250和第二连接件260需要能够承受爬梯11和电缆支撑架210在塔筒径向方向和竖直方向上的力，可以根据受力情况对第一连接件250和第二连接件260进行强度设计。

如上所述，通过将电缆支撑架210固定到爬梯11上并且在塔筒径向方向上定位在爬梯11的一侧，可以避免电缆支撑架210受到倾斜塔筒侧壁的限制。同时，通过设置如上所述的导轮组件230，使电缆在提升时尽可能保持竖直，减少电缆弯曲、摆动、提升阻力或摩擦等等，并且可以确保每个电缆均有足够的固定夹持空间，无需施工人员废力挪动电缆。此外，由于将电缆支撑架210固定到爬梯11上，因此与传统的将电缆敷设到塔筒侧壁(需要将电缆线夹焊接到塔筒侧壁)上相比，可以避免增加塔筒侧壁上的焊点和减小塔筒整体的疲劳强度。

除了以上描述的将电缆支撑架210固定在爬梯11一侧的方案之外，如图2所示，本发明还提出在电缆支撑架210上方设置可移动的吊缆装置310，以根据电缆的固定敷设位置对应地改变吊缆装置310的位置。

吊缆装置310可以是现有技术中已知的结构。与现有技术中不同的是，在传统的电缆吊装系统中，吊缆装置通常在塔筒侧壁固定于指定位置，以沿着塔筒侧壁吊装电缆并且在吊装完成之后将电缆固定在塔筒侧壁上。现有技术中的这种吊缆装置由于吊装点固定，因此在吊装电缆时，只能挪动动力电缆将其置于指定的电缆线夹中，费时费力，并且在吊装最后一部分电缆时，存在吊缆空间不足的问题。而本发明提出的这种可移动的吊缆装置310可以有效地解决这些问题，能够实现灵活移动，减少人工干预，大大提高电缆的吊装、固定敷设的施工效率。

如图3和图4所示，电缆吊装敷设装置100可包括吊装支撑组件300，吊装支撑组件300包括固定到塔筒10的壁上的两个纵梁301以及设置在两个纵梁301之间的横梁302，横梁302的延伸方向可以与电缆支撑架210的支撑横杆211的延伸方向基本上一致，可移动的吊缆装置310可安装在横梁302上并且能够沿着横梁302移动，例如，可以在横梁302上设置导轨，吊缆装置310可与导轨配合设置并沿横梁302移动，从而可以根据电缆敷设位置(例如，对应于电缆支撑架210的支撑横杆211上的电缆固定线夹220的夹持位置)来调节吊缆装置310的位置。

直线段电缆固定敷设组件200用于敷设固定塔筒10中的直线段的电缆15，电缆固定敷设组件200的上端部可以位于马鞍平台的上方，以使直线段的电缆15的上端穿过马鞍平台的上方，以待与从机舱垂下的扭缆段电缆对接。

如图3所示，被构造为支撑和约束风力发电机组的扭缆段电缆的止扭组件320和被构造为使扭缆段电缆搭在其上的马鞍组件330设置在吊装支撑组件300上，并且止扭组件320与马鞍组件330的马鞍面331分别在塔筒径向方向和竖直方向上间隔开。止扭组件320可设置在吊装支撑组件300的上方，马鞍组件330可设置在吊装支撑组件300的下方。

在风力发电机组中，为了获得更高风能，风力发电机组需要经常性地偏航以使叶轮与风向对准，因此，电缆束在偏航时会产生扭转，通常在塔筒侧壁上设置马鞍组件，从机舱进入塔筒的扭缆段电缆一般沿着塔筒中心下放，然后使扭缆段电缆搭在固定于塔筒侧壁上的马鞍组件的马鞍面上，并且扭缆段电缆需要通过马鞍组件使一段电缆处于悬垂状态，例如，目前的做法是电缆从机舱进入塔筒后与塔筒同轴下垂几米或十几米后，经过U形反弯1米左右后搭在塔筒侧壁处的马鞍组件上，随后在马鞍组件下方与直线段电缆对接，直线段电缆延伸至塔筒底部。

止扭组件320对扭缆段动力电缆起到固定支撑约束作用，避免扭缆段电缆在止扭组件320与马鞍组件330之间产生“集束”现象，保证此处电缆只有竖直上下的相对运动。此外，如图15所示，马鞍组件330支撑扭缆段电缆16，在止扭组件320底部至直线段电缆固定敷设组件200中间满足电缆的弯曲半径，同时作为保证扭缆段电缆16的提升量的结构，马鞍组件330与吊装支撑组件300的连接形式可以采用紧固件连接或焊接的形式。

在此，与传统的将马鞍组件安装在塔筒侧壁上的方式相比，由于顶端塔筒是锥段，传统的这种方式设计时需要每次调整马鞍结构组件与塔筒侧壁的匹配性，增加物料管理的难度。相比之下，本发明提出的马鞍组件330的设置方式不受限于塔筒侧壁的锥形结构，无需针对不同的塔筒形状来改变马鞍组件的连接固定结构，对于不同的塔筒可以采用通用的马鞍组件。

此外，由于本发明提出将止扭组件320设置在吊装支撑组件300的上方，并且使止扭组件320与马鞍组件330在塔筒径向方向与竖直方向上分别间隔开，借助于止扭组件320的止扭作用，即使没有将马鞍组件330设置在塔筒侧壁上(即，没有使马鞍组件330与扭缆段电缆下垂所沿的塔筒中心相隔较远距离)，也能够满足电缆的弯曲半径。同时，可以满足将马鞍组件330定位在直线段电缆固定敷设组件200的上方，便于扭缆段电缆与直线段电缆的对接。

总体上，通过如上所述的电缆吊装敷设装置，结合如上布局的直线段电缆固定敷设组件200、位于电缆支撑架210上方的可移动的吊缆装置310、马鞍组件330和止扭组件320，可以满足多根动力电缆的同时吊装、固定敷设与对接，从而能够大大提高动力电缆的吊装、固定敷设的施工效率，并且能够提高塔筒的疲劳强度与机组运行的整体可靠性。

此外，通过上述电缆吊装敷设装置，风力发电机组的塔筒的平台12上除了开设供爬梯11穿过的爬梯过孔123以外，还可以开设供电缆穿过或供梯架形式的电缆支撑架210穿过的电缆过孔122，如图10所示，由此为电缆提供独立的过孔空间，确保电缆的吊装和固定敷设不受过孔空间的限制。

下面将参照图11至图15详细描述根据本发明的实施例的电缆吊装敷设方法。

总体而言，可以首先将电缆支撑架210固定到风力发电机组的塔筒10内部的爬梯11上并且使电缆支撑架210在塔筒径向方向上位于爬梯11的一侧，然后沿竖直方向吊装电缆15，在吊装完成之后，将电缆15固定敷设到电缆支撑架210上。

具体地，如图11所示，利用设置在电缆支撑架210上方的可移动的吊缆装置310吊装电缆15，并且可根据待吊装电缆的固定敷设位置来改变吊缆装置310的位置。例如，将可移动的吊缆装置310安装到吊装支撑组件300上，将吊缆装置310移动至横梁302上的导轨的一端进行锁紧固定，避免移动，同时保证提升电缆的准确位置，将多个导轮组件230间隔开地安装在电缆支撑架210的支撑横杆211上或安装在塔筒10内的各个平台12的电缆过孔122处。然后，将可移动的吊缆装置310的导链下放至塔底，利用电缆网兜18将一根或多根电缆(例如，同时吊装3根电缆，对应UVW三相的三根电缆)悬挂在可移动的吊缆装置310的导链提升处。启动可移动的吊缆装置310的导链提升动作时，利用电缆网兜18的悬挂收缩作用，提升电缆15经过不同塔筒段平台过孔至马鞍平台12上方。图11示出了吊缆装置将直线段电缆提升至最上方的状态。

在此，由于电缆支撑架210、导轮组件230以及专用过孔122的设置，可以避免电缆15在提升过程中弯曲、摆动、摩擦，减少提升阻力，因此，可以同时提升多根电缆，这可以适当选择满足不同功率条件的吊缆装置310。同时，吊装点可以灵活移动并且可以准确地对应于电缆固定线夹的夹持位，因此，每次提升的电缆均有足够的夹持空间，避免人工费时费力地挪动电缆至夹持位，因此即使同时吊装多根电缆，施工人员也可以轻松地将电缆固定到相应的电缆固定线夹中。

如图12所示，一次提升之后(例如，同时提升三根电缆)，施工人员可站在爬梯上至上而下利用部分电缆固定线夹220固定电缆15，保证电缆15不下滑、不松散。图12中的虚线是指电缆15在吊装时的竖直吊装状态，实线是指在电缆15固定敷设至电缆支撑架210上的固定敷设状态。

然后，如图13所示，如图13中的箭头所示，依次从右到左改变吊缆装置310的位置，使其移动至下一个提升位置，再将吊缆装置310的导链下放至塔底，继续下次电缆提升作业。重复以上动作，依次将多根电缆15提升至马鞍平台12上方与扭缆段电缆对接的位置。

将所有的电缆15提升完毕后，施工人员站在爬梯上至上而下将电缆未利用线夹固定部分完成固定，同时将各平台处的导轮组件230拆卸下来，保证所有电缆敷设固定完成。

图14示出了直线段电缆15的吊装与敷设状态的侧面示意图，电缆支撑架210(例如，梯架)可以与爬梯11基本上平行，爬梯11与电缆支撑架210并非竖直的，而是稍微倾斜，但不影响电缆的吊装。相比之下，电缆在吊装状态下时，可以基本上是竖直的。

在完成以上步骤之后，可以将可移动的吊缆装置310拆卸下来，同时下放扭缆段电缆16，在对接位置利用连接器19完成直线段的电缆15与扭缆段电缆16的对接或者异径对接，如图15所示。

通过上述电缆吊装敷设结构及方法，本发明可以实现同时吊装多根动力电缆、且现场固定敷设方便，大大提高动力电缆的吊装、固定敷设的施工效率。

另外，能够减少塔筒侧壁焊接结构的数量，可提高塔筒的疲劳强度。

此外，还可以减少电缆连接器的使用数量，提高机组运行的整体可靠性且可减少设计成本，同时便于现场后期维护。

上面对本发明的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行组合、修改和完善(例如，可以对本发明的不同技术特征进行组合以得到新的技术方案)。这些组合、修改和完善也应在本发明的保护范围内。

Claims (21)

1.一种电缆吊装敷设装置，其特征在于，所述电缆吊装敷设装置包括用于支撑电缆(15)的电缆支撑架(210)，所述电缆支撑架(210)固定到风力发电机组的塔筒(10)内部的爬梯(11)并且在塔筒径向方向上位于所述爬梯(11)的一侧。

2.根据权利要求1所述的电缆吊装敷设装置，其特征在于，所述电缆支撑架(210)上安装有用于夹持和固定所述电缆(15)的多个电缆固定线夹(220)，所述电缆固定线夹(220)与所述爬梯(11)在塔筒径向方向上间隔开预定距离。

3.根据权利要求2所述的电缆吊装敷设装置，其特征在于，所述电缆支撑架(210)包括在竖直方向上间隔开的多个支撑横杆(211)，所述电缆固定线夹(220)固定在所述多个支撑横杆(211)中的一部分支撑横杆(211)上。

4.根据权利要求1所述的电缆吊装敷设装置，其特征在于，所述电缆支撑架(210)为与所述爬梯(11)并排设置的电缆固定敷设梯架，所述电缆固定敷设梯架包括在竖直方向上延伸的两个竖杆和设置在所述两个竖杆之间的多个支撑横杆；或者

所述电缆支撑架(210)为沿着所述爬梯(11)的竖直方向间隔开地固定到所述爬梯(11)上的多个支撑组件，每个支撑组件包括固定到所述爬梯(11)的两个侧板和固定在所述两个侧板之间的支撑横杆。

5.根据权利要求3所述的电缆吊装敷设装置，其特征在于，用于引导电缆的导轮组件(230)设置在所述多个支撑横杆(211)中的一部分支撑横杆上，并且所述导轮组件(230)在竖直方向上与所述电缆固定线夹(220)间隔开，或者，

用于引导电缆的导轮组件(230)设置在风力发电机组的所述塔筒(10)内的平台(12)的供电缆穿过的电缆过孔(122)处。

6.根据权利要求5所述的电缆吊装敷设装置，其特征在于，所述导轮组件(230)的一部分在竖直方向上对应于每个所述支撑横杆(211)上的所述电缆固定线夹(220)中的一部分，所述导轮组件(230)中的另一部分在竖直方向上对应于每个所述支撑横杆(211)上的所述电缆固定线夹(220)中的另一部分。

7.根据权利要求5所述的电缆吊装敷设装置，其特征在于，所述导轮组件(230)包括用于固定到所述支撑横杆(211)或所述平台(12)上的框架(235)和可拆卸地固定到所述框架(235)上的内导轮(232)和外导轮(231)，所述内导轮(232)与所述外导轮(231)之间具有供所述电缆(15)穿过的空间。

8.根据权利要求7所述的电缆吊装敷设装置，其特征在于，所述内导轮(232)和所述外导轮(231)中的每个的两端放置在所述框架(235)的侧板中开设的凹槽(233)中，并且所述导轮组件(230)设置有在所述凹槽(233)处抵压所述内导轮(232)和所述外导轮(231)的端部的可拆卸的压板(234)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电缆吊装敷设装置，其特征在于，所述电缆吊装敷设装置包括设置在所述电缆支撑架(210)上方以吊装所述电缆(15)的可移动的吊缆装置(310)。

10.根据权利要求9所述的电缆吊装敷设装置，其特征在于，所述电缆吊装敷设装置还包括吊装支撑组件(300)，所述吊装支撑组件(300)包括固定到所述塔筒(10)的壁上的两个纵梁(301)以及设置在所述两个纵梁(301)之间的横梁(302)，所述吊缆装置(310)能够沿着所述横梁(302)移动。

11.根据权利要求10所述的电缆吊装敷设装置，其特征在于，被构造为支撑和约束风力发电机组的扭缆段电缆的止扭组件(320)和被构造为使所述扭缆段电缆搭在其上的马鞍组件(330)设置在所述吊装支撑组件(300)上，并且所述止扭组件(320)与所述马鞍组件(330)的马鞍面(331)分别在塔筒径向方向和竖直方向上间隔开。

12.一种风力发电机组，其特征在于，包括根据权利要求1-11中的任一项所述的电缆吊装敷设装置。

13.根据权利要求12所述的风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组的所述塔筒(10)内包括在竖直方向上间隔开的多个平台(12)，每个平台(12)上设置供爬梯(11)穿过的爬梯过孔(123)和供电缆穿过的电缆过孔(122)。

14.根据权利要求13所述的风力发电机组，其中，所述电缆支撑架(210)通过第一支撑件(250)固定到所述爬梯(11)，和/或，所述电缆支撑架(210)通过第二支撑件(260)固定到所述平台(12)上。

15.一种电缆吊装敷设方法，其特征在于，包括：

将电缆支撑架(210)固定到风力发电机组的塔筒(10)内部的爬梯(11)上并且使所述电缆支撑架(210)在塔筒径向方向上位于所述爬梯(11)的一侧；

沿竖直方向吊装电缆(15)，并将所述电缆(15)固定敷设到所述电缆支撑架(210)上。

16.根据权利要求15所述的电缆吊装敷设方法，其特征在于，所述电缆支撑架(210)包括在竖直方向上间隔开的多个支撑横杆(211)，所述电缆吊装敷设方法还包括：

将用于夹持和固定所述电缆(15)的多个电缆固定线夹(220)安装在所述多个支撑横杆(211)中的一部分支撑横杆(211)上，并且使所述多个电缆固定线夹(220)在塔筒径向方向上与所述爬梯(11)间隔开预定距离；

利用设置在所述电缆支撑架(210)上方的可移动的吊缆装置(310)吊装电缆(15)，并且根据待吊装电缆的固定敷设位置来改变吊缆装置(310)的位置。

17.根据权利要求16所述的电缆吊装敷设方法，其特征在于，利用所述吊缆装置(310)一次吊装一根或多根电缆。

18.根据权利要求16所述的电缆吊装敷设方法，其特征在于，将多个导轮组件(230)安装在所述支撑横杆(211)上或安装在所述塔筒(10)内的平台(12)的供电缆穿过的电缆过孔(122)处，

使所述吊缆装置(310)的吊链和所述电缆(15)穿过所述导轮组件(230)的内导轮(232)与外导轮(231)之间。

19.根据权利要求18所述的电缆吊装敷设方法，其特征在于，

待所述电缆(15)吊装到位之后，拆下所述内导轮(232)或所述外导轮(231)以取出所述电缆(15)，并将所述电缆(15)固定到对应的所述电缆固定线夹(220)中。

20.根据权利要求15至19中的任一项所述的电缆吊装敷设方法，其特征在于，在所述电缆支撑架(210)上方设置吊装支撑组件(300)，并在所述吊装支撑组件(300)上安装用于支撑和约束风力发电机组的扭缆段电缆(16)的止扭组件(320)和用于支撑所述扭缆段电缆(16)的马鞍组件(330)，

将所述马鞍组件(330)设置在所述电缆支撑架(210)的上方且靠近所述电缆支撑架(210)的上端部；

待直线段的电缆(15)吊装且固定敷设到所述电缆支撑架(210)上之后，下放所述扭缆段电缆(16)，使所述扭缆段电缆(16)经过所述止扭组件(320)和所述马鞍组件(330)，并到达与直线段的所述电缆(15)的对接位置。

21.根据权利要求20所述的电缆吊装敷设方法，其特征在于，在所述对接位置处，利用连接器(19)将所述扭缆段电缆(16)与直线段的所述电缆(15)对接，并将对接完成的电缆固定到所述电缆支撑架(210)的上端部处的电缆固定线夹(220)中。

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