CN115614227A - 用于风力涡轮的塔架的线缆引导结构、用于安装线缆引导结构的方法以及风力涡轮 - Google Patents

用于风力涡轮的塔架的线缆引导结构、用于安装线缆引导结构的方法以及风力涡轮 Download PDF

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Abstract

描述了一种用于风力涡轮(10)的塔架(108)的线缆引导结构(200)。该塔架具有沿基本上竖直的方向(110)的高度和沿基本上水平的方向(112)的宽度。线缆引导结构(200)适于在风力涡轮的塔架内引导线缆(160)。线缆引导结构包括水平移动元件(300),该水平移动元件可至少部分地沿塔架(108)的宽度方向(112)移动。水平移动元件(300)包括用于容纳风力涡轮的至少一个线缆(160)的容纳部分(301),并且其中,水平移动元件允许至少一个线缆(160)沿塔架(100)的宽度方向(112)的移动。此外,描述了一种用于安装线缆引导结构的方法。

Description

用于风力涡轮的塔架的线缆引导结构、用于安装线缆引导结 构的方法以及风力涡轮
技术领域
本主题大体上涉及用于风力涡轮的线缆引导结构,并且更特别地涉及风力涡轮的机舱在塔架上的布置,其中,从塔架顶部上的机舱到塔架的下部提供线缆。本主题进一步涉及一种用于将线缆引导结构安装在风力涡轮的塔架中的方法以及具有线缆引导结构的风力涡轮。
背景技术
风能被认为是目前可获得的最清洁、最环保的能源之一,并且风力涡轮在这方面已得到越来越多的关注。现代风力涡轮可包括塔架、发电机、变速箱、机舱和一个或多个转子叶片。
风力涡轮中的线缆从机舱(其中例如可放置变压器)通过塔架布线到风力涡轮的塔架的出口。在风力涡轮的操作期间,风力涡轮塔架顶部上的机舱可旋转,从而导致风力涡轮塔架内的线缆扭曲。为了补偿出现的线缆扭转以及线缆长度差异,使用了线缆回路(cable loop)。
目的在于提供一种用于风力涡轮的塔架的线缆引导结构,该风力涡轮包括从机舱引导到塔架下部部分的线缆,其中,避免了现有技术的缺点(例如磨损增加和/或较大空间要求和/或复杂的线缆回路布置)或降低了其影响。
发明内容
本公开的方面和优点将在以下描述中部分阐述,或可从描述中清楚,或可通过实施本公开获知。
在一个方面,本公开针对根据权利要求1所述的用于风力涡轮的塔架的线缆引导结构以及根据权利要求13所述的用于安装线缆引导结构的方法。具体实施例由从属权利要求、特别是由从属权利要求的组合来描述。
根据本文中所述的实施例,描述了一种用于风力涡轮的塔架的线缆引导结构。风力涡轮的塔架具有沿基本上竖直的方向的高度和沿基本上垂直于竖直方向的基本上水平的方向的宽度。线缆引导结构适于在风力涡轮的塔架内引导至少一个线缆。线缆引导结构包括水平移动元件,该水平移动元件可至少部分地沿塔架的宽度方向移动。水平移动元件包括用于容纳风力涡轮的至少一个线缆的容纳部分,并且其中,水平移动元件允许至少一个线缆沿塔架的宽度方向移动。
根据本文中所述的实施例,描述了一种风力涡轮,其包括根据本文中所述的实施例的线缆引导结构。
通常,根据本文中所述的实施例的线缆引导结构允许补偿线缆扭转和线缆长度差异。线缆扭转和线缆的长度差异可能是由于风力涡轮移动(如机舱的旋转),或其它变化条件(例如,天气引起的风力涡轮塔架的移动,或由于环境条件而增加和减少的线缆长度,诸如操作期间线缆的变化温度,典型地在-40℃至+90℃的温度范围内)的结果。特别地,线缆引导结构减少或甚至避免了线缆磨耗和线缆磨损。此外,根据本文中所述的实施例的线缆引导结构节省了风力涡轮的塔架内的空间。节省风力涡轮的塔架内的空间使能够适宜地使用风力涡轮塔架中的空间,如提供升降机、绞盘等。另一方面,由于根据本文中所述的实施例的线缆引导结构的节省空间的结构,故可实现风力涡轮的塔架的更小的截面直径。此外,在引导通过风力涡轮的塔架时,可为线缆提供适当的线缆弯曲半径,从而避免线缆损坏。
根据实施例,描述了一种用于安装用于在风力涡轮的塔架内引导至少一个线缆的线缆引导结构的方法。塔架具有沿基本上竖直的方向的高度和沿基本上垂直于竖直方向的基本上水平的方向的宽度。该方法包括将至少一个线缆提供在水平移动元件的容纳部分中,该水平移动元件可至少部分地沿塔架的宽度方向移动,并且允许至少一个线缆沿塔架的宽度方向移动。
典型地,根据本文中所述的实施例的用于安装线缆引导结构的方法提高了专业人员的安全性,尤其在安装线缆并且将线缆从机舱通过塔架引导到风力涡轮的塔架底座时。此外,如本文中所述的用于安装线缆引导结构的方法减少了安装时间和成本。
本公开的这些和其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求得到进一步支持和描述,特别是在参看图3至图18的段落中。并入并构成本说明书一部分的附图示出了本公开的实施例,并且与描述一起用于解释本公开的原理,其中,对本公开的限制可能不由所述示出的实施例阐释。
技术方案1. 一种用于风力涡轮的塔架的线缆引导结构,所述塔架包括沿基本上竖直的方向的高度和沿基本上垂直于所述竖直方向的基本上水平的方向的宽度,所述线缆引导结构适于在所述风力涡轮的塔架内引导至少一个线缆,所述线缆引导结构包括:
水平移动元件,所述水平移动元件能够至少部分地沿所述塔架的宽度方向移动,
其中,所述水平移动元件包括用于容纳所述风力涡轮的至少一个线缆的容纳部分,并且
其中,所述水平移动元件允许所述至少一个线缆沿所述塔架的宽度方向的移动。
技术方案2. 根据技术方案1所述的线缆引导结构,其中,所述水平移动元件的容纳部分为用于所述至少一个线缆的固定装置、尤其固定夹具,或者用于所述至少一个线缆的抗扭转装置、尤其抗扭转夹具。
技术方案3. 根据前述技术方案中任一项所述的线缆引导结构,其进一步包括当沿所述塔架的增加高度的方向看时在所述水平移动元件上方的用于所述至少一个线缆的抗扭转装置、尤其抗扭转夹具,其中,所述抗扭转装置允许所述至少一个线缆的竖直移动。
技术方案4. 根据前述技术方案中任一项所述的线缆引导结构,其进一步包括当沿所述塔架的增加高度的方向看时在所述水平移动元件下方的用于固定所述至少一个线缆的固定装置、尤其固定夹具。
技术方案5. 根据前述技术方案中任一项所述的线缆引导结构,其中,所述水平移动元件包括提供所述容纳部分沿所述塔架的宽度方向的移动的移动部分和支承所述移动部分的静止元件。
技术方案6. 根据技术方案5所述的线缆引导结构,其中,所述移动部分包括滑动元件,并且所述静止元件包括轨道元件,所述滑动元件在所述轨道元件上沿所述塔架的宽度方向滑动。
技术方案7. 根据技术方案6所述的线缆引导结构,其中,所述轨道元件包括安装在第一安装支承件和第二安装支承件中的第一轨道和第二轨道,其中,所述第二轨道能够从所述第二安装支承件取出,用于在安装所述第二轨道之前首先将所述水平移动元件的容纳部分安装到所述第一轨道,其中,所述第二轨道的第二安装支承件特别是包括自锁机构,用于在所述风力涡轮的操作期间防止所述第二轨道从所述第二安装支承件掉出。
技术方案8. 根据前述技术方案中任一项所述的线缆引导结构,其中,所述水平移动元件适于固定到所述风力涡轮的塔架,
其中特别地,所述线缆引导结构包括用于固定所述水平移动元件的梯子结构和/或用于将所述水平移动元件安装在所述风力涡轮的塔架中的梁。
技术方案9. 根据前述技术方案中任一项所述的线缆引导结构,其中,所述水平移动元件进一步包括作为杠杆臂的梁,所述容纳部分安装到所述梁。
技术方案10. 根据技术方案9所述的线缆引导结构,其中,所述杠杆臂包括孔,当所述杠杆臂移动时,所述水平移动元件的容纳部分在所述孔中移动。
技术方案11. 根据前述技术方案中任一项所述的线缆引导结构,其中,所述线缆引导结构引起所述至少一个线缆在无应力情形中弯曲成弧。
技术方案12. 一种风力涡轮的塔架,其包括根据权利要求1至11中任一项所述的线缆引导结构。
技术方案13. 一种用于安装用于在风力涡轮的塔架内引导至少一个线缆的线缆引导结构的方法,所述塔架包括沿基本上竖直的方向的高度和沿基本上垂直于所述竖直方向的基本上水平的方向的宽度,所述方法包括:
布置所述线缆引导结构的第一部分;
将所述至少一个线缆安装在水平移动元件的容纳部分中,所述水平移动元件能够至少部分地沿所述塔架的宽度方向移动,并且允许所述线缆沿所述塔架的宽度方向移动;
将所述容纳部分中的线缆安装到所述线缆引导结构的所布置的第一部分;以及
优选地,通过布置所述线缆引导结构的第二部分来闭合所述线缆引导结构。
技术方案14. 根据技术方案13所述的方法,其中,所述线缆引导结构的第一部分是第一轨道元件,并且
其中,布置所述线缆引导结构的第一部分包括布置所述线缆引导结构的第一轨道。
技术方案15. 根据技术方案14所述的方法,其中,所述第二部分是第二轨道元件,并且
其中,将所述线缆安装到所述线缆引导结构的所布置的第一部分包括将所述线缆靠近所述线缆引导结构的所布置的第一轨道元件安装,并且
其中,布置所述线缆引导结构的第二部分包括布置所述线缆引导结构的第二轨道元件,使得所述至少一个线缆在所述第一轨道元件与所述第二轨道元件之间引导。
附图说明
在参照附图的说明书中阐述了针对本领域的技术人员的完整且有效的公开内容,包括其最佳模式,其中:
图1示出了根据本公开的风力涡轮的一个实施例的透视图;
图2示出了根据本公开的具有变速箱系统的风力涡轮的机舱的一个实施例的简化内部视图;
图3至图5表示了根据本文中所述的实施例的线缆引导结构的水平移动元件的示意性俯视图;
图6示出了根据本文中所述的实施例的线缆引导结构的水平移动元件的示意性侧视图;
图7示出了根据本文中所述的实施例的线缆引导结构的水平移动元件的安装支承件的示意性俯视图;
图8示出了根据本文中所述的实施例的在安装状态中的线缆引导结构的水平移动元件的示意性侧视图;
图9至图12示出了根据本文中所述的实施例的具有线缆引导结构的风力涡轮的塔架的示意性局部截面视图;
图13至图16示出了根据本文中所述的实施例的具有线缆引导结构的风力涡轮的塔架和伸延通过塔架的线缆的示意性局部截面视图;以及
图17至图18示出了根据本文中所述的实施例的用于安装线缆引导结构的方法的示意性框图。
图中描绘的单个特征相对于彼此示出并且因此不一定按比例绘制。图中相似或相同的元件,即使在不同的实施例中显示,也以相同的附图标记表示。
具体实施方式
现在将详细参照本公开的实施例,其中的一个或多个示例在附图中示出。每一个示例通过阐释本公开的方式提供,而不限制本公开。
根据一些实施例,线缆引导结构可理解为用于引导一个或多个线缆或线缆束通过风力涡轮的塔架的结构。在下文中,为简洁起见,仅提到术语“线缆”,但该术语包括一个或多个线缆或线缆束。典型地,线缆引导结构可提供用于影响塔架中的线缆,如在风力涡轮的塔架内的线缆位置和线缆移动。
可理解,在以下描述中的一些实施例中,线缆引导结构可包括水平移动元件或可基本上由水平移动元件构成。例如,线缆引导结构可仅包括水平移动元件,或在实施例中可具有附加元件。
应当注意,关于风力涡轮、塔架和/或塔架的部分的定位、特定位置和/或布置的任何指示都应相对于竖立的和/或操作的风力涡轮及其塔架来理解。
此外,诸如纵向、轴向、径向、周向、内部和/或外部的特定方向和定向指的是塔架的几何结构。例如,塔架的纵向轴线或中心线具有比塔架壁更内部的位置,塔架壁在沿径向方向看时具有外部位置。
图1为示例性风力涡轮10的透视图。在示例性实施例中,风力涡轮10为横轴式风力涡轮。备选地,风力涡轮10可为竖轴式风力涡轮。在示例性实施例中,风力涡轮10包括从地面12上的支承系统14延伸的塔架100、安装在塔架100上的机舱16和联接到机舱16的转子18。转子18包括可旋转的毂20,以及联接到毂20并从毂向外延伸的至少一个转子叶片22。在示例性实施例中,转子18具有三个转子叶片22。在备选实施例中,转子18包括多于或少于三个转子叶片22。在示例性实施例中,塔架100由管状钢制成以在支承系统14与机舱16之间限定腔(图1中未示出)。在备选实施例中,塔架100是具有任何合适高度的任何合适类型的塔架。根据备选或附加实施例,塔架可为包括由混凝土制成的部分和管状钢部分的混合塔架。另外,塔架可为部分或完全的格构塔架。
转子叶片22围绕毂20间隔开,以便于转子18的旋转,以使动能能够从风转换成可用的机械能,并且随后转换成电能。转子叶片22通过在多个负载传递区域26处将叶片根部部分24联接到毂20而匹配到毂20。负载传递区域26可具有毂负载传递区域和叶片负载传递区域(两者均未在图1中示出)。引起到转子叶片22的负载经由负载传递区域26传递到毂20。
在一个实施例中,转子叶片22具有范围从约15米(m)至约91m的长度。备选地,转子叶片22可具有使风力涡轮10能够如本文中所述那样起作用的任何合适的长度。例如,叶片长度的其它非限制性示例包括20m或更小,37m、48.7m、50.2m、52.2m或大于91m的长度。当风从风向28撞击转子叶片22时,转子18围绕转子轴线30旋转。当转子叶片22旋转并受到离心力时,转子叶片22也受到各种力和力矩。因而,转子叶片22可从中性或非偏转位置偏转和/或旋转到偏转位置。
此外,转子叶片22的桨距角(即确定转子叶片22相对于风向的透视的角度)可由变桨系统32改变,以通过调整至少一个转子叶片22相对于风矢量的角位置来控制负载和由风力涡轮10生成的功率。示出了转子叶片22的变桨轴线34。在风力涡轮10的操作期间,变桨系统32可改变转子叶片22的桨距角,使得转子叶片22移动到顺桨位置,使得至少一个转子叶片22相对于风矢量的透视提供待朝向风矢量定向的转子叶片22的最小表面积,这便于降低旋转速度和/或便于转子18的失速。
在示例性实施例中,每一个转子叶片22的叶片桨距由风力涡轮控制器36或由变桨控制系统80单独控制。备选地,所有转子叶片22的叶片桨距可由所述控制系统同时控制。
此外,在示例性实施例中,当风向28改变时,机舱16的偏航方向可绕偏航轴线38旋转以相对于风向28定位转子叶片22。
在示例性实施例中,风力涡轮控制器36示出为集中在机舱16内;然而,风力涡轮控制器36可为遍及风力涡轮10、在支承系统14上、在风场内和/或在远程控制中心处的分布式系统。风力涡轮控制器36包括处理器40,其配置成执行本文中所述的方法和/或步骤。此外,本文中所述的许多其它构件包括处理器。如本文中所用,术语“处理器”不限于本领域中称为计算机的集成电路,而是泛指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路,并且这些术语在本文中可互换使用。应当理解,处理器和/或控制系统还可包括存储器、输入通道和/或输出通道。
图2是风力涡轮10的一部分的放大截面视图。在示例性实施例中,风力涡轮10包括机舱16和可旋转地联接到机舱16的转子18。更具体地说,转子18的毂20通过主轴44、变速箱46、高速轴48和联接件50可旋转地联接到定位在机舱16内的发电机42。在示例性实施例中,主轴44至少部分地与机舱16的纵向轴线(未示出)同轴设置。主轴44的旋转驱动变速箱46,该变速箱随后通过将转子18和主轴44的相对较慢的旋转移动转换成高速轴48的相对较快的旋转移动来驱动高速轴48。高速轴借助于联接件50连接到发电机42以生成电能。此外,在机舱16中布置有变压器90和/或合适的电子设备、开关和/或逆变器,以便将由发电机42生成的具有400V至1000V之间的电压的电能转换成具有中压(10-35KV)的电能。所述电能经由功率线缆160从机舱16传导到塔架100中。
变速箱46、发电机42和变压器90可由机舱16的主支承结构框架支承,该主支承结构框架可选地体现为主框架52。变速箱46可包括变速箱壳体,该变速箱壳体通过一个或多个转矩臂103连接到主框架52。在示例性实施例中,机舱16还包括主前支承轴承60和主后支承轴承62。此外,发电机42可通过分离支承器件54安装到主框架52,特别是以便防止发电机42的振动引入到主框架52中并由此引起噪声发射源。
优选地,主框架52构造成承载由转子18和机舱16的构件的重量以及由风和旋转负载引起的全部负载,并且此外将这些负载引入到风力涡轮10的塔架100中。转子轴44、发电机42、变速箱46、高速轴48、联接件50和任何相关联的紧固、支承和/或固定装置(包括但不限于支承件52和前支承轴承60和后支承轴承62)有时称为传动系64。
机舱16还可包括偏航驱动机构56,该偏航驱动机构可用于使机舱16和由此还有转子18围绕偏航轴线38旋转,以控制转子叶片22相对于风向28的透视。
为了相对于风向28适当地定位机舱16,机舱16还可包括至少一个气象桅杆58,该气象桅杆可包括风向标和风速计(两者在图2中均未示出)。桅杆58向风力涡轮控制器36提供可包括风向28和/或风速的信息。
在示例性实施例中,变桨系统32至少部分地布置为毂20中的变桨组件66。变桨组件66包括一个或多个变桨驱动系统68和至少一个传感器70。每一个变桨驱动系统68联接到相应的转子叶片22(图1中所示),用于沿变桨轴线34调节转子叶片22的桨距角。图2中示出了三个变桨驱动系统68中的仅仅一个。
在示例性实施例中,变桨组件66包括至少一个变桨轴承72,该变桨轴承联接到毂20和相应的转子叶片22(图1中所示),用于使相应的转子叶片22围绕变桨轴线34旋转。变桨驱动系统68包括变桨驱动马达74、变桨驱动变速箱76和变桨驱动小齿轮78。变桨驱动马达74联接到变桨驱动变速箱76,使得变桨驱动马达74向变桨驱动变速箱76施加机械力。变桨驱动变速箱76联接到变桨驱动小齿轮78,使得变桨驱动小齿轮78由变桨驱动变速箱76旋转。变桨轴承72联接到变桨驱动小齿轮78,使得变桨驱动小齿轮78的旋转引起变桨轴承72的旋转。
变桨驱动系统68联接到风力涡轮控制器36,用于在接收到来自风力涡轮控制器36的一个或多个信号时调整转子叶片22的桨距角。在示例性实施例中,变桨驱动马达74是使变桨组件66能够如本文中所述那样起作用的由电功率和/或液压系统驱动的任何合适的马达。备选地,变桨组件66可包括任何合适的结构、构造、布置和/或构件,例如但不限于液压缸、弹簧和/或伺服机构。在某些实施例中,变桨驱动马达74由从毂20的转动惯量和/或向风力涡轮10的构件供应能量的储存能量源(未示出)提取的能量驱动。
变桨组件66还包括一个或多个变桨控制系统80,用于在特定优先情形的情况下和/或在转子18超速期间根据来自风力涡轮控制器36的控制信号控制变桨驱动系统68。在示例性实施例中,变桨组件66包括至少一个变桨控制系统80,该变桨控制系统通信地联接到相应变桨驱动系统68,用于独立于风力涡轮控制器36控制变桨驱动系统68。在示例性实施例中,变桨控制系统80联接到变桨驱动系统68和传感器70。在风力涡轮10的正常操作期间,风力涡轮控制器36控制变桨驱动系统68以调整转子叶片22的桨距角。
在一个实施例中,特别是当转子18以转子超速操作时,变桨控制系统80超驰控制风力涡轮控制器36,使得风力涡轮控制器36不再控制变桨控制系统80和变桨驱动系统68。因此,变桨控制系统80能够使变桨驱动系统68将转子叶片22移动到顺桨位置用于降低转子18的旋转速度。
根据实施例,功率发电机84(例如包括电池、电容器(因此字母)或由毂20的旋转驱动的电气发电机)布置在毂20处或在毂内,并且联接到传感器70、变桨控制系统80和变桨驱动系统68以向这些构件提供功率源。在示例性实施例中,功率发电机84在风力涡轮10的操作期间向变桨组件66提供持续的功率源。在备选实施例中,功率发电机84仅在风力涡轮10的电功率损失事件期间向变桨组件66提供功率。电功率损失事件可包括功率网损失或下降、风力涡轮10的电气系统的故障和/或风力涡轮控制器36的故障。在电功率损失事件期间,功率发电机84操作成向变桨组件66提供电功率,使得变桨组件66可在电功率损失事件期间操作。
在示例性实施例中,变桨驱动系统68、传感器70、变桨控制系统80、线缆和功率发电机84各自定位在由毂20的内表面88限定的腔86中。在备选实施例中,所述构件相对于毂20的外表面定位,并且可直接地或间接地联接到外表面。
如图1和图2中可见,塔架100具有适合用于支承机舱16的顶端102。由发电机42生成并且由变压器90转换的电能从塔架100中的机舱16经由功率线缆160传导,其中,功率线缆160的机舱连接部分可牢固地布置在机舱16中。
功率线缆160引向偏航轴线38和/或主要与塔架100的纵向轴线110对准的线缆轴线162。在该中心位置处,功率线缆160引入塔架100中。从那里,功率线缆160沿轴向方向自由地悬挂到塔架100中,除非功率线缆由诸如线缆引导结构的结构引导。
典型地,风力涡轮和尤其塔架和机舱易受若干影响,从而引起风力涡轮移动(有意或无意地)。例如,机舱可能由于偏航角的调适而移动,或作为另一示例,塔架可能受到风波动并且可能在可接受的范围内移动。在又一个示例中,风力涡轮的构件(诸如线缆)可能受到温度波动。对于这些示例(但也对于若干类似情形),必须调适不同的构件以容忍波动而不损失任何功能。
在一些示例中,线缆可能由于风跟踪期间机舱的移动而扭曲。例如,在包括机舱围绕偏航轴旋转的操作期间,线缆可能经历至少在一定范围内可接受的扭曲。特别地,最大扭曲角可至少为+/-720°度(两整圈)、优选地至少+/-900°度(三整圈)或至少+/-1440°(四圈)。因此,从机舱到达风力涡轮10底座处的电连接布置的线缆被布置、引导和构造成承受这样的范围的扭曲,而不会受到不希望的磨损、结构损坏和/或由扭曲引起的任何进一步的功能缺陷。
特别地,线缆可构造成承受至少0.18整转每米线缆长度(n/m)、特别是至少0.2n/m、优选地至少0.25n/m和/或约0.28n/m和/或不超过0.4n/m、特别是不超过0.35n/m、优选地不超过0.3n/m的扭曲。
在已知系统中使用线缆回路用于补偿发生的线缆扭转以及变化的线缆长度。常见的线缆回路由于接触线缆而促进线缆磨耗。由于在机舱转动时扭曲和接触线缆,故线缆将随着时间的推移而损坏。尤其在最低点处,回路线缆磨耗会损坏线缆护套。另外,线缆回路占用大量空间以确保适当的弯曲半径。由于塔架中的线缆回路而减小的空间减少了塔架内用于安装回路的塔架区段(例如顶部区段)中的其它构件(例如升降机、绞盘等)的空间。此外,对于现场技术人员而言,回路的创建非常耗时并且具有挑战性,这会导致高成本,尤其如果将线缆一件式地安装在直立塔架中。
根据本文中所述的实施例,描述了用于引导线缆通过风力涡轮的塔架的线缆引导结构。根据本文中所述的实施例的线缆引导结构包括水平移动元件,该水平移动元件允许沿竖直方向伸延通过塔架的线缆沿宽度或水平方向移动。
可理解,基本上竖直的方向可指竖直方向并且可包括典型地多达15°的与严格竖直方向的偏差。在一些实施例中,如上所述并在图1中示例性地示出的塔架的纵向轴线110可基本上沿竖直方向伸延。典型地,如本文中所述的风力涡轮的塔架的高度可沿塔架100的基本上竖直的方向或纵向轴线110测量(或伸延)。
可理解,基本上水平的方向可指水平方向并且可包括典型地多达15°的与严格水平方向的偏差。在一些实施例中,如上所述并在图1中示例性地示出的塔架的径向轴线112可基本上沿水平方向伸延。典型地,如本文中所述的风力涡轮的塔架的宽度可沿塔架100的基本上水平轴线或径向方向112测量(或伸延)。
根据一些实施例,如本文中的实施例中所提到的水平移动或沿宽度方向的移动可理解为引导的移动。例如,水平移动或沿宽度方向的移动可理解为由根据本文中所述的实施例的结构或元件(如线缆引导结构或水平移动元件)所允许和引导的移动。在一些实施例中,水平移动或沿宽度方向的移动可描述为沿所述方向的有意识的移动,或预期的移动。特别地,水平移动或沿宽度方向的移动可通过改变风力涡轮的操作参数(如偏航角、线缆的变化温度条件等)来引起,并且可由根据本文中所述的实施例的线缆引导结构允许或引导。典型地,线缆的水平移动或线缆沿宽度方向的移动可为线性移动,如沿基本上直线的移动。在一些实施例中,线缆的水平移动或线缆沿宽度方向的移动可为非线性移动,如弧形移动、沿曲线的移动等(尤其在具有如下文详细描述的杠杆臂的实施例中,移动可为非线性的)。尤其地,非线性移动可包括沿位于基本上水平的平面和/或基本上竖直的平面中的曲线的运动。在一些实施例中,线缆的水平移动或线缆沿宽度方向的移动可包括线性和非线性移动部分的混合。典型地,根据本文中所述的实施例的线缆的水平移动或线缆沿宽度方向的移动可为基本上连续的运动或具有加速部分和减速部分的非连续运动。
在下文中在图3至图8中示出和描述了根据本文中所述的实施例的具有水平移动元件的线缆引导结构的示例和细节。参照图9至图16描述了根据本文中所述的实施例的包括线缆引导结构的风力涡轮的塔架。图13至图16另外示出了伸延通过风力涡轮的塔架的线缆。
根据本文中所述的一些实施例,如本文中所用的水平移动元件可理解为可至少部分地沿水平方向移动的元件。可至少部分地移动可意味着水平移动元件的一部分可沿水平方向移动。典型地,水平移动元件可允许和/或引导安装在水平移动元件中(或安装到水平移动元件)的线缆尤其沿水平方向的移动。在一些实施例中,水平移动元件可能能够并适于至少部分地在沿基本上水平的方向的移动中(尤其在塔架中的线缆引导结构的高度处)引导、平衡、改变或甚至重新导引线缆的移动(例如,沿基本上竖直的方向)。例如,由根据本文中所述的实施例的风力涡轮的塔架内的线缆引导结构形成的线缆弧可由水平移动元件用于平衡线缆的纯竖直移动。
图3示出了根据本文中所述的实施例的用于线缆引导结构的水平移动元件300。水平移动元件300包括用于容纳风力涡轮的线缆的容纳部分301。容纳部分301可包括用于风力涡轮10的(多个)线缆的开口302。
在一些实施例中,如本文中所述的容纳部分301可为固定伸延通过塔架的线缆的线缆固定装置。根据一些实施例,如本文中所述的容纳部分301可为沿一个或多个方向固定线缆的线缆固定装置(例如,限制伸延通过塔架的线缆的一个或多个自由度)。例如,容纳部分可由线缆夹具构成或可包括线缆夹具,该线缆夹具夹持伸延通过风力涡轮塔架的风力涡轮的(多个)线缆。根据一些实施例,容纳部分301可为在容纳部分301的位置(例如容纳部分301的高度和宽度位置)处固定(多个)线缆的固定夹具。在一些实施例中,容纳部分301可为抗扭转夹具,从而允许(多个)线缆基本上沿竖直方向移动。
在图3中,水平移动元件300包括示例性示出为第一轨道303和第二轨道304的静止元件,以及作为容纳部分301的移动部分。例如,容纳部分301可移动地(例如可滑动地)安装到固定部分(如第一轨道303和第二轨道304)。
图4示出了根据本文中所述的实施例的水平移动元件300的示例。水平移动元件300包括容纳(多个)线缆的容纳部分301、静止部分(包括例如第一轨道303和第二轨道304)以及用于第一轨道303和第二轨道304的第一安装支承件305和第二安装支承件306。
图5示出了如本文中所述的水平移动元件300的实施例。典型地,水平移动元件300包括在图5的示例中形成为板或梁310的静止元件。梁310尤其具有槽孔311。水平移动元件300包括作为图5的实施例中的容纳部分301的移动部分。典型地,容纳部分301能够沿梁310的槽孔311移动(如滑动)。典型地,容纳部分301位于梁310的框架上,而由容纳部分301容纳的(多个)线缆可穿过槽孔311。
上述图中所示的容纳部分示出和描述为水平移动元件的移动部分。根据可与本文中所述的其它实施例结合的一些实施例,容纳部分可设计为不是移动部分,而是安装到移动部分,例如安装到一种滑板、滑架、滑动装置、滑块等。
图6以侧视图示出了根据本文中所述的实施例的水平移动元件300的示例。图6的水平移动元件300例如可为如图4中所示的水平移动元件300。在图6的侧视图中,可看到第一安装支承件305和第二安装支承件306。此外,图6示出了作为水平移动元件300的静止部分的一部分的轨道303的实施例。在图6中所示的实施例中,第一安装支承件305的侧视图示出了具有例如基本上U形形状的示例性轮廓。第二安装支承件306的轮廓可与第一安装支承件305的轮廓相同,或者可(如图6中示例性地示出)具有不同的轮廓,例如基本上L形形状。可适当地选择安装支承件的其它轮廓形状和特性,如四边形、矩形、(部分)圆形、多边形、空心、实心等。
在图6的示例中,第二轨道304在侧视图中示出。在两个端部处,水平移动元件的静止部分的轨道被形成以便提供安全功能。典型地,安全功能防止轨道从安装支承件掉出,尤其在风力涡轮10的操作期间。例如,根据本文中所述的实施例的轨道的端部可具有特定形状,例如加厚端部或附加的顶部等。根据一些实施例,水平移动元件的轨道的端部可包括具有盘状形状的端部,如例如图6中所示。在一些实施例中,轨道的端部可具有球状形状、环状形状、立方体状形状或适合安全功能的任何其它形状。根据一些实施例,水平移动元件的轨道可仅在轨道的一个端部处具有安全功能。根据一些实施例,水平移动元件的轨道中的仅仅一个可在轨道的一个端部或两个端部处具有安全功能。
图7以俯视图示出了如本文中所述的水平移动元件300的安装支承件305和306的实施例。如图7中所示的安装支承件例如可在图4和图6中所示的实施例中使用,但不限于图4和图6的实施例。第一安装支承件305和第二安装支承件306,尤其当与如图6中示例性描述的轨道结合时,可提供根据本文中所述实施例的自锁机构320,321。例如,第一安装支承件305可包括用于轨道的两个凹部320。第二安装支承件306可包括用于轨道的两个凹部321。凹部320,321可形成自锁机构的一部分。根据一些实施例,特别是对于具有尤其成形的端部的轨道,可选择凹部的形状(尤其结合水平移动元件的其它参数,如长度、大小和形状),以防止轨道从安装支承件掉出,如上面参照图6所述。例如,第一安装支承件的凹部320可设计成使得轨道可利用沿轨道的纵向方向移动而放置到位。例如,第二安装支承件306的凹部321可设计成使得轨道可利用沿轨道的径向方向移动而放置到位,如图7中示例性所示。在图7中所示的实施例中,凹部321可具有蘑菇头状的形状。根据一些实施例,轨道的形状和安装支承件的凹部的形状相互适配,并且特别是相应地选择。
图8示出了根据本文中所述的实施例的在安装阶段中的水平移动元件300的示意性侧视图。在图8的实施例中,第一轨道303安装到第一安装支承件305和第二安装支承件306。为了在第一轨道303与第二轨道304之间放置线缆(尤其具有水平移动元件300的容纳部分301),典型地,将第二轨道304从安装支承件中的一个(例如安装支承件306)取出,如图8中所示。特别地,第一安装支承件305和第二安装支承件306可适于(例如通过大小、形状和/或设计)由技术人员在没有任何工具的情况下将轨道中的一个从安装支承件移除,例如通过沿一个限定方向移动轨道,如参照图7示例性所述。
如在图8的实施例中可见,第二轨道304从安装支承件306移除,并且典型地锁定在移除状态中用于安装风力涡轮的线缆(尤其功率线缆160)。特别地,自锁机构(例如,由凹入的安装支承件的形状和几何形状以及对应轨道的形状和几何结构提供)可确保轨道保持在移除位置,如图8中示例性所示。在轨道中的一个的移除位置中,线缆(尤其与容纳部分一起)可放置在第一轨道303上或在其旁边。在将线缆放置在第一轨道303上或在其旁边之后,第二轨道304可通过将其放置在第二安装支承件306中来闭合。以此方式,线缆放置在第一轨道304与第二轨道305之间并且在第一轨道与第二轨道之间伸延。利用这样的安装机构,可减少装配时间和安装成本。
如上述实施例中所示,作为水平移动元件300的移动部分的容纳部分301示出为一种滑移部分。根据一些实施例,水平移动元件300的移动部分可由任何合适的移动机构移动,例如滑动机构、弹簧机构、轨道机构、液压机构等。
图9示出了根据本文中所述的实施例的风力涡轮的塔架100和塔架壁108。特别地,塔架100包括根据本文中所述的实施例的具有水平移动元件300的线缆引导结构200。在图9中所示的实施例中,塔架100包括梯子结构330。在一些实施例中,梯子结构330可固定到塔架100(或塔架壁108),尤其牢固地固定到塔架100(或塔架壁108)。典型地,在图9中所示的实施例中,水平移动元件300和/或线缆引导结构200安装到梯子结构330。在梯子结构固定到塔架100(或塔架壁108)的实施例中,线缆引导结构200和/或水平移动元件300也固定到塔架。
图10示出了根据本文中所述的实施例的风力涡轮的塔架100和塔架壁108。特别地,塔架100包括根据本文中所述的实施例的具有水平移动元件300的线缆引导结构200。在图10中所示的实施例中,提供有梁340。典型地,作为线缆引导结构200的一部分的水平移动元件300安装和/或固定到梁340。在一些实施例中,梁可固定到风力涡轮的塔架100的壁108。
图11示出了线缆引导结构200的实施例,该线缆引导结构具有水平移动元件300和用于容纳线缆的容纳部分301。在图11中所示的实施例中提供有梁340,其典型地可固定到风力涡轮10的塔架100的壁108。图11示出了梁340是水平移动元件300的静止部分。特别地,包括容纳部分301的水平移动元件300的移动部分可在梁340上移动,特别是直接在梁340上移动。例如,容纳部分301可在梁340上滑动,尤其用于提供伸延通过风力涡轮的塔架100的线缆的水平移动。根据一些实施例,图11的梁340可为如图5中示例性所示的梁。
图12示出了根据本文中所述的实施例的具有线缆引导结构200的塔架100的示例,该线缆引导结构具有水平移动元件300。在图12中所示的实施例中,线缆引导结构200包括梯子结构330,其典型地可安装和/或固定到塔架100、尤其塔架的壁108。图12中示例性示出的线缆引导结构200具有杠杆臂310。特别地,杠杆臂310可具有固定点312。典型地,杠杆臂310能够围绕固定点312旋转,或者可至少能够在限定范围内围绕固定点312移动。例如,杠杆臂310能够围绕固定点312旋转典型地在约5°与约45°之间、更典型地在约5°与约40°之间并且甚至更典型地在约10°与约35°之间。
在图12中所示的实施例中,杠杆臂310安装和/或固定到线缆引导结构200的梯子结构330。在一些实施例中,杠杆臂310可安装和/或固定(尤其直接地安装和/或固定)到风力涡轮的塔架100、尤其风力涡轮的壁108。根据一些实施例,如图5中示例性所示,杠杆臂310可为水平移动元件300。例如,容纳部分301可在水平移动元件300的槽孔311内移动。特别地,当杠杆臂310移动,尤其围绕固定点312移动时,容纳部分301可在水平移动元件300的槽孔311内移动。根据一些实施例,当杠杆臂310围绕固定点312旋转时,容纳部分301可在水平移动元件300的槽孔311内沿杠杆臂310的纵向轴线移动(这在本文中所述的实施例中可理解为沿基本上水平的方向移动)。
图13示出了在风力涡轮的塔架100内的线缆引导结构200和伸延通过塔架100的线缆(典型地是功率线缆160)的实施例。
典型地,塔架中的线缆以基本上笔直且平行的方式悬挂,并且主要沿塔架100的轴向和/或纵向方向110导引,除非由相应的结构引导,如根据本文中所述的实施例的线缆引导结构。
在图13中所示的实施例中,线缆引导结构200包括抗扭转装置500(尤其抗扭转夹具)和固定夹具501(尤其固定夹具)。典型地,借助于所安装的抗扭转装置500,线缆扭转将在水平移动元件300上方的某个点处停止。更典型地,抗扭转装置500可固定地安装到塔架100,、尤塔架100的壁108。
根据可与本文中所述的其它实施例结合的一些实施例,如本文中所述的抗扭转装置或抗扭转夹具可适配成使得通过机舱16的旋转引入线缆160中的任何扭曲不可传播超过抗扭转装置500。典型地,如本文中所述的抗扭转装置可允许线缆(仅)沿基本上竖直的方向或基本上沿线缆的纵向方向移动。
如图13中可见,当从地面12开始沿塔架100的增加高度的方向看时,抗扭转装置500典型地布置在水平移动元件300上方。典型地,当从地面12开始沿塔架100的增加高度的方向看时,固定装置501布置在水平移动元件300下方。
在图13中所示的实施例中,线缆引导结构200包括抗扭转装置500和固定装置500。根据一些实施例,可省略抗扭转装置500,例如在抗扭转装置提供为水平移动元件300的容纳部分的(一部分)的实施例中。
根据本文中所述的实施例,如本文中所述并且尤其是参照图13所述的线缆引导结构允许借助于支承结构产生用于电缆的竖直扭转停止的紧凑线缆引导。在一些实施例中,并且如上所述,支承结构可包括例如梁、(多个)抗扭转线缆夹具或(多个)抗扭转夹板、水平移动元件如滑动线缆夹板以及(多个)固定的线缆夹具或(多个)固定装置。典型地,支承结构可固定在梯子结构的某个高度(例如利用螺栓)或塔架壳或壁处(例如利用凸台),并且是可接近的。尤其借助于单个构件(如线缆夹具)的(多个)预定位置,线缆引导结构的尺寸确保了适当的线缆弯曲半径。例如,在图13中,可看到线缆160在第一区段沿基本上竖直的方向伸延通过塔架,并且然后在第二区段中弯曲成弧形形状。在第三区段中,线缆再次沿基本上竖直的方向伸延。
典型地,根据本文中所述的实施例的线缆弧中的弯曲半径可为线缆外径的约8倍、更典型地线缆外径的约10倍并且甚至更典型地线缆外径的约12倍。在一些实施例中,线缆弯曲半径典型地可在约200mm与约600mm之间、更典型地在约250mm与约550mm之间并且甚至更典型地在约300mm与约500mm之间。例如,在本文中所述的风力涡轮中,线缆弯曲半径典型地可为约400mm。根据一些实施例,弧的顶点与最低点之间的距离(尤其沿基本上竖直的方向)典型地可在约100mm与约400mm之间、更典型地在约150mm与约300mm之间并且甚至更典型地在约150mm与约250mm之间。在一些实施例中,如本文中所述的实施例中所述的风力涡轮中,弧的顶点与最低点之间的距离(尤其沿基本上竖直的方向)典型地可为约200mm。可理解,线缆弯曲半径以及弧的顶点与最低点之间的距离可能与上述值有偏差。典型地,线缆弯曲半径以及弧的顶点与最低点之间的距离可取决于各种参数,如风力涡轮,尤其风力涡轮的种类、风力涡轮的大小、线缆的大小、线缆的种类、线缆的数量等。典型地,弧的顶点与最低点之间的距离可取决于线缆弯曲半径。
根据一些实施例,线缆引导结构200引起线缆160在无应力情形中弯曲成弧。典型地,无应力情形可示例性地理解为风力涡轮操作开始之前(例如装配之后)的情形。弧可基本上具有半圆形的形状,或圆形的任何部分,或椭圆的一部分,或可由弯曲线缆产生的任何其它曲线形状。典型地,线缆长度差异(尤其由于机舱的移动、塔架或操作条件(如热量)而导致)将在第二区段中利用线缆弧进行调整或平衡,典型地利用线缆的向上和向下移动,而没有线缆接触和相关磨耗。为了确保适当的线缆布线,线缆可借助于根据本文中所述的实施例的水平移动元件300可移动地引导。从图13中可见,线缆可利用水平移动元件300下方的固定装置501(如固定线缆夹具)固定,以确保适当的线缆布线(和合适的弯曲半径)用于避免线缆损坏。典型地,适当的弯曲半径可取决于线缆大小和直径、线缆的数量、线缆的材料等。
根据一些实施例,弯曲线缆弧可看作是一种用于能够补偿线缆长度差异的线缆存储装置。
根据可与本文中所述的其它实施例结合的一些实施例,当从地面12开始沿塔架100的增加高度的方向看时,功率线缆可引导到水平移动元件300下方的线缆接合点502。特别地,线缆引导结构200的固定装置501可将线缆固定在固定装置501的点处,并且避免线缆接合点502上的压力。
典型地,伸延通过塔架100的一个或多个线缆160可在接合点502处分开。典型地,位于塔架中或塔架底座上的电连接布置包括功率线缆接合点,如接合点502。功率线缆接合点将(多个)功率线缆的下端与后续的功率传导装置连接。特别地,如果电连接布置定位在塔架中,则功率线缆将机舱连接到电连接布置,其中,通过使用典型地体现为铝导体的后续功率传导装置来实现与后续电气装置的后续电连接。
图14示出了如下实施例,在其中水平移动元件300的容纳部分沿塔架的纵向轴线110(或朝向中心)的方向并且远离塔架壁108移动,尤其当与如图13中所示的线缆位置相比时。在图14中所示的实施例中,由弯曲线缆(尤其功率线缆160)形成的弧比图13所示的弯曲线缆的弧更小或更平。以此方式,可补偿线缆长度差异。
在图15中,线缆引导结构200的水平移动元件300的容纳部分基本上沿水平方向移动成使得线缆(示例性示出功率线缆160)沿另一个方向朝向塔架壁108弯曲,尤其当与图13的实施例相比时。
图16示出了类似于图13的线缆引导结构的线缆引导结构的实施例。图16的实施例包括作为水平移动元件300的静态元件的梁,具有线缆(仅示出功率线缆160)的容纳部分301可在该梁上或在其中移动。典型地,梁340可固定到梯子结构330或塔架100。在图16的实施例中,线缆160弯曲,以便达到线缆引导结构的梯子结构330的外侧。如上所述,线缆的(可能和合适的)弯曲半径可取决于线缆大小、线缆直径、线缆材料等。
典型地,根据本公开的功率线缆是构造用于传输一种电流(特别是具有单相)的传导装置。特别地,具有构造成用于传输多个电流的多个功率导体的多芯线缆(特别是各自具有不同电相位)应当认作是多个功率线缆。
根据实施例,如本文中提到的功率线缆也可为线缆束,如包括功率线缆数量为至少三个(优选三的倍数)的束。可理解,本文中提到的线缆(尤其由根据本文中所述的实施例的线缆引导结构引导的线缆)可为功率线缆(或功率线缆束),但不限于功率线缆。如本文中提到的术语“线缆”还可包括其它类型的线缆,如控制线缆,尤其具有比风力涡轮中使用的功率线缆更小的横截面的控制线缆(参见下文中的功率线缆大小)。典型地,控制线缆可具有在例如5x1mm²、更典型地5x1.5mm²并且甚至更典型地7x1.5mm²的范围内的横截面。在一些实施例中,控制线缆可提供用于紧急停止功能、安全链功能,和/或可为光缆(如光纤线缆)。典型地,控制线缆也从机舱布线到涡轮的出口。
参照前述实施例中的一个或两个,附加或备选于上述线缆,可提供用于传输通信信号和/或支持和/或辅助能量的至少一个或多个线缆。
在一些实施例中,由铜制成的用于中高压功率传输的线缆(MV-线缆,20-35kV)可具有至少55mm²、优选地至少60mm²、进一步优选地至少65mm²和/或约70mm²的横截面,并且/或者可具有不大于75mm²、特别是优选地不大于80mm²的横截面。
由铝制成的用于中高压功率传输的线缆(MV-线缆,20-35kV)可具有至少为85mm²、优选地至少90mm²和/或大约95mm²的横截面,并且/或者可具有不大于110mm²、特别是不大于100mm²、优选地不大于95mm²的横截面。
由铜制成的用于中低压功率传输的线缆(MV-线缆,约10kV)可具有至少150mm²、特别是至少170mm²、优选地至少180mm²和/或约185mm²的横截面,并且/或者可具有不大于230mm²、优选地不大于210mm²、进一步优选地不大于190mm²的横截面。
由铝制成的用于中低压功率传输的线缆(MV-线缆,约10kV)可具有至少200mm²、特别是至少220mm²、优选地至少230mm²和/或约240mm²的横截面,并且/或者可具有不大于280mm²、优选地不大于260mm²、进一步优选地不大于250mm²的横截面。
根据附加或备选实施例,由具有400V至1000V电压的发电机生成的电能通过塔架引导到电功率构件、开关和/或变压器,以通过位于机舱下方位置的所述构件转换成中压(10-35KV)。在此情况下,至少9个线缆、特别是至少12个、优选地15个线缆和/或不超过21个线缆、特别是不超过18个线缆、优选地15个线缆用于将发电机和/或发电机的功率装置连接到位于发电机下方的塔架中或地面上的变压器。
例如,特别是由铜制成的用于这样的低压功率传输的线缆可具有至少200mm²、优选地至少220mm²、进一步优选地至少240mm²和/或约270mm²的横截面,并且/或者可具有不大于330mm²、优选地不大于310mm²、进一步优选不大于300mm²的横截面。
图17示出了用于安装根据本文中所述的实施例的线缆引导结构的方法600的示意流程图。在框601中,该方法包括布置线缆引导结构的第一部分。例如,第一部分可为第一轨道,并且可进一步包括一个或多个安装支承件,如用于第一轨道303的安装支承件305,306。根据一些实施例,如本文中所述的方法中提到的第一轨道303和(多个)安装支承件305,306可为如上文详细描述的第一轨道303和安装支承件。如本文中的一些实施例中描述的那样布置第一部分可理解为第一部分可放置到位,或者可安装到风力涡轮塔架的结构和/或线缆引导结构,如梯子、安装结构、梁等。
在框602中,方法600典型地包括将至少一个线缆安装在水平移动元件300的容纳部分301中。典型地,水平移动元件可为如以上实施例中描述的水平移动元件。根据本文中所述的一些实施例,容纳部分可为固定装置(如固定夹具)或抗扭转装置(如抗扭转夹具)。根据一些实施例,将线缆安装到容纳部分可包括将线缆夹持在固定装置或抗扭转装置中。在一些实施例中,容纳部分可为移动部分或可安装到如本文中的一些实施例中所述的水平移动元件的移动部分。
在框603中,方法600典型地包括将安装在容纳部分中的线缆安装到线缆引导结构的所布置的第一部分。例如,容纳部分(如夹具)中的线缆可靠近、接近或邻近线缆引导结构的第一部分放置。在一些实施例中,线缆可靠近线缆引导结构的第一轨道放置。例如,当容纳部分中的线缆安装到线缆引导结构的所布置的第一部分时,容纳部分可与第一部分(例如为第一轨道)接触。
在框604中,方法600包括尤其通过布置(和固定)线缆引导结构的第二部分来闭合线缆引导结构。根据一些实施例,可通过将线缆引导结构的第二部分布置(和固定)到第一部分来闭合线缆引导结构。例如,第二部分可放入线缆引导结构的一个或多个安装支承件305,306中,如例如参照图6至图8所述。
在图18中,将线缆安装到线缆引导结构的所布置的第一部分在框605中通过将线缆靠近、接近或邻近线缆引导结构的布置的第一轨道元件安装来指定。典型地,第一轨道可例如安装在安装支承件中或在线缆引导结构的另一部分中。图18的框606通过布置(和固定)线缆引导结构的第二轨道元件304来指定框604的布置(和固定)线缆引导结构的第二部分,使得至少一个线缆在第一轨道元件303与第二轨道元件304之间引导。在一些实施例中,在布置(和固定)第二部分之后,具有安装到其的线缆的容纳部分可放置在第一轨道和第二轨道两者上。根据一些实施例,第一轨道和第二轨道可安装和固定到安装支承件并且由安装支承件安装和固定,如上文详细所述。
根据一些实施例,如本文方法的实施例中所述的线缆引导结构的第一部分可为梁、尤其具有长孔的梁,如例如图5中所示。
根据一些实施例,该方法可包括在水平移动元件300的容纳部分301中提供至少一个线缆。典型地,容纳部分301可为如上所述的容纳部分,并且可包括线缆夹具(或主要由线缆夹具构成),如抗扭转线缆夹具或固定线缆夹具。根据本文中所述的实施例,水平移动元件可至少部分地沿塔架的宽度方向移动,并且允许线缆沿塔架的宽度方向移动,如例如在图13至图16中的实施例中所示。特别地,如本文中的实施例所述的方法中使用的构件(如水平移动元件、线缆引导结构、夹具、塔架、梯子结构等)可为如上面在实施例中所述的构件。
根据本文中所述的一些实施例,该方法可包括水平移动元件,该水平移动元件包括提供容纳部分沿塔架的宽度方向的移动的移动部分和支承移动部分的静止元件。方法600典型地包括将容纳部分安装到水平移动元件的移动部分。
尤其地,根据本文中所述的实施例的方法可包括首先安装水平移动元件300的第一轨道303,如图8中示例性所示。然后,在安装(例如闭合)第二轨道304之前,可将包括线缆的容纳部分301放置到位。例如,第一轨道303和第二轨道304可安装到第一安装支承件305和第二安装支承件306。通过首先安装第一轨道303、然后将容纳部分301放置到位并且然后安装或闭合第二轨道304,线缆到线缆引导结构200中的装配可以以简单的方式完成并且节省安装成本。
根据一些实施例,该方法可有助于借助于根据本文中所述的实施例的水平移动元件创建紧凑的竖直线缆弧。另外,由于线缆装置(如线缆夹具)的预定定位,故可确保适当的线缆弯曲半径。此外,线缆扭转将借助于抗扭转装置(如抗扭转线缆夹具)在某个点处停止。线缆长度差异将在弧中仅利用线缆的向上和向下移动来调整。另外,,线缆弧也将定位在限定位置以允许容易和安全地创建线缆回路,并使用从变压器到塔架接合点的线缆的标准线缆长度。
根据本文中所述的实施例,可理解,本文中所述的实施例是指固定在机舱或机头(MH)结构(例如瀑布型)处的线缆的引导可布线成自由悬挂并(例如,通过线缆引导环)在塔架中引导,直到根据本文中所述的实施例的线缆引导结构,尤其直到根据一些实施例的线缆引导结构的抗扭转夹具。在线缆引导结构(或线缆引导结构的抗扭转夹具)处,线缆将固定以停止扭转。在停止线缆的扭转之后,线缆将借助于线缆引导结构沿竖直弧(例如半圆弧)可移动地引导。尤其地,线缆将通过作为水平移动元件的滑动线缆夹板沿竖直弧可移动地引导,以确保适当的线缆弯曲半径。在例如是滑动线缆夹具的水平移动元件下方,线缆可利用水平移动元件的附加元件(如附加线缆夹具)固定,以确保适当的线缆布线(并且典型地是弯曲半径)并且避免线缆接合点上的压力,如上所述。在一个实施例中,在MH转动期间出现的线缆长度差异典型地可在抗扭转夹具与固定线缆夹具之间的线缆弧(例如半圆弧)的柔性部分中利用所引导的线缆的向上和向下移动来调整。
根据本文中所述的实施例,本文中所述的线缆引导结构可为其它选项(例如,升降机、绞盘等)节省空间,与已知的解决方案相比允许更小的截面直径,由于线缆固定装置(如夹具)的预定位置而确保适当的线缆弯曲半径,消除由于在已知线缆回路中接触线缆而导致的线缆磨耗,简化现场MV线缆布线创建,提高作业安全性,并且降低安装成本。
事实上,对于本领域中的技术人员来说显而易见的是,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明进行各种修改和变型,例如,示出或描述为一个实施例的一部分的特征可与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例,例如,通过将示出水平移动元件的细节的图3至图8的实施例与示出线缆引导结构在塔架内的位置和安装的细节的图9至图16的实施例组合。本发明旨在涵盖落入所附权利要求和其等同物的范围内的这样的修改和变型。如所述的实施例应代表本公开的各个方面,其中,明确包括所述实施例的附加组合,只要这样的组合在技术上符合技术人员的观点。
附图标记列表
10 风力涡轮
12 地面
14 支承系统
16 机舱
18 转子
20 可旋转的毂
22 转子叶片
24 叶片根部部分
26 负载传递区域
28 风向
30 转子轴线
32 变桨系统
34 变桨轴线
36 风力涡轮控制器
38 偏航轴线
40 处理器
42 电气发电机
44 主轴
46 变速箱
48 高速轴
50 联接件
52 主框架
54 分离支承器件
56 偏航驱动机构
58 气象桅杆
60 前支承轴承
62 后支承轴承
64 传动系
66 变桨组件
68 变桨驱动系统
70 传感器
72 变桨轴承
74 变桨驱动马达
76 变桨驱动变速箱
78 变桨驱动小齿轮
80 变桨控制系统
84 功率发电机
86 腔
88 内表面
90 变压器
92 机舱线缆固定器件
100 塔架
102 顶端
104 支承端
106 塔架半径
108 塔架壁
110 轴向方向
112 径向方向
160 功率线缆
200 线缆引导结构
300 水平移动元件
301 容纳部分
302 开口
303 第一轨道
304 第二轨道
305 第一安装支承件
306 第二安装支承件
310 梁、杠杆臂
311 孔
312 固定点
320 凹部
321 凹部
330 梯子结构
340 梁
500 抗扭转装置
501 固定装置
502 接合点
600 方法
601-606 方法框。

Claims (10)

1.一种用于风力涡轮(10)的塔架(108)的线缆引导结构(200),所述塔架包括沿基本上竖直的方向(110)的高度和沿基本上垂直于所述竖直方向的基本上水平的方向(112)的宽度,所述线缆引导结构(200)适于在所述风力涡轮的塔架内引导至少一个线缆(160),所述线缆引导结构包括:
水平移动元件(300),所述水平移动元件能够至少部分地沿所述塔架(108)的宽度方向(112)移动,
其中,所述水平移动元件(300)包括用于容纳所述风力涡轮的至少一个线缆(160)的容纳部分(301),并且
其中,所述水平移动元件允许所述至少一个线缆(160)沿所述塔架(100)的宽度方向(112)的移动。
2.根据权利要求1所述的线缆引导结构,其中,所述水平移动元件(300)的容纳部分(301)为用于所述至少一个线缆(160)的固定装置、尤其固定夹具,或者用于所述至少一个线缆(160)的抗扭转装置、尤其抗扭转夹具。
3.根据前述权利要求中任一项所述的线缆引导结构,其进一步包括当沿所述塔架(100)的增加高度的方向看时在所述水平移动元件(300)上方的用于所述至少一个线缆(160)的抗扭转装置(500)、尤其抗扭转夹具,其中,所述抗扭转装置(500)允许所述至少一个线缆(160)的竖直移动。
4.根据前述权利要求中任一项所述的线缆引导结构,其进一步包括当沿所述塔架(100)的增加高度的方向看时在所述水平移动元件(300)下方的用于固定所述至少一个线缆(160)的固定装置(501)、尤其固定夹具。
5.根据前述权利要求中任一项所述的线缆引导结构,其中,所述水平移动元件(300)包括提供所述容纳部分(301)沿所述塔架(100)的宽度方向(112)的移动的移动部分和支承所述移动部分的静止元件。
6.根据权利要求5所述的线缆引导结构,其中,所述移动部分包括滑动元件,并且所述静止元件包括轨道元件(303;304),所述滑动元件在所述轨道元件上沿所述塔架(100)的宽度方向(112)滑动。
7.根据权利要求6所述的线缆引导结构,其中,所述轨道元件包括安装在第一安装支承件(305)和第二安装支承件(306)中的第一轨道(303)和第二轨道(304),其中,所述第二轨道(304)能够从所述第二安装支承件(306)取出,用于在安装所述第二轨道(304)之前首先将所述水平移动元件(300)的容纳部分(301)安装到所述第一轨道(303),其中,所述第二轨道(304)的第二安装支承件(306)特别是包括自锁机构(320;321),用于在所述风力涡轮(10)的操作期间防止所述第二轨道(304)从所述第二安装支承件(306)掉出。
8.根据前述权利要求中任一项所述的线缆引导结构,其中,所述水平移动元件(300)适于固定到所述风力涡轮(10)的塔架(100),
其中特别地,所述线缆引导结构(200)包括用于固定所述水平移动元件(300)的梯子结构(330)和/或用于将所述水平移动元件(300)安装在所述风力涡轮(10)的塔架(100)中的梁(340)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的线缆引导结构,其中,所述水平移动元件(300)进一步包括作为杠杆臂(310)的梁(340),所述容纳部分(301)安装到所述梁。
10.根据权利要求9所述的线缆引导结构,其中,所述杠杆臂(310)包括孔(311),当所述杠杆臂(310)移动时,所述水平移动元件(300)的容纳部分(301)在所述孔中移动。
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