CN210326883U - 电缆止扭装置和风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电缆止扭装置和风力发电机组，电缆止扭装置包括电缆分隔环和支架，电缆分隔环包括环形本体、周向布置于环形本体外侧的多个电缆夹以及从环形本体的外周壁径向向外延伸的多个支撑臂；支架具有允许夹持在电缆分隔环内的电缆穿过的通孔，支架和支撑臂两者中的一者上设置有卡槽，支架和支撑臂两者中的另一者上设置有与卡槽配合的卡板，卡板插入到卡槽中并能够在环形本体的轴线方向上相对于卡槽滑动，实现环形本体的周向的止动，避免了电缆旋转而纠缠造成的摩擦且相对滑动能够满足电缆热胀冷缩情况下的轴向伸缩量的变化，也不会对机舱平台造成负载。

Description

电缆止扭装置和风力发电机组

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，更具体地，涉及一种电缆止扭装置和风力发电机组。

背景技术

风力发电机组用于传输电力的电缆通常设置在塔筒内。电缆从机舱进入塔筒并且悬垂在机舱底部，进而一部分悬垂的电缆进入马鞍架。

由于设置在塔筒内的电缆一般悬垂布置，伴随风机功率的变大，动力电缆的数量和截面积变大，导致在偏航过程中，扭缆段的动力电缆相互绞触在一起，不利于热量散失，由于电缆的发热对载流量有很大的影响，使得载流量降低，导致电能的传输效率降低，直接影响机组的经济效益。

另外，由于多个电缆相互绞触在一起，偏航时电缆将出现径向收缩，且伴随电缆的垂直提升，电缆之间经常会发生摩擦，从而降低电缆的使用寿命。除此，控制电缆和动力电缆没有分别固定，在扭缆时，由于动力电缆所在圆周的直径和中心控制电缆的不一样，电缆旋转提升量有所不同，导致中心位置的控制电缆提升量和外周位置的动力电缆的提升量不一样，造成磨损甚至毁坏。

实用新型内容

本实用新型的主要发明目的之一在于提供一种电缆止扭装置，以避免电缆磨损。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

根据本实用新型提供的一种电缆止扭装置，包括电缆分隔环和支架，电缆分隔环包括环形本体、周向布置于所述环形本体外侧的多个电缆夹以及从所述环形本体的外周壁径向向外延伸的多个支撑臂；支架具有允许夹持在所述电缆分隔环内的电缆穿过的通孔，所述支架和所述支撑臂两者中的一者上设置有卡槽，所述支架和所述支撑臂两者中的另一者上设置有与所述卡槽配合的卡板，所述卡板插入到所述卡槽中并能够在所述环形本体的轴线方向上相对于所述卡槽滑动，以能够满足电缆热胀冷缩情况下的轴向伸缩量的变化，也不会对机舱平台造成负载。

具体地，所述支架上设置有多个支座，所述支座上形成有向上开口的卡槽，所述卡板位于所述支撑臂的远离所述环形本体的一端；或者所述卡板形成于所述支座上且沿所述环形本体径向向内延伸，所述支撑臂的远离所述环形本体的一端的下表面设置有沿所述环形本体轴线方向延伸的支撑板，所述卡槽设置于该支撑板上且具有向下开放的开口。

根据本实用新型的另一具体实施方式，所述支架呈筒形且沿所述环形本体的轴线方向延伸，所述卡槽开设在所述支架的筒壁上，或者所述卡板从所述支架的筒壁内侧沿径向向内延伸。

具体地，所述电缆夹通过紧固件连接于所述环形本体上，所述紧固件的中心轴线沿所述环形本体的径向方向延伸，所述电缆夹能够围绕所述紧固件的中心轴线旋转，以避免动力电缆在扭缆过程中发生磨损。

进一步地，所述紧固件包括螺栓和紧固螺母，在所述螺栓外侧套设有套筒，所述环形本体上形成有径向穿透的第一通孔，所述套筒与所述螺栓同时穿过所述第一通孔，所述套筒的一端抵接在所述电缆夹的底部，所述套筒的另一端抵接在所述紧固件的位于所述环形本体内侧紧固螺母或者螺栓头上，使得所述电缆夹、所述套筒以及所述紧固件能够一起旋转。

根据本实用新型的另一示例性实施例，所述环形本体的内侧设置有弹性护圈，所述弹性护圈上设置有与所述第一通孔对应的沉孔，所述紧固件的位于所述环形本体内侧的一端容纳于所述沉孔中，以避免紧固件刮伤动力电缆。

更进一步地，所述套筒分别与所述第一通孔和所述沉孔间隙配合。

根据本实用新型的另一方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括本实用新型提供的电缆止扭装置和机舱，所述支架设置于所述机舱平台上。

具体地，所述风力发电机组包括控制电缆和动力电缆，所述动力电缆固定于所述电缆夹上，所述控制电缆固定于所述环形本体的径向内侧。

本实用新型提供的电缆止扭装置和风力发电机组至少具有如下有益效果：电缆止扭装置包括电缆分隔环和支架，该电缆分隔环的环形本体且在环形本体的外周壁上径向向外延伸有支撑臂，支架和支撑臂中的一者上具有沿环形本体轴向方向延伸的卡槽，支架和支撑臂中的另一者上形成有能够伸入到卡槽中的卡板，从而使电缆分隔环相对于支架沿环形本体的轴线方向滑动，实现环形本体的周向的止动，避免了电缆旋转而纠缠造成的摩擦。更进一步地，相对滑动能够满足电缆热胀冷缩情况下的轴向伸缩量的变化，也不会对机舱平台造成负载。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本实用新型的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1为本实用新型提供的电缆止扭装置的结构图。

图2为图1中的电缆止扭装置的俯视图。

图3为图1中的电缆分隔环的结构图。

图4为图3中的A部分的局部放大图。

图5为图3中的环形本体的结构图。

图6为图1中的滑板与支座的局部放大图。

图7为图1中的滑板与支座的另一具体实施例的局部放大图。

附图标记说明：

1、动力电缆； 2、电缆分隔环；

3、电缆夹； 4、环形本体；

5、弹性护圈； 6、紧固件；

7、套筒； 8、第一通孔；

9、支架； 10、支撑臂；

11、支座； 12、卡板；

13、沉孔。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。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。

图1为本实用新型提供的电缆止扭装置的结构图，图2为图1中的电缆止扭装置的主视图。参照图1和图2，电缆止扭装置包括可以固定于机舱平台上的支架9以及可上下滑动地设置在支架9上的用于固定电缆的电缆分隔环2，该电缆分隔环2能够将多根电缆分组后固定，以使彼此间隔开，避免相互摩擦，从而可以提高电缆的使用寿命，也可以提高电缆间的散热效率。将电缆分隔环2和支架9设置为两者能够相对滑动，在电缆发生弹性伸缩的情况下，可以满足电缆弹性变形引起的位移量。

电缆分隔环2可以包括环形本体4，在该环形本体4的外侧周向布置有多个电缆夹3，从环形本体4的外周壁径向向外延伸有多个支撑臂10，该支撑臂10能够相对于支架9沿环形本体4的轴线方向在预定范围内上下滑动，从而使电缆分隔环2能够相对于支架9相对滑动。

如图3所示，电缆夹3通过紧固件6可以连接在环形本体4的外周，紧固件6的中心轴线大致沿环形本体4的径向方向延伸，电缆夹3能够绕紧固件6的中心轴线旋转。

环形本体4可以套设于控制电缆的外周壁上，电缆夹3可以固定在动力电缆1上，以使控制电缆和动力电缆1之间以及相邻的动力电缆1之间形成有间隔，从而可以防止彼此摩擦造成损伤。除此，该间隔也便于热量散失，从而可以提高载流量，进而提高风力发电机组的经济效益。更进一步地，电缆夹3设置为可绕紧固件6的中心轴线旋转，以避免动力电缆1在扭缆过程中发生磨损。

参照图1至图5，环形本体4可以设置为圆形，为了提高环形本体4与电缆夹3的接触面积，降低接触应力，环形本体4可以设置为多边形，以形成有多个能够与电缆夹3接触的平面。

环形本体4可以由首尾依次连接的至少两个弧形部拼接形成为环形，图5中示出了弧形部为两个的实施例，其中，两个弧形部对接形成为环形。具体地，在弧形部的端部可以设置有供紧固件穿过的通孔，两个弧形部对接后，位于端部的通孔可以连通，将紧固件穿入通孔内并紧固便可以将两者固定，从而形成为环形。虽然在图中所示的示例中，环形本体4通过两个弧形部对接而成，但是，根据需要，环形本体4可以由更多个弧形部拼接而成，多个弧形部首尾依次连接形成为环形，都在本实用新型的保护范围内。

在环形本体4为多边形的情况下，该多边形的每个边上可以设置有至少一个电缆夹3。

构成环形本体4的多个弧形部可以具有相同的弧长，也可以具有不同的弧长，只要是多段弧形部能够拼接成环形都在本实用新型的保护范围内。

更进一步地，在环形本体4内侧可以设置有弹性护圈5，弹性护圈5可以具有与环形本体4相同的形状。

通过设置弹性护圈5，可将环形本体4与控制电缆分隔开，避免环形本体4对控制电缆造成磨损或者刮伤，以对控制电缆形成保护。弹性护圈5也可以包括至少两个弧形段，至少两个弧形段首尾相接形成为完整的环形。在图3中虽然示出了弹性护圈5包括两个弧形段，但是，弧形段的数量并不以此为限。构成弹性护圈5的多个弧形段可以具有相同的弧长，也可以具有不同的弧长，根据需要选定。

为了方便电缆分隔环2的拆分，弹性护圈5的至少一个弧形段可以预先固定在环形本体4的弧形部上，以对应的弧形段和弧形部形成为一个模块，便于后续组装，提高组装过程的工作效率。弧形部与位于其上的弧形段的端部可大致径向平齐，从而在弧形部对接的情况下，弧形段也能够对接。本实施例中，弧形部上设置有一个弧形段，但不以此为限，弧形部上可以设置有两个或者更多个弧形段，也就是说，环形本体4的弧形部的数量可以与弹性护圈5的弧形段的数量相同，或者不同。

弹性护圈5可以由弹性橡胶或者塑料材料形成。弹性护圈5可以通过粘结剂粘贴在环形本体4的内侧，也可以通过紧固件6连接。

如图3和图4所示，紧固件6可以同时将电缆夹3和弹性护圈5连接到环形本体4上。在这种情况下，环形本体4上开设有多个沿径向穿透的第一通孔8。紧固件6可以包括螺栓和紧固螺母。螺栓可以穿入电缆夹3的底部上的第二通孔、环形本体4上的第一通孔8以及弹性护圈5上的通孔，进而通过紧固螺母旋拧到螺栓上，将电缆夹3和弹性护圈5同时连接到环形本体4上。

为了避免设置于弹性护圈5上的紧固件6的端部与控制电缆接触或者发生干涉，该弹性护圈5上的通孔可以为沉孔13，该沉孔13可以由弹性护圈5的内环表面向外环表面径向延伸，以用于容纳紧固件6的紧固螺母或者螺栓头。沉孔13可以包括大径孔和小径孔，其中大径孔可以位于弹性护圈5的内环侧，小径孔可以位于弹性护圈5的外环侧。

作为示例，套筒7的一端抵接在电缆夹3的底部表面上，套筒7的另一端抵接在螺栓杆的位于环形本体4内侧的螺栓头或紧固螺母上。

以图3和图4为例，在螺栓从环形本体4的外侧向内侧插入的情况下，紧固螺母位于环形本体4的内侧，套筒7的内侧端可以抵接在紧固螺母上，且套筒7的外侧端可以抵接在电缆夹3的底部，从而在紧固螺母拧紧的情况下使紧固件6、套筒7以及电缆夹3连接为一体，并且能够在该第一通孔8和沉孔13内旋转，从而可以使电缆夹3形成为可旋转地设置在该环形本体4上。

当然，螺栓也可以从环形本体4的内侧向外侧穿出，在这种情况下，紧固螺母可以位于环形本体4的外侧，螺栓头位于环形本体4的内侧，套筒7的内侧端可以抵接于该螺栓头上，套筒7的外侧端抵接在电缆夹3的底部。

套筒7的轴向长度可以大于第一通孔8的轴向长度和沉孔13的小径孔的长度之和，从而可以使套筒7的两端分别抵接在电缆夹3底部和紧固件6的位于环形本体4的内侧的一端上。在通过旋拧紧固螺母使得套筒7与螺栓固定在一起后，电缆夹3、紧固件6以及套筒7三者将形成为一体，从而在电缆上下移动时，电缆夹3能够围绕螺栓旋转。

虽然本实用新型是以环形本体4设置有弹性护圈5为例进行说明的，但是，在环状本体4的内部不布置电缆的情况下，可以不设置弹性护圈5。在这种情况下，套筒7的轴向长度可以等于或稍大于第一通孔8所在位置的环形本体4的厚度。

继续参照图1至图4，电缆夹3可以包括底座和成对设置于该底座上的第一夹板和第二夹板，第一夹板和第二夹板的一端可以分别相互间隔地铰接在该底座上，第一夹板和第二夹板的另一端分别通过紧固件彼此连接，以使该电缆夹3大致形成为三角形结构，可在该电缆夹3内固定3根动力电缆1，其中两个靠近底座设置。当然，该电缆夹3内也可以设置有1根或3根的动力电缆1。

本实用新型中，电缆夹3的第一夹板和第二夹板为刚性构件，当然，电缆夹3的第一夹板和第二夹板也可以设置为具有弹性。具有弹性的电缆夹3可以仅具有第一夹板，该第一夹板的两端分别连接在底座上，以形成为能够包围并固定动力电缆1的电缆夹。

电缆夹3的底座上可以设置有沿环形本体4的径向方向延伸的第二通孔，弹性护圈5上的沉孔13、第一通孔8以及第二通孔分别对准以彼此连通，以方便紧固件6同时穿过。

底座上的第二通孔也可以形成为沉孔，以使螺栓的螺栓头能够嵌入到该沉孔内，避免紧固件6与动力电缆1干涉，也可以避免两者接触发生摩擦，从而可以提高动力电缆1的使用寿命。

继续参照图1和图2，支架9大致可以设置为环形结构，例如，圆环形结构，但不限于此。该支架9的通孔能够与环形本体4的中心孔上下相对以连通，且支架9的通孔能够允许固定在电缆分隔环2上的电缆从中穿过。

参照图1，在电缆分隔环2的外周设置有多个支撑臂10，具体地，多个支撑臂10从环形本体4的外周沿径向向外延伸。支架9的通孔的外周设置有用于安装电缆分隔环2的多个支座11，该支座11形成为从支架9向上延伸的支撑板，在该支撑板上形成有沿环形本体4的轴线方向延伸的卡槽，支撑臂10的径向外端能够插入到该卡槽内，并可以沿卡槽滑动。

具体地，如图1、图2以及图6所示，在支座11上形成有向上开口的卡槽，支撑臂10的径向外端可插入到卡槽中，为了使得支撑臂10能够插入卡槽中，支撑臂10的端部可形成有宽度小于卡槽的宽度的卡板12。卡板能够在卡槽中上下移动，可以实现电缆分隔环2沿环形本体4的轴向的移动，从而可以满足电缆热胀冷缩的轴向位移。

可以理解的是，卡槽也可以形成在支撑臂10上，而在支架9上对应形成有卡板12。

例如，如图7所示，可以在支撑臂10的端部形成向下开口的卡槽，在支座11上形成有沿着径向方向延伸的卡板12，从而通过卡板12插入到卡槽中，允许电缆分隔环2在一定范围内能够在轴向方向上运动。具体地，在支撑臂10的径向外端的下表面可以设置有另一个沿环形本体4的轴线方向延伸的支撑板，凹槽形成在该支撑板上，支座11可以大致形成为U型，呈U型的一侧边连接于支架9上，另一侧边上形成有卡板12，该卡板12沿环形本体4的径向向内侧延伸，卡板12位于支撑臂10的下方，且大致平行于该支撑臂10，从而卡板12能够插入到向下开口的卡槽中。

虽然在附图所示的示例中，在支架9上形成有多个支座，从而便于形成卡槽或者卡板，然而支架9的形式不限于此，支架9也可以呈筒形且筒壁沿环形本体4的轴线方向延伸，可以通过在支架9的筒壁上开口来形成卡槽，或者在支架9的筒壁内侧设置径向向内延伸的突起来形成卡板。

本实用新型提供的止扭装置，其中，支架9和电缆分隔环2不会发生相对转动，而只能沿环形本体4的轴线方向发生相对滑动，一方面避免了电缆间相互摩擦，提高散热效率，另一方面能够满足扭缆过程中出现的径缩带来的位移量，提高了电缆的运行的可靠性，降低了运维成本。

由于支架9固定于机舱平台上，使止扭装置与塔筒具有相同的晃动频率，能一定程度上避免电缆与塔筒内壁的接触摩擦。

本实用新型提供的电缆止扭装置包括电缆分隔环2和支架9，其中，电缆分隔环2外周壁径向向外延伸有支撑臂10，且支架9上设置有具有沿环形本体4的延伸方向延伸的凹槽，支撑臂10可以伸入到该凹槽内并可以沿凹槽滑动，也就是说，该支架9可以对电缆分隔环2实现周向止动，避免电缆缠绕而导致的磨损，而却可以适应电缆轴向长度的伸缩变化量引起的位移量，且不会对支架9产生作用力。也就是说，支架9虽然固定在机舱平台上，但并不会给机舱平台带来额外的负载。即，电缆的重量将不会作用于机舱平台上，从而也就不会给机舱平台增加载荷，提高了机舱的使用寿命。

电缆夹3可以用于对位于外周的动力电缆1进行固定，从而可以使控制电缆和动力电缆1分别隔离开，以便于散热，提高风力发电机组的经济效益。电缆夹3设置为能够绕紧固件6的中心轴线旋转，以避免动力电缆1在扭缆过程中发生磨损。

本实用新型所描述的特征、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方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型的各方面。

Claims (9)

1.一种电缆止扭装置，其特征在于，所述电缆止扭装置包括：

电缆分隔环(2)，包括环形本体(4)、周向布置于所述环形本体(4)外侧的多个电缆夹(3)以及从所述环形本体(4)的外周壁径向向外延伸的多个支撑臂(10)；和

支架(9)，具有允许夹持在所述电缆分隔环(2)内的电缆穿过的通孔，所述支架(9)和所述支撑臂(10)两者中的一者上设置有卡槽，所述支架(9)和所述支撑臂(10)两者中的另一者上设置有与所述卡槽配合的卡板(12)，所述卡板(12)插入到所述卡槽中并能够在所述环形本体(4)的轴线方向上相对于所述卡槽滑动。

2.如权利要求1所述的电缆止扭装置，其特征在于，所述支架(9)上设置有多个支座(11)，所述支座(11)上形成有向上开口的卡槽，所述卡板(12)位于所述支撑臂(10)远离所述环形本体(4)的一端；或者所述卡板(12)形成于所述支座(11)上且沿所述环形本体(4)径向向内延伸，所述支撑臂(10)远离所述环形本体(4)的一端的下表面设置有沿所述环形本体(4)轴线方向延伸的支撑板，所述卡槽设置于该支撑板上且具有向下开放的开口。

3.如权利要求1所述的电缆止扭装置，其特征在于，所述支架(9)呈筒形且沿所述环形本体(4)的轴线方向延伸，所述卡槽开设在所述支架(9)的筒壁上，或者所述卡板从所述支架(9)的筒壁内侧沿径向向内延伸。

4.如权利要求1至3中任一项所述的电缆止扭装置，其特征在于，所述电缆夹(3)通过紧固件(6)连接于所述环形本体(4)上，所述紧固件(6)的中心轴线沿所述环形本体(4)的径向方向延伸，所述电缆夹(3)能够围绕所述紧固件(6)的中心轴线旋转。

5.如权利要求4所述的电缆止扭装置，其特征在于，所述紧固件(6)包括螺栓和紧固螺母，在所述螺栓外侧套设有套筒(7)，所述环形本体(4)上形成有径向穿透的第一通孔(8)，所述套筒(7)与所述螺栓同时穿过所述第一通孔(8)，所述套筒(7)的一端抵接在所述电缆夹(3)的底部，所述套筒(7)的另一端抵接在所述紧固件(6)的位于所述环形本体(4)内侧紧固螺母或者螺栓头上，使得所述电缆夹(3)、所述套筒(7)以及所述紧固件(6)能够一起旋转。

6.如权利要求5所述的电缆止扭装置，其特征在于，所述环形本体(4)的内侧设置有弹性护圈(5)，所述弹性护圈(5)上设置有与所述第一通孔(8)对应的沉孔，所述紧固件(6)的位于所述环形本体(4)内侧的一端容纳于所述沉孔中。

7.如权利要求6所述的电缆止扭装置，其特征在于，所述套筒(7)分别与所述第一通孔(8)和所述沉孔间隙配合。

8.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求1至7中任一项所述的电缆止扭装置和机舱，所述支架(9)设置于机舱平台上。

9.如权利要求8所述的风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括控制电缆和动力电缆(1)，所述动力电缆(1)固定于所述电缆夹(3)上，所述控制电缆固定于所述环形本体(4)的径向内侧。

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