EP3966905A1 - Kabelhalterung für ein kabel einer windenergieanlage und verfahren - Google Patents

Kabelhalterung für ein kabel einer windenergieanlage und verfahren

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EP3966905A1
EP3966905A1 EP20718294.0A EP20718294A EP3966905A1 EP 3966905 A1 EP3966905 A1 EP 3966905A1 EP 20718294 A EP20718294 A EP 20718294A EP 3966905 A1 EP3966905 A1 EP 3966905A1
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EP
European Patent Office
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cable
receptacle
funnel
elastic insert
holder
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EP20718294.0A
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Inventor
Stefan Biehle
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Wobben Properties GmbH
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D80/00Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/80Arrangement of components within nacelles or towers
    • F03D80/82Arrangement of components within nacelles or towers of electrical components
    • F03D80/85Cabling
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G3/00Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
    • H02G3/02Details
    • H02G3/04Protective tubing or conduits, e.g. cable ladders or cable troughs
    • H02G3/0462Tubings, i.e. having a closed section
    • H02G3/0481Tubings, i.e. having a closed section with a circular cross-section
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02G3/30Installations of cables or lines on walls, floors or ceilings
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kabelhalterung (200), insbesondere für ein Kabel einer Windenergieanlage, einen Kabelstrang, einen Turm, eine Windenergieanlage sowie ein Verfahren zur Befestigung eines Kabels. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Kabelhalterung (200), insbesondere für ein Kabel einer Windenergieanlage, vorzugsweise für ein mit einem Mittelspannungstransformator einer Windenergieanlage verbundenes Mittelspannungskabel, umfassend eine Kabelaufnahme (220) mit einem trichterförmigen Hohlraum (221), ein innerhalb des trichterförmigen Hohlraums (221) angeordneter elastischer Einsatz (240, 240'), wobei die Kabelaufnahme (220) und der elastische Einsatz (240, 240') derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sich das Kabel durch den trichterförmigen Hohlraum (221) hindurch erstrecken kann und der elastische Einsatz (240, 240') zwischen der Kabelaufnahme (220) und dem Kabel einklemmbar ist.

Description

Kabelhalterung für ein Kabel einer Windenergieanlage und Verfahren
Die Erfindung betrifft eine Kabelhalterung, insbesondere für ein Kabel einer Windenergieanlage, einen Kabelstrang, einen Turm, eine Windenergieanlage sowie ein Verfahren zur Befestigung eines Kabels.
Windenergieanlagen sind grundsätzlich bekannt, sie erzeugen elektrische Leistung aus Wind. Moderne Windenergieanlagen betreffen in der Regel sogenannte Horizontalachsen- Windenergieanlagen, bei denen die Rotorachse im Wesentlichen horizontal angeordnet ist und die Rotorblätter eine im Wesentlichen senkrechte Rotorfläche überstreichen. Windenergieanlagen umfassen neben einem an einer Gondel angeordneten Rotor einen Turm, auf dem die Gondel mit dem Rotor um eine im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Achse drehbar angeordnet ist.
Die Türme für Windenergieanlagen sind in der Regel schlanke Bauwerke, die vorzugsweise eine große Höhe aufweisen und orthogonal zu dieser Höhe vergleichsweise geringe Abmessungen aufweisen. Türme bestehen vorzugsweise im Wesentlichen aus Beton und/oder Stahl oder umfassen diese Materialien. Die Bandbreite von Turmausführungen reicht von Gitterkonstruktionen oder Stahlrohrtürmen mit oder ohne Seilabspannung bis hin zu Betonbauten.
Innerhalb der Türme von Windenergieanlagen können unterschiedliche Einrichtungen angeordnet sein. Üblicherweise erstrecken sich Kabel von der Gondel und somit von einer Turmspitze hin zu einem Turmfuß. Die Kabel können beispielsweise als Niederspannungskabel oder als Mittelspannungskabel ausgebildet sein. Die Kabel innerhalb eines Turmes einer Windenergieanlage werden üblicherweise mit Kunststoffklemmschellen, Ziehstrümpfen oder Metallbügelschellen angeordnet und fixiert. Insbesondere bei der Anordnung von schweren Kabeln, beispielsweise solchen, die ein Metergewicht von 9 kg/m überschreiten, müssen in der Regel eine Vielzahl dieser Befestigungselemente übereinander angeordnet werden, um das hohe Kabelgewicht tragen zu können. Kunststoffklemmschellen, Ziehstrümpfe oder Metallbügelschellen können bei hohen Kabelgewichten, in Verbindung mit größeren Befestigungsabständen, zu Beschädigungen an den Kabeln führen.
Neben den unmittelbaren Kosten für diese Befestigungselemente, ist die Anordnung einer derartig hohen Anzahl an Befestigungselementen an dem Turm aufwendig und erfordert einen hohen Personaleinsatz, der mit beträchtlichen Kosten verbunden sein kann. Darüber hinaus kann eine Wartung bzw. Überprüfung dieser Befestigungselemente in regelmäßigen Abständen erforderlich sein.
Alternativ oder zusätzlich kann das Kabelgewicht auch von im Turm angeordneten Podesten getragen werden. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, das Kabel S-förmig um eine an einem Podest angeordnete Vorrichtung zu führen. Diese S-förmige Führung kann das Gewicht des Kabels zumindest teilweise tragen, sodass dieses in das Podest und von diesem in den Turm eingeleitet wird. Die Vorrichtungen mit S-förmiger Führung weisen jedoch einen hohen Platzbedarf auf, da die Kabel üblicherweise große Mindestbiegeradien aufweisen. Die Podeste müssen in der Regel speziell hierfür ausgebildet sein. Darüber hinaus ist das S-förmige Führen des Kabels mit einem hohen Aufwand bei der Installation verbunden.
Um einen störungsfreien Betrieb einer Windenergieanlage gewährleisten zu können, sind beschädigungsfreie, stromführende Kabel innerhalb des Turmes einer Windenergieanlage erforderlich. Darüber hinaus sind die Kosten zum Aufbau einer Windenergieanlage für die Wirtschaftlichkeit ein entscheidender Faktor. Bei Nabenhöhen von inzwischen über 150 Metern sind auch die wirtschaftlichen Aspekte der Befestigung der Kabel innerhalb des Turmes einer Windenergieanlage zu berücksichtigen.
Das Deutsche Patent-und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zur vorliegenden Anmeldung folgenden Stand der Technik recherchiert: DE 435 678 A, US 1 576 947 A, WO 2014/095 330 A1 . CN 108 321 747 A, JP H06- 70 428 A. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kabelhalterung, insbesondere für ein Kabel einer Windenergieanlage, einen Kabelstrang, einen Turm, eine Windenergieanlage sowie ein Verfahren zur Befestigung eines Kabels bereitzustellen, die einen oder mehrere der genannten Nachteile vermindern oder beseitigen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, die eine wirtschaftlichere und/oder technisch verbesserte Befestigung von Kabeln innerhalb eines Windenergieanlagen-Turmes ermöglicht.
Gemäß einem ersten Aspekt wird diese Aufgabe gelöst durch eine Kabelhalterung, insbesondere für ein Kabel einer Windenergieanlage, vorzugsweise für ein mit einem Mittelspannungstransformator einer Windenergieanlage verbundenes Mittelspannungskabel, umfassend eine Kabelaufnahme mit einem trichterförmigen Hohlraum, ein innerhalb des trichterförmigen Hohlraums angeordneter elastischer Einsatz, wobei die Kabelaufnahme und der elastische Einsatz derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sich das Kabel durch den trichterförmigen Hohlraum hindurch erstrecken kann und der elastische Einsatz zwischen der Kabelaufnahme und dem Kabel einklemmbar ist.
Die Kabelaufnahme weist den trichterförmigen Hohlraum auf. Der trichterförmige Hohlraum der Kabelaufnahme erstreckt sich vorzugsweise von einer ersten, oberen Öffnung der Kabelaufnahme hin zu einer zweiten, unteren Öffnung der Kabelaufnahme, wobei die obere und untere Öffnung vorzugsweise stirnseitige Öffnungen der Kabelaufnahme sind. Zwischen der oberen und unteren Öffnung verläuft vorzugsweise eine Kabeldurchgangsachse. Im Betrieb der Kabelhalterung erstreckt sich ein Kabel durch die Kabelaufnahme, insbesondere durch den trichterförmigen Hohlraum. Im Betrieb ist eine Längsachse des Kabels im Wesentlichen parallel, insbesondere koaxial, zur Kabeldurchgangsachse. Orthogonal zu der Erstreckung zwischen der oberen Öffnung und der unteren Öffnung, erstreckt sich die Kabelaufnahme in einer radialen Richtung. Hier erstreckt sich die Kabelaufnahme insbesondere zwischen Innenwandungen.
Die trichterförmige Geometrie des Hohlraumes bedeutet insbesondere, dass sich der Hohlraum verjüngt. Der trichterförmige Hohlraum kann einen sich verjüngenden Abschnitt und gegebenenfalls auch einen daran anschließenden wieder aufgeweiteten Abschnitt aufweisen. Insbesondere ist es bedeutend, dass der trichterförmige Hohlraum mindestens einen sich verjüngenden Abschnitt aufweist, der im Rahmen dieser Beschreibung als trichterförmig verstanden wird, sodass eine Klemmwirkung zwischen Kabelaufnahme, elastischem Einsatz und Kabel entstehen kann. Der trichterförmige Hohlraum kann gerade, konvexe und/oder konkave Verläufe aufweisen. Zwischen der oberen Öffnung und der unteren Öffnung weist die Kabelaufnahme vorzugsweise die Kabeldurchgangsachse auf. Orthogonal zu der Kabeldurchgangsachse weist die Kabelaufnahme vorzugsweise einen Querschnitt auf. Dieser Querschnitt kann ringförmig und/oder eckig, insbesondere polygonal, ausgebildet sein. Die Kabelaufnahme kann beispielsweise rotationssymmetrisch um die Kabeldurchgangsachse ausgebildet sein.
Die Kabelaufnahme kann beispielsweise aus Aluminium oder Stahl, insbesondere Edelstahl, bestehen oder Aluminium oder Stahl, insbesondere Edelstahl, umfassen. Die Wandstärke der Kabelaufnahme, also insbesondere die Dicke in radialer Richtung, beträgt vorzugsweise zwischen 1 mm und 10 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 5 mm. Der trichterförmige Hohlraum kann radiale Innenabmessungen, beispielsweise Durchmesser, zwischen 50 mm und 140 mm aufweisen. Die radialen Außenabmessungen können beispielsweise zwischen 150 mm und 250 mm betragen. Darüber hinaus kann sich die Kabelaufnahme zwischen der oberen Öffnung und der unteren Öffnung mit einer Höhe zwischen 200 mm und 1000 mm erstrecken.
Der elastische Einsatz ist innerhalb des trichterförmigen Hohlraums angeordnet. Der elastische Einsatz ist insbesondere derart angeordnet und ausgebildet, dass sich dieser im Betrieb zwischen einem Kabel und einer Innenwandung der Kabelaufnahme einklemmt. Durch diese Einklemmung wird eine Relativbewegung zwischen dem Kabel und der Kabelaufnahme verhindert, bzw. blockiert.
Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Kabelaufnahme und der elastische Einsatz derart angeordnet und/oder ausgebildet sind, dass ein Kabel durch den trichterförmigen Hohlraum hindurch erstreckbar ist und der elastische Einsatz zwischen der Kabelaufnahme und dem Kabel einklemmbar ist, sodass eine Bewegung des Kabels in zumindest eine Richtung blockiert ist. insbesondere in Richtung der Verjüngung des Hohlraums.
Der elastische Einsatz kann auch derart ausgebildet sein, dass sich zwei oder mehr Kabel durch diesen hindurch erstrecken können. Der elastische Einsatz kann beispielsweise auch zumindest teilweise zwischen den zwei oder mehr Kabeln angeordnet sein. Der elastische Einsatz umfasst vorzugsweise einen zylinderförmigen und/oder konischen Grundkörper, in dem zwei oder mehr Durchgangsöffnungen angeordnet sind, wobei vorzugsweise die zwei oder mehr Durchgangsöffnungen im Wesentlichen parallel zu der Kabeldurchgangsachse der Kabelaufnahme ausgerichtet sind. In einer Durchgangsöffnung kann jeweils ein Kabel anordenbar sein. Darüber hinaus kann es auch bevorzugt sein, dass in einer Durchgangsöffnung zwei oder mehr Kabel anordenbar sind. Zwischen jeweils einer Durchgangsöffnung und einer Außenumfangsfläche des elastischen Einsatzes kann ein Durchgang angeordnet sein, damit ein umfangsseitiges Einführen eines Kabels möglich ist. Insbesondere ist es bevorzugt, dass eine Bewegung in einer Richtung von dem oberen Ende hin zu dem unteren Ende blockiert ist, wobei sich das obere Ende durch Abmessungen, insbesondere durch einen Durchmesser oder eine radiale Erstreckung eines polygonalen Querschnitts, auszeichnet, die größer sind als Abmessungen, insbesondere ein Durchmesser oder eine radiale Erstreckung eines polygonalen Querschnitts, der unteren Öffnung.
Die Montage der Kabelhalterung erfolgt im Betrieb vorzugsweise derart, dass diese an einem Turm, insbesondere einer Innenwandung eines Turms, angeordnet wird. Darauf folgend wird das Kabel in dem trichterförmigen Hohlraum angeordnet. Im Anschluss wird der elastische Einsatz in den trichterförmigen Hohlraum eingesetzt, und zwar insbesondere derart, dass dieser sich in einem Zwischenraum zwischen einer Innenwandung der Kabelaufnahme und dem Kabel befindet. Beispielsweise kann der elastische Einsatz um das Kabel herum angeordnet sein. Danach wird ein Hebemittel des Kabels entlastet, sodass das Kabel durch die Schwerkraft nach unten bewegt wird. Durch diese Bewegung nach unten zieht das Kabel den elastischen Einsatz weiter in Richtung der kleineren, unteren Öffnung der Kabelaufnahme und verklemmt sich zwischen der Innenwandung der Kabelaufnahme und dem Kabel. Durch die Reibkraft zwischen dem Kabel und dem elastischen Einsatz wird das Kabel eingeklemmt und somit in seiner vertikalen Bewegung nach unten blockiert.
Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass die Kabel von Windenergieanlagen eine empfindliche Einrichtung darstellen. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass vermehrt Mittelspannungskabel in den Türmen eingesetzt werden, die ein höheres Metergewicht aufweisen als zuvor eingesetzte Niederspannungskabel. Die bisher bekannten Befestigungen für Kabel innerhalb von Türmen von Windenergieanlagen können somit immer häufiger nicht für die heutigen derartig schweren Kabel eingesetzt werden, ohne Beschädigungen ausschließen zu können und/oder die Wirtschaftlichkeit der Befestigung sicherzustellen.
Die Kabelhalterung ist insbesondere für ein Kabel einer Windenergieanlage geeignet, das mehr als 6 kg/m, vorzugsweise mehr als 8 kg/m, insbesondere mehr als 9 kg/m aufweist. Ein Kabel mit einem Metergewicht von 9 kg hat bei einem 30 m Abschnitt ein Gewicht von 270 kg. Derartige Gewichte können in der Regel nicht mit den üblicherweise eingesetzten Kabelmontagestrümpfen, Klemmschellen oder Metallbügelschellen aufgefangen werden. Die Kabelhalterung gemäß dem im Vorherigen genannten Aspekt ist dazu geeignet, hohe Kabelmetergewichte trotz großer Beabstandung der Kabelhalterungen zueinander abzufangen. Infolgedessen sind weniger Kabelhalterungen insgesamt in einem Turm einer Windenergieanlage vorzusehen. Aufgrund dieser geringeren Anzahl von Kabelhalterungen wird der Montageaufwand reduziert. Darüber hinaus hat der Erfinder der im Vorherigen beschriebenen Kabelhalterung herausgefunden, dass das Einklemmen eine besonders vorteilhafte Befestigung der Kabel bei gleichzeitiger Beschädigungsfreiheit ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Kabelhalterung ist vorgesehen, dass die Kabelaufnahme umfangsseitig offen ausgebildet ist zum Einführen , insbesondere zum umfangsseitigen Einführen, eines Abschnitts des Kabels in den trichterförmigen Hohlraum.
Die Kabelaufnahme erstreckt sich vorzugsweise von einer ersten Stirnseite zu einer zweiten Stirnseite, wobei diese Stirnseiten die Öffnungen, durch die sich das Kabel erstreckt, umfassen können. Zwischen den Stirnseiten erstreckt sich die Kabelaufnahme vorzugsweise umfangsseitig. In dieser bevorzugten Ausführungsvariante ist diese Umfangsseite teilweise offen ausgebildet und somit insbesondere gebrochen ausgebildet. Die offene Ausbildung der Kabelaufnahme ermöglicht das Einführen eines Abschnitts des Kabels in den trichterförmigen Hohlraum.
Das Einführen des Abschnitts des Kabels kann insbesondere mit einer Einführrichtung erfolgen, die im Wesentlichen orthogonal zu der Längsrichtung des Kabels ausgerichtet ist. Die Kabelaufnahme ist vorzugsweise zwischen den im Vorherigen genannten Stirnseiten offen ausgebildet. Durch diese offene Ausbildung der Kabelaufnahme kann die Kabelaufnahme zuerst an einem Turm befestigt werden und im Nachhinein das Kabel in dem trichterförmigen Hohlraum angeordnet werden. Infolgedessen vereinfacht sich die Befestigung des Kabels in der Kabelhalterung.
Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Kabelhalterung sieht vor, dass die Kabelaufnahme einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt aufweist, wobei eine obere Abmessung des trichterförmigen Hohlraums im oberen Abschnitt größer ist als eine untere Abmessung des trichterförmigen Hohlraums im unteren Abschnitt, und vorzugsweise der trichterförmige Hohlraum im oberen Abschnitt und/oder im unteren Abschnitt einen ringförmigen Querschnitt aufweist bzw. aufweisen. Die obere Abmessung des trichterförmigen Hohlraums im oberen Abschnitt ist vorzugsweise bei einem ringförmigen Querschnitt der Kabelaufnahme im oberen Abschnitt als ein Durchmesser zu verstehen. Die untere Abmessung des trichterförmigen Hohlraums im unteren Abschnitt ist vorzugsweise bei einem ringförmigen Querschnitt des unteren Abschnitts ebenfalls als ein Durchmesser zu verstehen. Die im Vorherigen beschriebene Klemmwirkung wird durch die unterschiedlichen Abmessungen des trichterförmigen Hohlraums ermöglicht. Der im Vorherigen genannte Querschnitt ist insbesondere orthogonal zu der Kabeldurchgangsachse zu verstehen.
Der ringförmige Querschnitt zeichnet sich vorzugsweise durch einen Außendurchmesser und einen Innendurchmesser auf. Der ringförmige Querschnitt kann auch ovale Abschnitte aufweisen. Durch den trichterförmigen Hohlraum kann vorgesehen sein, dass sich der Innendurchmesser vom oberen Ende hin zum unteren Ende stetig verringert. Alternativ kann der Innendurchmesser auch abschnittsweise konstant sein. Insbesondere ist es bevorzugt, dass sich der Innendurchmesser in dem unteren Abschnitt, der an das untere Ende angrenzt, verringert, insbesondere stetig verringert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Fortbildung der Kabelhalterung ist vorgesehen, dass sich die Kabelaufnahme von dem oberen Ende hin zu dem unteren Ende in Längsrichtung erstreckt, der obere Abschnitt an das obere Ende und der untere Abschnitt an das untere Ende angrenzt, und die Kabelaufnahme eine Einführöffnung aufweist, die sich von dem oberen Ende hin zu dem unteren Ende erstreckt und ausgebildet ist, dass ein Kabel durch diese in den trichterförmigen Hohlraum einführbar ist.
Die Längsrichtung ist vorzugsweise parallel zur Kabeldurchgangsachse ausgerichtet. Die Längsrichtung verläuft insbesondere zwischen den Stirnseiten. Die Kabelaufnahme erstreckt sich orthogonal zu der Kabeldurchgangsachse, bzw. der Längsrichtung und orthogonal zu der radialen Richtung in einer Umfangsrichtung. Die Erstreckung in Umfangsrichtung kann beispielsweise durch eine Wandung der Kabelaufnahme ausgebildet werden.
Die Einführöffnung erstreckt sich vorzugsweise ebenfalls in der Umfangsrichtung. Der Öffnungswinkel der Einführöffnung kann beispielsweise größer 30°, größer 45°, größer 60° oder größer 90° sein. Die Einführöffnung kann von dem oberen Ende hin zu dem unteren Ende verjüngt ausgebildet sein. Die Einführöffnung ist insbesondere als zusätzliche Öffnung zu den stirnseitigen Öffnungen zu verstehen. Die Kabelaufnahme hat vorzugsweise drei Öffnungen, nämlich die Einführöffnung, eine Öffnung am oberen Ende und eine Öffnung am unteren Ende. Die Öffnungen am oberen Ende und am unteren Ende dienen zum Hindurcherstrecken des Kabels. Durch diese erstreckt sich das Kabel also auch im Betrieb hindurch. Die Einführöffnung ist lediglich zum Einführen des Kabels in den trichterförmigen Hohlraum vorgesehen. Die Einführöffnung wird somit vorzugsweise lediglich bei der Montage bzw. Demontage des Kabels in der Kabelhalterung, bzw. aus der Kabelhalterung, verwendet. Die Öffnungen können miteinander in Verbindung stehen, insbesondere können die Öffnungen am oberen Ende und am unteren Ende mit der Einführöffnung in Verbindung stehen. In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Kabelhalterung ist vorgesehen, dass diese einen Trichterverschluss zum Verschließen der Einführöffnung umfasst, wobei vorzugsweise der Trichterverschluss im Wesentlichen die Geometrie der Einführöffnung aufweist.
Der Trichterverschluss kann beispielsweise an dem im Folgenden noch näher erläuterten Halteelement angeordnet sein, wobei der Trichterverschluss vorzugsweise ausgebildet ist, dass nach einem Drehen der Kabelaufnahme derart, dass die Einführöffnung der nächstliegenden Turmwand zugewandt ist, die Einführöffnung verschlossen ist. Darüber hinaus kann der Trichterverschluss auch als Schraube oder Haken ausgebildet sein oder diese bzw. diesen umfassen, wobei es insbesondere bevorzugt ist, dass die Schraube oder der Haken in einer korrespondierenden Öffnung des Halteelements anordenbar ist.
Nachdem ein Kabel durch die Einführöffnung in den trichterförmigen Hohlraum eingeführt wurde, kann die Einführöffnung mit dem Trichterverschluss verschlossen werden. Vorzugsweise wird die Kabelhalterung nach dem Verschließen der Einführöffnung mit dem Trichterverschluss gedreht. Gemäß einer weiteren bevorzugten Fortbildung der Kabelhalterung ist vorgesehen, dass die Kabelaufnahme als ein erstes Mantelsegment ausgebildet ist, das eine in Umfangsrichtung verlaufende erste Umfangserstreckung von weniger als 360° aufweist und die Einführöffnung ausbildet, und der Trichterverschluss als ein zweites Mantelsegment ausgebildet ist, das eine in Umfangsrichtung verlaufende zweite Umfangserstreckung aufweist, wobei die erste Umfangserstreckung und die zweite Umfangserstreckung zusammen im Wesentlichen 360° ergeben. Die Umfangsrichtung ist orthogonal zur Kabeldurchgangsachse bzw. zur Längserstreckung der Kabelaufnahme ausgerichtet. Im Betrieb ist die Umfangsrichtung zusätzlich auch im Wesentlichen orthogonal zu einer Kabellängserstreckung eines Kabels, das sich durch den trichterförmigen Hohlraum erstreckt. Das erste Mantelsegment bildet bei dieser Ausführungsvariante die Kabelaufnahme aus. Das erste Mantelsegment erstreckt sich in Umfangsrichtung weniger als 360°. Dadurch wird die Einführöffnung ausgebildet. Wenn sich beispielsweise das erste Mantelsegment mit einer ersten Umfangserstreckung von 330° erstreckt, weist die Einführöffnung eine Umfangserstreckung von 30° auf. Zum Verschließen der Einführöffnung weist die Kabelhalterung den Trichterverschluss auf, der als ein zweites Mantelsegment ausgebildet ist.
Im vorherigen Beispiel würde der Trichterverschluss beispielsweise eine zweite Umfangserstreckung von 30° aufweisen. Je nach Verschlussprinzip, kann die Summe aus erster Umfangserstreckung und zweiter Umfangserstreckung auch mehr oder weniger als 360° ergeben. Im Wesentlichen 360° kann insbesondere bedeuten, dass die Summe aus erster Umfangserstreckung und zweiter Umfangserstreckung zwischen 358° und 362° beträgt.
In einer weiteren bevorzugten Fortbildung der Kabelhalterung ist vorgesehen, dass die Kabelaufnahme und/oder der elastische Einsatz jeweils einen ringförmigen Querschnitt aufweisen, und eine Außenumfangsfläche des elastischen Einsatzes an einer Innenumfangsfläche der Kabelaufnahme angeordnet ist.
In dieser Fortbildung der Kabelhalterung ist der elastische Einsatz an einer Innenumfangsfläche der Kabelaufnahme angeordnet. Wenn ein Kabel durch die Kabelaufnahme hindurchgeführt ist, ist der elastische Einsatz zwischen der Innenumfangsfläche der Kabelaufnahme und dem Kabel angeordnet. Infolgedessen kann es zu einer Klemmung zwischen der Innenumfangsfläche der Kabelaufnahme und dem Kabel kommen, da zwischen diesen der elastische Einsatz angeordnet ist. Auf diese Weise wird in überraschend einfacher Weise eine Befestigung des Kabels in Richtung der Kabeldurchgangsachse der Kabelaufnahme realisiert.
Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Kabelhalterung sieht vor, dass der elastische Einsatz eine rohrförmige und/oder eine trichterförmige Geometrie aufweist, und/oder der elastische Einsatz ein Gummieinsatz ist. Insbesondere ist es bevorzugt, dass der elastische Einsatz eine zu der Kabelaufnahme korrespondierende Geometrie aufweist. Der elastische Einsatz kann beispielsweise aus Kautschuk bestehen oder diesen umfassen. Insbesondere ist es bevorzugt, dass der elastische Einsatz aus Ethylen- Propylen-Dien-Kautschuk besteht oder diesen umfasst. Darüber hinaus kann der elastische Einsatz eines oder mehrere der folgenden Materialien umfassen oder aus diesen bestehen: Polyurethan, Zellkautschuk, Elastomere, insbesondere Styrol-Butadien- Kautschuk, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Polychloropren, Butylkautschuk/ Isobuten- Isopren-Kautschuk, Polyolefinkautschuk/ Ethylen-Propylen-Kautschuk.
In einer weiteren bevorzugten Fortbildung der Kabelhalterung ist vorgesehen, dass der elastische Einsatz einen Schlitz aufweist, und vorzugsweise die Kabelhalterung die Kabeldurchgangsachse aufweist, wobei die Haupterstreckungsrichtung des Schlitzes im Wesentlichen parallel zur Kabeldurchgangsachse ausgerichtet ist.
Insbesondere ist die im Betrieb vertikale Komponente der Haupterstreckungsrichtung des Schlitzes im Wesentlichen parallel zur Kabeldurchgangsachse. Durch die trichterförmige Geometrie der Kabelaufnahme und des darin angeordneten elastischen Einsatzes, weist der Schlitz in der Regel auch eine geringfügige horizontale Richtungskomponente auf. Der elastische Einsatz kann ebenfalls als Mantelsegment ausgebildet sein, insbesondere als geschlitztes Mantelsegment. Das Mantelsegment ist vorzugsweise rohrförmig und/oder trichterförmig ausgebildet. Insbesondere ist es bevorzugt, dass der elastische Einsatz eine Erstreckung in einer Umfangsrichtung aufweist. Es ist bevorzugt, dass diese Erstreckung in Umfangsrichtung 360°, weniger als 360° oder weniger als 330° beträgt.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Kabelhalterung ein Halteelement zur Anordnung an einem Turm umfasst, wobei die Kabelaufnahme mit dem Halteelement gekoppelt ist. Das Halteelement ist insbesondere derart ausgebildet, dass dieses zur Befestigung an einer Turmwand und/oder an einem Flansch, insbesondere einem Horizontalflansch und/oder einem Vertikalflansch, eines Turmwandsegments und/oder an einem Podest innerhalb eines Turmes anordenbar ist. Das Halteelement ist vorzugsweise derart an einem Turm anordenbar, dass dieses im Betrieb in vertikaler Richtung fixierbar ist. Insbesondere ist eine Vertikalbewegung nach unten blockiert. Das Halteelement kann an dem Turm angeschraubt oder geklebt werden. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das Halteelement eine Einführungsnut mit einer Einführungsbreite quer zu einer Einführungsrichtung aufweist, und die Einführungsbreite geringer ist als ein Durchmesser der Kabelaufnahme an dem oberen Ende, sodass in einer vertikalen Richtung eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Halteelement und der Kabelaufnahme ausgebildet wird.
Die Einführungsrichtung ist vorzugsweise die Richtung, in der das Kabel in das Halteelement durch die Einführöffnung eingebracht wird. Die Kabelaufnahme kann am oberen Ende einen Kragen aufweisen. Dieser Kragen kann zur formschlüssigen Kopplung mit dem Halteelement vorgesehen sein. Durch den Kragen kann eine hängende Anordnung der Kabelaufnahme an dem Haltelement ausgebildet werden.
Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass die Kabelaufnahme drehbar an dem Halteelement angeordnet ist. Durch die Drehbarkeit der Kabelaufnahme an dem Halteelement kann die Einführöffnung zum Anordnen des Kabels im trichterförmigen Hohlraum dem Turminneren zugewandt werden. Nach Anordnen eines Kabels in dem trichterförmigen Hohlraum und dem Anordnen des elastischen Einsatzes hierin, kann die Kabelaufnahme derart gedreht werden, dass die Einführöffnung dem Turminneren abgewandt ist und beispielsweise einer Turmwand zugewandt ist. Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Trichterverschluss die Öffnung verschließt. Somit ist eine sichere Anordnung des Kabels mit der Kabelhalterung möglich und das Kabel ist zumindest teilweise vom Innenraum des Turmes abgeschirmt und geschützt.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch einen Kabelstrang für eine Windenergieanlage, umfassend ein Kabel, insbesondere ein Niederspannungs- und/oder ein Mittelspannungskabel, mit einem Kabeldurchmesser, eine Kabelhalterung nach mindestens einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten, wobei sich das Kabel durch die Kabelhalterung erstreckt, und ein unterer Durchmesser der Kabelaufnahme derart relativ zu dem Kabeldurchmesser dimensioniert ist, dass der elastische Einsatz zwischen der Kabelaufnahme und dem Kabel eingeklemmt wird, sodass eine vom oberen Ende zum unteren Ende der Kabelaufnahme gerichtete Bewegung des Kabels im Wesentlichen verhindert wird.
Das Kabel erstreckt sich insbesondere von einer ersten Stirnseite hin zu einer zweiten Stirnseite der Kabelhalterung, insbesondere der Kabelaufnahme. Ein oberer Durchmesser der Kabelaufnahme ist vorzugsweise größer als der untere Durchmesser der Kabelaufnahme. Der untere Durchmesser der Kabelaufnahme ist vorzugsweise geringfügig größer als der Kabeldurchmesser. Das Kabel zieht bei einer Vertikalbewegung in Richtung des unteren Endes den elastischen Einsatz in Richtung des unteren Endes mit. Dadurch wird der verfügbare Raum für das Kabel und für den elastischen Einsatz geringer, sodass der elastische Einsatz insbesondere in radialer Richtung eingequetscht wird.
Durch dieses Einquetschen des elastischen Einsatzes steigen die Reibkräfte zwischen Kabel, elastischem Einsatz und Kabelaufnahme an. Bei Erreichen einer Grenzreibkraft geht die Gleitreibung in Haftreibung über. Bei Erreichen der Haftreibung wird die vertikale Bewegung des Kabels verhindert. Bei Verhinderung dieser Bewegung ist das Kabel i n vertikaler Richtung nach unten im Wesentlichen blockiert und somit fixiert.
Eine bevorzugte Fortbildung des Kabelstrangs sieht vor, dass ein erster Reibkoeffizient zwischen der Kabelaufnahme und dem elastischen Einsatz geringer ist als ein zweiter Reibkoeffizient zwischen dem elastischen Einsatz und dem Kabel. Vorzugsweise umfasst der elastische Einsatz eine erste Oberfläche, die der Kabelaufnahme zugewandt ist, und eine zweite Oberfläche, die dem Kabel zugewandt ist, wobei die erste Oberfläche eine geringere Oberflächenrauheit aufweist als die zweite Oberfläche.
Durch Vorsehen derartiger Reibkoeffizienten wird die im Vorherigen beschriebene Funktion in vorteilhafter Weise ermöglicht. Insbesondere durch das Vorsehen eines zweiten Reibkoeffizienten der größer ist als ein erster Reibkoeffizient wird sichergestellt, dass das Kabel den elastischen Einsatz hin zum unteren Ende der Kabelaufnahme mitnimmt und es somit dort bzw. in einem Bereich angrenzend an das untere Ende zu einem Einquetschen des elastischen Einsatzes kommt. Gemäß einerweiteren bevorzugten Fortbildung des Kabelstrangs ist vorgesehen, dass das Kabel ein Kabelgewicht von mehr als 6 kg/m, insbesondere mehr als 8 kg/m, vorzugsweise mehr als 9 kg/m, aufweist. Ein Kabel von 9 kg/m weist beispielsweise ein Gewicht von 270 kg/30 m auf. Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass das Kabel eine Länge von mehr als 30 m, mehr als 60 m, mehr als 90 m, mehr als 120 m oder mehr als 150 m aufweist. Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass der Kabelstrang zwei oder mehr Kabelhalterungen gemäß einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch einen Turm einer Windenergieanlage, umfassend eine Kabelhalterung nach mindestens einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten und/oder einen Kabelstrang nach einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten . Eine bevorzugte Fortbildung des Turms sieht vor, dass dieser zwei oder mehr Kabelhalterungen nach mindestens einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten umfasst, und wobei die zwei oder mehr Kabelhalterungen mehr als 10 Meter, mehr als 15 Meter oder mehr als 20 Meter, vorzugsweise mehr als 30 Meter, voneinander beabstandet sind. Ferner kann der Turm einen Kabelstrang gemäß dem vorherigen Aspekt mit zwei oder mehr Kabelhalterungen nach mindestens einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten umfassen, wobei die zwei oder mehr Kabelhalterungen mehr als 10 Meter, mehr als 15 Meter oder mehr als 20 Meter, vorzugsweise mehr als 30 Meter, voneinander beabstandet sind. Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Windenergieanlage, umfassend einen Turm nach mindestens einer der vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Befestigung eines Kabels, insbesondere innerhalb eines Turms einer Windenergieanlage, umfassend die Schritte: Einführen eines Kabels in eine Kabelaufnahme mit einem trichterförmigen Hohlraum, und Anordnen eines elastischen Einsatzes in einem Zwischenraum zwischen der Kabelaufnahme und dem Kabel, sodass der elastische Einsatz an dem Kabel und der Kabelaufnahme zumindest abschnittsweise anliegt. Gemäß einer bevorzugten Fortbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass dieses den Schritt oder die Schritte umfasst: Verschließen einer Einführöffnung der Kabelaufnahme mit einem Trichterverschluss, und/oder Drehen der Kabelaufnahme derart, dass die Einführöffnung einer Turmwand zugewandt ist; und/oder Entlasten des Kabels in vertikaler Richtung, sodass zumindest ein Teil der Gewichtskraft des Kabels durch eine zwischen dem Kabel und dem elastischen Einsatz wirkenden Reibkraft gehalten wird.
Das Verfahren und seine möglichen Fortbildungen weisen Merkmale bzw. Verfahrensschritte auf, die sie insbesondere dafür geeignet machen, für eine Kabelhalterung, einen Kabelstrang, einen Turm und eine Windenergieanlage, wie im Vorherigen beschrieben, und ihre möglichen Fortbildungen verwendet zu werden . Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails der weiteren Aspekte und ihrer möglichen Fortbildungen wird auch auf die zuvor erfolgte Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen der Kabelhalterung verwiesen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden exemplarisch anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer beispielhaften
Ausführungsform einer Windenergieanlage; Fig. 2-4: schematische, dreidimensionale Ansichten einer beispielhaften
Ausführungsform einer Kabelhalterung;
Fig. 5: eine schematische, zweidimensionale Schnittansicht der in den Figuren
2-4 gezeigten Kabelhalterung;
Fig. 6: eine schematische, zweidimensionale, geschnittene Draufsicht auf die in den Figuren 2-4 gezeigte Kabelhalterung;
Fig. 7: eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer beispielhaften
Ausführungsform eines elastischen Einsatzes; und
Fig. 8: eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zur Befestigung eines Kabels in einem Windenergieanlagen-Turm.
In den Figuren sind gleiche oder im Wesentlichen funktionsgleiche bzw. -ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Fig. 1 zeigt eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Windenergieanlage. Die Windenergieanlage 100 weist einen Turm 102 und eine Gondel 104 auf dem Turm 102 auf. An der Gondel 104 ist ein aerodynamischer Rotor 106 mit Rotorblättern 108 und einem Spinner 1 10 vorgesehen. Der aerodynamische Rotor 106 wird im Betrieb der Windenergieanlage 100 durch den Wind in eine Drehbewegung versetzt und dreht somit auch einen elektrodynamischen Rotor oder Läufer eines Generators, welcher direkt oder indirekt mit dem aerodynamischen Rotor 106 gekoppelt ist. Der elektrische Generator ist in der Gondel 104 angeordnet und erzeugt elektrische Energie. Die Pitchwinkel der Primärrotorblätter 108 können durch Pitchmotoren an den Rotorblattwurzeln der jeweiligen Primärrotorblätter 108 verändert werden. Der elektrodynamische Rotor oder Läufer des Generators befindet sich üblicherweise in der Gondel 104. Die in der Gondel 104 erzeugte elektrische Leistung wird in ein Versorgungnetz eingespeist. Hierfür ist die elektrische Leistung zunächst von der Gondel 104 in Richtung des Turmfußes zu leiten. Hierfür sind in der Regel innerhalb des Turmes 102 Kabel vorgesehen. In dem Turm 102 ist insbesondere eine Kabelhalterung vorgesehen, die eine Kabelaufnahme mit einem trichterförmigen Hohlraum und einen innerhalb des trichterförmigen Hohlraums angeordneten elastischen Einsatz umfasst. Der trichterförmige Hohlraum verjüngt sich in vertikaler Richtung nach unten hin . Die Kabelaufnahme und der elastische Einsatz sind derart angeordnet und ausgebildet, dass sich ein Kabel durch den trichterförmigen Hohlraum hindurcherstreckt und der elastische Einsatz zwischen der Kabelaufnahme und dem Kabel eingeklemmt wird. Dadurch ist das Kabel in nach unten gerichteter, vertikaler Richtung fixiert.
Die Figuren 2-4 zeigen schematische, dreidimensionale Ansichten einer beispielhaften Ausführungsform einer Kabelhalterung 200. Die Kabelhalterung 200 umfasst die Kabelaufnahme 220 durch deren trichterförmigen Hohlraum 221 sich ein Kabel 120 hindurcherstreckt. Die Kabelaufnahme 220 erstreckt sich von einem oberen Ende 222 hin zu einem unteren Ende 226. Das obere Ende 222 und das untere Ende 226 können auch als stirnseitige Enden der Kabelaufnahme 220 verstanden werden. Angrenzend an das obere Ende 222 weist die Kabelaufnahme 220 einen oberen Abschnitt 224 auf. Angrenzend an das untere Ende 226 weist die Kabelaufnahme 220 einen unteren Abschnitt 228 auf. Der Durchmesser der Kabelhalterung 200 ist im oberen Abschnitt 224 größer als im unteren Abschnitt 228. Dadurch wird die trichterförmige Form des Hohlraums 221 ausgebildet.
Die Kabelaufnahme 220 weist am oberen Ende 222 einen Kragen auf, der radial nach außen auskragt. Dieser Kragen bewirkt einen Formschluss mit dem Halteelement 210. Das Halteelement 210 weist eine Einführungsnut mit einer Einführungsbreite quer zu der Einführungsrichtung auf. Die Einführungsbreite ist geringer als ein Durchmesser des Kragens am oberen Ende 222, sodass in einer vertikalen Richtung V eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Halteelement 210 und der Kabelaufnahme 220 ausgebildet wird. Orthogonal zu dieser vertikalen Richtung V erstreckt sich die Kabelaufnahme 220 in radialer Richtung R. In der Ebene der radialen Richtung R weist die Kabelaufnahme 220 einen ringförmigen Querschnitt auf.
In Umfangsrichtung U erstreckt sich die Kabelaufnahme mit einer ersten Umfangserstreckung von ca. 270°. Dadurch wird eine Einführöffnung 230 ausgebildet, die sich mit 90° in Umfangsrichtung U erstreckt. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird die Einführöffnung 230 mit einem Trichterverschluss 232 verschlossen. Die Kabelaufnahme 220 und der Trichterverschluss 232 bilden eine geschlossene trichterförmige Geometrie aus. Die Kabelaufnahme 220 kann nach Anordnung des Trichterverschlusses 232 um die Achse V in Umfangsrichtung U gedreht werden, sodass der Trichterverschlusses 232 einer Turmwand zugewandt ist.
Im Anschluss daran kann in dem zwischen dem Kabel 120 und der inneren Wandung der Kabelaufnahme 220 und des Trichterverschlusses 232 ausgebildeten Zwischenraum der elastische Einsatz 240 angeordnet werden. Zwischen dem Kabel 120 und dem elastischen Einsatz 240 wirkt vorzugsweise ein zweiter Reibkoeffizient. Zwischen der Kabelaufnahme 220 und/oder dem Trichterverschluss 232 und dem elastischen Einsatz 240 wirkt ferner vorzugsweise ein erster Reibkoeffizient, wobei der erste Reibkoeffizient geringer ist als ein zweiter Reibkoeffizient. Folglich wird bei Bewegung des Kabels 120 in vertikaler Richtung V der elastische Einsatz 240 mit dem Kabel 120 in Richtung V bewegt. Durch die trichterförmige Geometrie der Kabelaufnahme 220 kommt es insbesondere im unteren Abschnitt 228 zu einem Einquetschen des elastischen Einsatzes 240 zwischen der Kabelaufnahme 220 und dem Kabel 120. Bei entsprechender Dimensionierung des elastischen Einsatzes 240 in radialer Richtung R kommt es zu einer derartig starken Quetschung, dass die Reibung zwischen dem Kabel 120 und dem elastischen Einsatz 240 zu einer Haftreibung übergeht. Bei Übergang zu einer Haftreibung ist eine Bewegung des Kabels 120 in vertikaler Richtung V blockiert.
Diese Einquetschung des elastischen Einsatzes 240 zwischen der Kabelaufnahme 220 und dem Kabel 120 ist insbesondere in der Fig. 5 gezeigt. Hier ist ersichtlich, dass im unteren Abschnitt 228 eine stärkere Einquetschung des elastischen Einsatzes 240 erfolgt als im oberen Abschnitt 224. Der Fig. 6 ist die Schnittansicht durch die Kabelaufnahme 220 zu entnehmen. Es ist ersichtlich, dass außen die Kabelaufnahme 220 mit dem trichterförmigen Hohlraum 221 vorliegt. Daran grenzt der elastische Einsatz 240 an, wobei innerhalb des elastischen Einsatzes 240 das Kabel 120 angeordnet ist. Die Kabelaufnahme 220 ist innerhalb einer Einführungsnut des Halteelements 210 mittels eines Kragens formschlüssig in vertikaler Richtung V fixiert.
Fig. 7 zeigt eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines elastischen Einsatzes 240‘. Fig. 7 zeigt insbesondere eine Stirnseite und einen Teil einer Umfangsseite des im Wesentlichen zylinderförmigen elastischen Einsatzes 240‘. Der elastische Einsatz 240‘ ist für den Fall vorgesehen, dass mit einer Kabelhalterung 200 drei Kabel befestigt werden sollen. Hierfür weist der elastische Einsatz 240‘ eine erste Durchgangsöffnung 242, eine zweite Durchgangsöffnung 244 und eine dritte Durchgangsöffnung 246 auf. In den Durchgangsöffnungen 242, 244, 246 kann jeweils ein Kabel angeordnet werden. Durch den trichterförmigen Hohlraum 221 der Kabelaufnahme 220 wird auch dieser elastische Einsatz 240‘ zwischen den Kabeln und der Kabelaufnahme 220 eingequetscht, sodass eine Befestigung der Kabel erfolgt. Um die Kabel in den Durchgangöffnungen 242, 244, 246 anzuordnen, weisen diese jeweils einen Durchgang 250, 252, 254 auf, die die Durchgangsöffnungen 242, 244, 246 mit der Außenumfangsfläche des elastischen Einsatzes 240‘ verbinden.
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zur Befestigung eines Kabels in einem Windenergieanlagen-Turm. In Schritt 300 wird das Kabel 120 oder werden zwei oder mehr Kabel in die Kabelaufnahme 220 mit dem trichterförmigen Hohlraum 221 eingeführt. In Schritt 302 wird der elastische Einsatz 240, 240‘ in den Zwischenraum zwischen der Kabelaufnahme 220 und dem Kabel 120 angeordnet, sodass der elastische Einsatz 240 , 240‘ an dem Kabel 120 bzw. den Kabeln und der Kabelaufnahme 220 zumindest abschnittsweise anliegt.
In Schritt 304 wird die Einführöffnung 230 der Kabelaufnahme 220 mit einem Trichterverschluss 232 verschlossen. In Schritt 306 wird die Kabelaufnahme 220 in Umfangsrichtung U gedreht, sodass die Einführöffnung 230 einer Turmwand zugewandt ist. In Schritt 308 wird das Kabel 120 in vertikaler Richtung V entlastet, sodass zumindest ein Teil der Gewichtskraft des Kabels 120 durch eine zwischen dem Kabel 120 und dem elastischen Einsatz 240, 240‘ wirkenden Reibkraft gehalten wird. Durch die im Vorherigen beschriebene Kabelhalterung 200 kann das Kabelgewicht eines Kabels 120 insbesondere in einem Windenergieanlagenturm 102 an wenigen Stellen innerhalb des Turms 102 abgefangen werden. Daraus resultiert ein hohes abzufangendes Kabelgewicht je Kabelhalterung 200. Die Kabelhalterung 200 ermöglicht durch das Einquetschen des elastischen Einsatzes 240, 240‘ zwischen dem Kabel 120 und der Kabelaufnahme 120 eine beschädigungsfreie Befestigung des Kabels. Insbesondere der Außenmantel des Kabels 120 wird im Vergleich zu vorbekannten Lösung weniger belastet. Darüber hinaus kann die Kabelbefestigung werkzeuglos durchgeführt werden und die Montage der Kabel innerhalb des Turms 102 wird vereinfacht. Außerdem ist die Wartung der Kabelbefestigungen mit einem geringeren Aufwand verbunden. BEZUGSZEICHEN
100 Windenergieanlage
102 Turm
104 Gondel
106 Rotor
108 Rotorblätter
110 Spinner
120 Kabel
200 Kabelhalterung
210 Halteelement
220 Kabelaufnahme
221 trichterförmiger Hohlraum
222 oberes Ende
224 oberer Abschnitt
226 unteres Ende
228 unterer Abschnitt
230 Einführöffnung
232 Trichterverschluss
240, 240‘ elastischer Einsatz
242 erste Durchgangsöffnung
244 zweite Durchgangsöffnung
246 dritte Durchgangsöffnung
250 erster Durchgang
252 zweiter Durchgang
254 dritter Durchgang
V vertikale Richtung R radiale Richtung
U Umfangsrichtung

Claims

ANSPRÜCHE
Kabelhalterung (200), insbesondere für ein Kabel einer Windenergieanlage, vorzugsweise für ein mit einem Mittelspannungstransformator einer Windenergieanlage verbundenes Mittelspannungskabel, umfassend
eine Kabelaufnahme (220) mit einem trichterförmigen Hohlraum (221 ), ein innerhalb des trichterförmigen Hohlraums (221 ) angeordneter elastischer Einsatz (240, 240‘),
wobei die Kabelaufnahme (220) und der elastische Einsatz (240, 240‘) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sich das Kabel durch den trichterförmigen Hohlraum (221 ) hindurch erstrecken kann und der elastische Einsatz (240, 240‘) zwischen der Kabelaufnahme (220) und dem Kabel einklemmbar ist.
Kabelhalterung (200) nach Anspruch 1 , wobei
die Kabelaufnahme (220) umfangsseitig offen ausgebildet ist zum Einführen eines Abschnitts des Kabels in den trichterförmigen Hohlraum (221).
Kabelhalterung (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
die Kabelaufnahme (220) einen oberen Abschnitt (224) und einen unteren Abschnitt (228) aufweist, wobei eine obere Abmessung des trichterförmigen Hohlraums (221) im oberen Abschnitt (224) größer ist als eine untere Abmessung des trichterförmigen Hohlraums (221) im unteren Abschnitt (228), und
vorzugsweise der trichterförmige Hohlraum (221 ) im oberen Abschnitt (224) und/oder im unteren Abschnitt (228) einen ringförmigen Querschnitt aufweist bzw. aufweisen.
Kabelhalterung (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
sich die Kabelaufnahme (220) von einem oberen Ende (222) hin zu einem unteren Ende (226) in Längsrichtung erstreckt,
der obere Abschnitt (224) an das obere Ende (222) und der untere Abschnitt (228) an das untere Ende (226) angrenzt, und
die Kabelaufnahme (220) eine Einführöffnung (230) aufweist, die sich von dem oberen Ende (222) hin zu dem unteren Ende (226) erstreckt und ausgebildet ist, dass ein Kabel durch diese in den trichterförmigen Hohlraum (221 ) einführbar ist. 5. Kabelhalterung (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend einen Trichterverschluss (232) zum Verschließen der Einführöffnung (230), wobei vorzugsweise der Trichterverschluss (232) im Wesentlichen die Geometrie der Einführöffnung (230) aufweist.
6. Kabelhalterung (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
die Kabelaufnahme (220) als ein erstes Mantelsegment ausgebildet ist, das eine in Umfangsrichtung verlaufende erste Umfangserstreckung von weniger als 360° aufweist und die Einführöffnung (230) ausbildet, und
der Trichterverschluss (232) als ein zweites Mantelsegment ausgebildet ist, das eine in Umfangsrichtung (U) verlaufende zweite Umfangserstreckung aufweist, wobei die erste Umfangserstreckung und die zweite Umfangserstreckung zusammen im Wesentlichen 360° ergeben.
7. Kabelhalterung (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
die Kabelaufnahme (220) und/oder der elastische Einsatz (240, 240‘) jeweils einen ringförmigen Querschnitt aufweisen, und
eine Außenumfangsfläche des elastischen Einsatzes (240, 240‘) an einer Innenumfangsfläche der Kabelaufnahme (220) angeordnet ist.
8. Kabelhalterung (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
der elastische Einsatz (240, 240‘) eine rohrförmige und/oder eine trichterförmige Geometrie aufweist, und/oder
- der elastische Einsatz (240, 240‘) ein Gummieinsatz ist.
9. Kabelhalterung (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
der elastische Einsatz (240, 240‘) einen Schlitz aufweist, und
vorzugsweise die Kabelhalterung (200) eine Kabeldurchgangsachse aufweist, wobei die Haupterstreckungsrichtung des Schlitzes im Wesentlichen parallel zur Kabeldurchgangsachse ausgerichtet ist.
10. Kabelhalterung (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend
ein Halteelement (210) zur Anordnung an einem Turm, wobei die Kabelaufnahme (220) mit dem Halteelement (210) gekoppelt ist.
1 1 . Kabelhalterung (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Halteelement (210) eine Einführungsnut mit einer Einführungsbreite quer zu einer Einführungsrichtung aufweist, und
die Einführungsbreite geringer ist als ein Durchmesser der Kabelaufnahme (220) an dem oberen Ende (222), sodass in einer vertikalen Richtung eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Halteelement (210) und der
Kabelaufnahme (220) ausgebildet wird.
12. Kabelhalterung (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
die Kabelaufnahme (220) drehbar an dem Halteelement (210) angeordnet ist.
13. Kabelstrang für eine Windenergieanlage, umfassend
ein Kabel (120) mit einem Kabeldurchmesser,
eine Kabelhalterung (200) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, wobei sich das Kabel (120) durch die Kabelhalterung (200) erstreckt, und - ein unterer Durchmesser der Kabelaufnahme (220) derart relativ zu dem
Kabeldurchmesser dimensioniert ist, dass der elastische Einsatz (240, 240‘) zwischen der Kabelaufnahme (220) und dem Kabel (120) eingeklemmt wird, sodass eine vom oberen Ende (222) zum unteren Ende (226) der Kabelaufnahme (220) gerichtete Bewegung des Kabels (120) im Wesentlichen verhindert wird.
14. Kabelstrang nach dem vorherigen Anspruch 13, wobei
ein erster Reibkoeffizient zwischen der Kabelaufnahme (220) und dem elastischen Einsatz (240, 240‘) geringer ist als ein zweiter Reibkoeffizient zwischen dem elastischen Einsatz (240, 240‘) und dem Kabel (120).
15. Kabelstrang nach einem der vorherigen Ansprüche 13-14, wobei
das Kabel (120) ein Kabelgewicht von mehr als 6 kg/m, insbesondere mehr als 8 kg/m, vorzugsweise mehr als 9 kg/m, aufweist.
16. Turm (102) einer Windenergieanlage, umfassend eine Kabelhalterung (200) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 -12 und/oder einen Kabelstrang nach einem der vorherigen Ansprüche 13-15. 17. Turm (102) nach dem vorherigen Anspruch, umfassend
zwei oder mehr Kabelhalterungen (200) nach einem der vorherigen Ansprüche 1-12, und wobei die zwei oder mehr Kabelhalterungen (200) mehr als 20 Meter, vorzugsweise mehr als 30 Meter, voneinander beabstandet sind.
18. Windenergieanlage (100), umfassend
- einen Turm (102) nach einem der vorherigen Ansprüche 16-17.
19. Verfahren zur Befestigung eines Kabels (120), insbesondere innerhalb eines Turms einer Windenergieanlage, umfassend die Schritte:
Einführen eines Kabels (120) in eine Kabelaufnahme (220) mit einem trichterförmigen Hohlraum (221), und
Anordnen eines elastischen Einsatzes (240, 240‘) in einem Zwischenraum zwischen der Kabelaufnahme (220) und dem Kabel (120), sodass der elastische Einsatz (240, 240‘) an dem Kabel (120) und der Kabelaufnahme (220) zumindest abschnittsweise anliegt.
20. Verfahren gemäß dem vorherigen Anspruch 19, umfassend die Schritte:
Verschließen einer Einführöffnung (230) der Kabelaufnahme (220) mit einem Trichterverschluss (232), und/oder
Drehen der Kabelaufnahme (220) derart, dass die Einführöffnung (230) einer Turmwand zugewandt ist; und/oder
Entlasten des Kabels (120) in vertikaler Richtung (V), sodass zumindest ein Teil der Gewichtskraft des Kabels (120) durch eine zwischen dem Kabel (120) und dem elastischen Einsatz (240, 240‘) wirkenden Reibkraft gehalten wird.
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