NO336475B1 - Samleskinneanordning - Google Patents

Abstract

En flerfase samleskinnemonteringsstruktur (10) montert til en bærestruktur (26) er beskrevet. Bærestrukturen (26) kan bestå av en ramme, en vegg eller et segment av et vindturbintårn. Den flerfasede samleskinnemonteringsstruktur (10) omfatter flere sylindriske, rørformede ledere (12) innrettet hovedsakelig parallelt med hverandre. Hver av de rørformede ledere (12) omfatter første og andre motstående endedeler (24, 25) tilpasset forbindelse med ledere (12) i andre flerfase samleskinnemonteringsstrukturer. Isolasjon (14) omslutter hver av de rørformede ledere. Samleskinnemonteringsstrukturen omfatter første og andre konnektorer (22, 60). Den første konnektor (22) monteres på fast måte til de sylindriske, rørformede ledere (12) tilliggende de første endedeler (24) til bærestrukturen (26). Den andre konnektor (60) monterer på fleksibel måte de sylindriske, rørformede ledere (12) tilliggende de andre endedeler (25) til bærestrukturen (26).

Description

Foreliggende oppfinnelsen angår en flerfase samleskinnemonteringsstruktiir egnet for bruk i vindturbiner og andre sammenhenger der samleskinnemontermgsstrukturen utsettes for vibrasjoner med stor amplitude og bevegelser i bærestrukturen for samleskinnemonterings strukturen.

De fleste vindturbiner blir for tiden forsynt med elektrisk energi ved bruk av kabler. Kablene monteres i kabeltrau. På grunn av bevegelse i tåmbærestrukturen, som for en tårnseksjon på 20 fot (6,1 meter) kan være så mye som fire tommer (10,2 cm), er det imidlertid blitt observert mekanisk brudd i understøttelsesinnretningene for kabeltrauet.

Bruk av strømskinner i effektleveringssystemer i vindturbintårn og ved anvendelse ved lav ampere, vil det ikke være så økonomisk som kabler. Videre vil bruk av strømskinner ikke være egnet for markeder slik som vindturbintårn på grunn av de stive egenskapene til disse strømskinner og fordi de flate lederne i strømskinnene vil generere betydelige magnetiske felter som krever skjerming.

EP 1265332 Al beskriver en flerfase samleskinnemonteringsstruktur for montering til en bærestruktur der flerfasesamleskinnemontermgsstrukturen omfatter: flere rørformede ledere innrettet i det vesentlige parallelt med hverandre, der hver av de rørformede ledere omfatter første og andre motstående endedeler tilpasset forbindelse med ledere i andre flerfase samleskinnemontermgsstrukturer

Det foreligger følgelig et behov for å utvikle et samleskinnesystem som i pris er i stand til å konkurrere med kabler, som ved kortslutningsbetingelser kan tilveiebringe pålitelighet og som vil fungere under vibrasjoner.

Foreliggende oppfinnelse angår en flerfase samleskinnemonteringsstruktur tilpasset montering på en bærestniktur. Bærestrukturen kan omfatte en ramme, en vegg eller et segment av et vindturbintårn. Flerfase samleskinnemonteringsstrukturen omfatter: en flerhet av sylindriske, rørformede ledere hovedsakelig arrangert parallelt med hverandre, og der hver av de rørformede ledere omfattende første og andre motstående endepartier er tilpasset for forbindelse med lederne til andre flerfasede samleskinnemonterings strukturer;

isolasjon som omgir hver av de rørformede ledere; og

en konnektor for fleksibel montering av sylindriske rørformede ledere til bærestrukturen, der konnektoren omfatter en understøttelse i hvilket de sylindriske, rørformede ledere blir holdt i det vesentlige parallelt med hverandre, en brakett som har motstående ben montert på bærestrukturen, og universelle fjærer som forbinder understøttelsen til bærestrukturen, for derved å tillate relativ bevegelse mellom braketten til konnektoren og bærestrukturen.

Bruken av de rørformede ledere vil være mindre kostbare enn flate skinneledere og vil ha et økt konveksjons- og strålningsoverflateareal hvilket vil øke antall ampere pr. kvadrattomme for materialet benyttet i de rørformede ledere. De rørformede ledere vil tilveiebringe elektrisk ledning langs disse og omfatter fortrinnsvis en aluminiumslegering eller et koppermateriale med høy konduktivitet.

Isolasjonen rundt de rørformede ledere kan bestå av et hvilket som helst egnet isolasjonsmateriale, slik som for eksempel isolasjonstape viklet rundt lederne og vil fortrinnsvis bestå av et isolasjonsrør ført over lederne. Dette rør kan være krympepasset på lederen. Isolasjonen tilveiebringer beskyttelse mot elektrisk sjokk, noe som tillater at flerfase samleskinnemonteringsstrukturen ifølge foreliggende oppfinnelse kan benyttes som en åpen skinne, dersom dette er anvendbart.

Ved at samleskinnemonteringsstrukturen har en endedel av de rørformede ledere fast forbundet til bærestrukturen og den andre endedel av de rørformede ledere fleksibelt forbundet til bærestrukturen, vil de rørformede ledere kunne bevege seg på en forutbestemt måte i forhold til bærestrukturen. Denne relative bevegelse vil redusere risikoen for at flerfase samleskirmemontermgsstrukturen løsner fra bærestrukturen på grunn av vibrasjoner eller andre bevegelser som måtte oppstå i bærestrukturen. Foreliggende oppfinnelse kan anvendes i for eksempel vindtårnturbin fremstilt av flere tårnseksjoner. Disse tårnseksjoner kan for eksempel ha en lengde på 20 fot (6,1 meter). Over en 20 fots (6,1 meter) tårnseksjon kan det oppstå en relativ bevegelse på opp til fire tommer (10,2 cm), og den fleksibelt forbundne ende av samleskinnemonterings strukturen i en tårnstøtteseksjon vil vanligvis være forbundet med den fast forbundne ende til en annen samleskinnemonteringsstruktur i en tilliggende tåmbærestruktur. Den fleksible forbindelse vil kompenseres for bærestrukturbevegelse og reduserer risikoen for at lederne løsner fra deres understøttelse og fra bærestrukturen.

Den første konnektor kan omfatte en første understøttelse der de sylindriske, rørformede ledere holdes i det vesentlige parallelle med hverandre, og den andre konnektor kan omfatte en andre understøttelse, der de sylindriske, rørformede ledere holdes i det vesentlige parallelle med hverandre. Disse understøttelser vil fastholde posisjonene til de rørformede ledere i forhold til hverandre og vil motstå effekter av kortslutningskrefter som vil forsøke å bevege de sylindriske, rørformede ledere bort fra hverandre.

I en utførelsesform vil den første konnektor videre omfatte en første brakett til hvilken den første understøttelse er fast montert. Den første brakett har motstående ben fast montert til bærestrukturen. Den andre konnektor omfatter videre en andre brakett til hvilken den andre understøttelse er fleksibelt montert. Den andre brakett omfatter også motstående ben montert på bærestrukturen.

I en annen utførelsesform omfatter flerfase samleskinnemontermgsstrukturen gjengede stangfestemidler som går inn i den første understøttelse og gjennom den første brakett. Andre gjengede stangfestemidler vil gå inn i den andre understøttelse og gjennom den andre brakett. Et elastisk rør omslutter en del av hver av de andre stangfestemidler og passerer gjennom den andre brakett til den andre understøttelse. De andre festemidler er gjengemessig forbundet med en andre understøttelse for å sikre det elastiske rør i forhold til den andre brakett og den andre understøttelse.

I en annen utførelse som omfatter den andre konnektor et par universalfjærer som hver vil forbinde den andre understøttelse med bærestrukturen. Universalfjærene er fortrinnsvis U-formede fjærer hver med ett ben forbundet med den andre understøttelse og det andre ben forbundet med bærestrukturen.

I en annen utførelsesform vil lederne være posisjonert i et romlig forhold som omfatter en likesidet trekant. Dette vil redusere effekten av magnetiske felter for hver av fasene til de sylindriske, rørformede ledere og eliminere behovet for kryssforbindelser mellom de sylindriske, rørformede ledere i tilliggende seksjoner.

Ifølge ett aspekt er det tilveiebrakt en flerfase samleskinnemontermgsstruktur for montering til en bærestruktur. Flerfase samleskirmemonteringsstrukturen omfatter flere sylindriske, rørformede ledere innrettet i det vesentlige parallelt med hverandre. Hver av de rørformede ledere omfatter første og andre motstående endedeler tilpasset forbindelse med ledere i andre flerfase samleskinnemonteringsstrukturer. Isolasjonen vil omslutte hver av de rørformede ledere. Monteringsstrukturen omfatter en konnektor for fleksibel montering av de sylindriske, rørformede ledere til bærestrukturen.

Foreliggende oppfinnelse angår også en klemmestruktur for understøttelse av minst tre sylindriske, rørformede ledere i en flerfase samleskinnemontermgsstruktur innrettet i det vesentlige parallelt med hverandre og i forhold til en bærestruktur. Klemmestrukturen omfatter en baseelementdel, en klemmeelementdel og forbindelses-midler. Baseelementdelen er tilpasset montering til bærestrukturen. Baseelementdelen omfatter en første kjeveoverflate med minst tre krummede basisdeler og en av lederne er plassert i hver av disse. Klemrneelementdelen omfatter en andre kjeveoverflatedel med minst tre krummede deler tilpasset og stilt på linje med de tre krummede basisdeler og vil delvis omslutte hver av lederne. Forbindelsesmidlene vil forbinde klemelementdelen med basiselementdelen for å trekke klemelementdelen mot basiselementdelen og å sikre de rørformede ledere mellom basiselementdelen og klemelementdelen i et hovedsakelig parallelt arrangement.

I en utførelsesform vil baseelementdelen være fastgjort til en brakett som er montert til en bærestruktur.

For en bedre forståelse av trekkene ved foreliggende oppfinnelse kan det eksempelvis refereres til de vedlagte diagrammatiske tegninger, der

fig. 1 er et perspektivriss av flerfase samleskinnemontermgsstrukturen ifølge foreliggende oppfinnelse;

fig. 2 er et perspektivriss som viser den fleksible forbindelse for samleskinnemonterings strukturen;

fig. 3 er et frontriss av en del av strukturen vist på fig. 2;

fig. 3a er et forstørret riss av en del på fig. 3;

fig. 4 er et perspektivriss av klemmestrukturen ifølge foreliggende oppfinnelse; og

fig. 5 er et frontriss av klermnestrukturen ifølge foreliggende oppfinnelse.

Foreliggende oppfinnelse angår en flerfase samleskinnemontermgsstruktur egnet for bruk i situasjoner der samleskinnemontermgsstrukturen utsettes for vibrasjoner med stor amplitude og bevegelse i bærestrukturen for samleskinnemonteringsstrukturen.

Det refereres til figurene 1 og 2 der det er vist en flerfase samleskinne

montermgsstruktur 10 som er egnet for transport av energi fra en generator i en vindturbin. Samleskinnemontermgsstrukturen 10 er vist omfattende to sett av tre flerfase, sylindriske, rørformede ledere 12 hver innrettet hovedsakelig parallelt med hverandre i et romlig forhold i form av en likesidet trekant. Et isolasjonsrør 14 omslutter hver av de rørformede ledere 12. Det skal forstås at det er vist to sett av tre rørformede ledere som representerer to flerfaseskinner som løper ved siden av hverandre. I alternative utførelsesformer kan det anvendes bare ett sett av flerfase rørformede ledere eller flere enn to sett av flerfase rørformede ledere kan benyttes. Antallet sett av ledere vil avhenge av anvendelsen.

De rørformede ledere 12 holdes av understøttelsene 16, 17, 18, 19 og 20 i et romlig forhold i form av en likesidet trekant. Understøttelsen 16 utgjør en del av en første konnektor 22 for fast montering av de rørformede ledere 12 tilliggende første endedeler 24 av de rørformede ledere 12 til bærestrukturen 26. Bærestrukturen 26 kan bestå av en ramme, en vegg eller et segment av et vindturbintårn.

Den første konnektor 22 omfatter også en første brakett 30 med åpninger (ikke vist) gjennom hvilken gjengende stangfestemidler 50 kan passere. Festemidlene 50 går inn i og kontakter gjengede spor i understøttelsen 16. Braketten 30 omfatter første motstående del 34. Bena 34 omfatter åpninger gjennom hvilke festemidler 38 kan passere for på fast måte å sikre den første konnektor 22 i et fast forhold med bærestrukturen 26.

Den sentralt plasserte understøttelse 18 og endeunderstøttelsene 17 og 19 er flytende understøttelser i den forstand at de ikke er forbundet med bærestrukturen 26. Understøttelsene 17, 18 og 20 benyttes ved forholdsvis lange strekk av ledere 12 for å opprettholde det romlige forhold mellom hver av lederne 12.

Som best kan ses på figurene 2, 3 og 3a, vil understøttelsen 20 utgjøre en del av en andre konnektor 60 som på fleksibel måte vil montere de sylindriske, rørformede ledere 12 tilliggende andre endedeler 25 til bærestrukturen 26. Den fleksible forbindelse er tilveiebrakt gjennom to trekk som individuelt eller i kombinasjon kan tilveiebringe den fleksible forbindelse.

Den fleksible forbindelse tilveiebrakt ved det første trekk kan best ses i figurene 3 og 3a. Den andre brakett 62 omfatter åpninger 64 gjennom hvilke andre gjengede stangfestemidler 66 kan passere for så å gå inn i den andre understøttelse 20. Et elastisk rør 68 passerer gjennom brakettåpningen 64 og omslutter en del av hver av de andre stangfestemidler 66 tilliggende åpningene 64 i den andre brakett 62. De gjengede stangfestemidler 66 vil gjengemessig kontakte understøttelsen 20 for å sikre det elastiske rør 68 i forhold til den andre brakett 62 og den andre understøttelse 20. Hodet 73 på festemiddelet 66 kontakter låsemuttere 71 og skiven 69 for således å låse festemiddelet 66 på plass. Det skal forstås at de gjengede festemidler alternativt kan omfatte stenger som passerer fullstendig gjennom understøttelsen og som omfatter gjengede ender på hvilke muttere kan sikres. Ved dette alternativ er det ikke nødvendig at understøttelsen 20 omfatter et gjenget spor. Det elastiske rør 68 tillater en klaring mellom understøttelsen 20 og den andre brakett 62 i den andre konnektor 60 for derved å tilveiebringe en fleksibel forbindelse.

Som best kan ses på fig. 2 vil det andre trekk som tilveiebringer den fleksible forbindelse omfatte et par universalfjærer i form av to U-formede fjærer 70. Hver av de U-formede fjærer 70 omfatter motstående ben 72 og 74. De motstående ben 72 og 74 omfatter en konnektordel 78 henholdsvis 80. Konnektordelen 78 er forbundet ved festemidler (ikke vist) gjennom en åpning 84 i den andre brakett 62. Konnektordelen 80 er ved egnede festemidler (ikke vist) forbundet med bærestrukturen 26. Universalfjærene 70 tillater en relativ bevegelse mellom den andre brakett 62 i den andre konnektor 60 og bærestrukturen 26.

For videre å isolere de rørformede ledere 12 fra understøttelsene 16, 18 og 20, er de rørformede ledere 12 utstyrt med en ytterligere hylseisolasjon 86 (se fig. 2) som omslutter de rørformede ledere 12 tilliggende understøttelsen 16, 17, 18, 19 og 20.

Understøttelsene 16, 17, 18, 19 og 20 er vist idet de understøtter to sett av tre sylindriske, rørformede ledere 12. Hver av understøttelsene 16, 17, 18, 19 og 20 er fremstilt i form av en klemmestruktur 100 som nå vil bli beskrevet med referanse til figurene 4 og 5. Understøttelsene 16, 17, 18, 19 og 20 er i denne utførelsesform vist idet de understøtter ett sett av tre sylindriske, rørformede ledere 12. Formålet med klemmestrukturen 100 ifølge den illustrerte utførelsesform er å positivt kunne posisjonere og sikre de sylindriske, rørformede ledere 12 i den viste trekantformede, romlige konfigurasjon. Ved å opprettholde den relative avstand mellom lederen 12 forhindres disse fra å bevege seg ved en kortslutningsbetingelse. Klemmestrukturen 100 omfatter en baseelementdel 102, en klemmeelementdel 104 og konnektorer 106.

Baseelementdelen 102 er tilpasset montering til bærestrukturen 26. I den viste utførelsesform er baseelementdelen 102 forbundet med en korresponderende brakett 30, 62 som i sin tur respektivt på fast eller fleksibel måte er forbundet med bærestrukturen 26. Baseelementdelen 102 omfatter en første kjeveoverflate 108 med tre krummede basedeler 111 og en av lederne 22 er plassert i hver av disse.

Klemmeelementdelen 104 omfatter en andre kjeveoverflatedel 120 med tre krummede deler 122 tilpasset for å kunne settes på linje med de tre krummede basedeler 111, for således å delvis kunne omslutte hver av lederne 12. Konnektorene 106 består av gjengede stangfestemidler som passerer gjennom sporene 130 i klemmeelementdelen 104 og vil gjengemessig kontakte de gjengede spor 131 i baseelementdelen 102. Konnektorene 106 trekkes til eller roteres for å trekke klemmeelementdelen 104 tett mot baseelementdelen 102 for således å presse de rørformede ledere 12 mellom disse. Delen 111 i den første kjeveoverflate 108 tilveiebringer en sentral, hevet sokkel 150 som vil holde atskilt en av delene 111 fra de to sidedelene 111. Klemmeelementdelen 104 omfatter en sentral del 122 som er mer nedfelt enn de to tilliggende deler 122.

Claims (6)

1. En flerfase samleskirmemonteringsstruktur (10) for montering til en bærestruktur (26), der den flerfasede samleskinnemontermgsstruktur (10) omfatter: en flerhet av sylindriske, rørformede ledere (12) hovedsakelig arrangert parallelt med hverandre, og der hver av de rørformede ledere (12) omfattende første og andre motstående endepartier (24,25) er tilpasset for forbindelse med lederne (12) til andre flerfasede samleskirmemontermgsstrukturer; isolasjon (14) som omgir hver av de rørformede ledere (12); og en konnektor (60) for fleksibel montering av sylindriske rørformede ledere (12) til bærestrukturen (26), der konnektoren (60) omfatter en understøttelse (20) i hvilket de sylindriske, rørformede ledere (12) blir holdt i det vesentlige parallelt med hverandre, en brakett (62) som har motstående ben (72, 74) montert på bærestrukturen (26), og universelle fjærer (70) som forbinder understøttelsen (20) til bærestrukturen (26), for derved å tillate relativ bevegelse mellom braketten til konnektoren (60) og bærestrukturen (26).

2. Flerfase samleskinnemontermgsstruktur (10) ifølge krav 1, der de universelle fjærer (70) omfatter et par U-formede fjærer som hver har et ben derav koblet til understøttelsen (20) og det andre benet derav koplet til bærestrukturen (26).

3. Flerfase samleskinnemontermgsstruktur ifølge et av kravene 1 eller 2, der en ytterligere konnektor (22) er anbrakt for fast montering av de sylindriske, rørformede ledere (12) tilliggende de første endepartier (24) av denne til bærestrukturen (26) for å forhindre relativ bevegelse mellom den ytterligere konnektor (22), og bærestrukturen (26), og konnektoren (60) for fleksibel montering av de sylindriske, rørformede ledere (12) til bærestrukturen (26) som er plassert nær de andre endepartier (25) av de sylindriske, rørformede ledere (12).

4. Flerfase samleskinnemontermgsstruktur ifølge krav 3, der den ytterligere konnektor (22) omfatter en første understøttelse (16) i hvilke de sylindriske, rørformede ledere (12) holdes i hovedsaken parallelt med hverandre.

5. Flerfase samleskirmemontermgsstruktur (10) ifølge krav 4, der den ytterligere konnektor (22) videre omfatter en første brakett (30) som den første understøttelse (16) er fast montert til, der den første brakett (30) har motstående ben (34) som er fast montert på bærestrukturen (26).

6. Flerfase samleskinnemontermgsstruktur (10) ifølge hvilke som helst foregående krav, videre omfattende gjengede stangfestemidler (66) som passerer gjennom understøttelsen (20) og braketten (62), et fleksibelt rør (68) som omgir en del av hver av stangfestemidlene (66) og passerer gjennom braketten (62) til understøttelsen (20), og de gjengede stangfestemidler (66) som fester det fleksible rør (68) i forhold til braketten (62) og understøttelsen (20).