一种电缆固定装置以及风力发电机组的制作方法

本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种电缆固定装置以及风力发电机组。

背景技术：

在风力发电机组的电力系统中，高压动力电缆应用于机组网侧输电系统中的变压器与高压环网柜之间，用于电能传输。机组中高压动力电缆及低压信号电缆、电源电缆需要穿过机舱内平台，实现电缆可靠固定及平台有效密封，并经由塔筒各层平台在塔筒下部马鞍平台处固定，实现电缆固定及扭揽过程。

目前已有风力发电机组的设计结构中，为满足动力电缆通过平台的要求，多采用密封模块组件结合电缆网兜的设计形式实现电缆束的密封固定，主要目的是减小电缆过孔磨损及固定电缆防止下滑。针对电缆在平台过孔处的防磨损保护措施多采用电缆护圈或者防磨损套管等解决措施。

但是，申请人发现，上述设计方案，无法满足多种功能需求，结构设计及加工成本高，对结构安装要求更高。此外，密封模块不能承受过大电缆竖直重力，密封模块受到下部扭缆段电缆重力影响，易出现密封模块滑脱及电缆下滑。而电缆上的固定网兜因受到电缆扭揽摆动力影响，易出现网兜松脱失效，网兜卸扣松脱掉落现场。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种电缆固定装置以及风力发电机组，可以解决传统动力电缆固定结构中的多种失效问题，同时满足大直径高压电缆结构固定的可靠性，密封性等多种功能需求，满足机组对高压电缆夹紧防下滑的严格要求，并满足高压电缆敷设吊装过程中的结构安装及施工操作要求。

为了解决上述问题，本发明实施例主要提供如下技术方案：

在第一方面中，本发明实施例提供了一种电缆固定装置，包括：第一固定组件以及支撑件，其中，

所述第一固定组件具有使得第一电缆穿过的第一通孔；

所述支撑件设置在所述第一固定组件的底部，支撑所述第一固定组件，以配合所述第一固定组件固定所述第一电缆。

可选地，所述第一固定组件包括：固定件，所述固定件包括至少两个第一分瓣件，所述第一分瓣件彼此拼接成圆形结构，且拼接后的所述第一分瓣件的内壁形成所述第一通孔；

所述第一分瓣件的底部沿周向方向上设置有斜面突起，所述第一分瓣件的顶部设置有至少一个第一安装孔。

可选地，在相邻两个所述第一分瓣件之间设置第一密封件，用于对相邻两个所述第一分瓣件之间的间隙进行密封；并且

在所述第一分瓣件的内壁上设置有第一防滑层。

可选地，所述支撑件包括多个第二分瓣件，所述第二分瓣件彼此拼接，且所述第二分瓣件的内壁形成第二通孔；

每个所述第二分瓣件的顶部设置有与所述斜面突起相匹配的斜面凹槽，在与所述第一安装孔对应位置处设置有第二安装孔。

可选地，在相邻两个所述第二分瓣件之间设置第二密封件，用于对相邻两个所述第二分瓣件之间的间隙进行密封；并且

在所述第二分瓣件的内壁上设置有第二防滑层。

可选地，所述第一固定组件还包括多个固定螺栓；并且

在所述第一安装孔内设置有螺纹结构，当拧紧所述固定螺栓时，通过所述螺母与所述固定螺栓的配合，使所述斜面突起向所述斜面凹槽移动，固定所述第一电缆。

可选地，在所述第一分瓣件的顶部上设置压紧垫板，当拧紧所述固定螺栓时，通过所述压紧垫板与所述固定螺栓的配合，使所述斜面突起向所述斜面凹槽移动，固定所述第一电缆。

可选地，所述电缆固定装置还包括：多个用于固定第二电缆的第二固定组件，所述第二固定组件设置在所述第一固定组件的顶部；或者，

设置在所述第一固定组件的两侧。

可选地，当所述第二固定组件设置在所述第一固定组件的顶部时，所述第一固定组件还包括：圆形壳体，其中，所述固定件设置在所述圆形壳体内，并且所述第二固定组件设置在所述圆形壳体的顶部。

可选地，所述第二固定组件包括：框体、压紧板、多个第二电缆固定孔、紧固件，其中，所述压紧板和所述第二电缆固定孔设置在所述框体内，所述压紧板通过所述紧固件调节由所述压紧板施加在所述第二电缆固定孔上的第二电缆径向压紧力。

可选地，当所述第二固定组件设置在所述第一固定组件的顶部时，所述第二固定组件的数量为三个且围绕在所述第一通孔的周围，所述第二固定组件之间的距离相同；或者

当所述第二固定组件设置在所述第一固定组件的两侧时，所述第二固定组件的数量为两个且与所述第一固定组件设置在同一平面上。

在第二方面中，本发明实施例公开了一种风力发电机组，包括机舱，还包括：第一方面所述的电缆固定装置，所述电缆固定装置设置在所述机舱的平台上。

借由上述技术方案，本发明实施例提供的技术方案至少具有下列优点：

由于本发明实施例的电缆固定装置包括用于固定第一电缆(例如，高压电缆)的第一固定组件以及支撑件，其中，支撑件设置在第一固定组件的底部，在支撑第一固定组件同时，还能够以配合第一固定组件固定第一电缆，可以实现电缆夹紧固定防下滑；能够满足大直径高压电缆结构固定的可靠性，密封性等多种功能需求，并能够满足高压电缆敷设吊装过程中的结构安装及施工操作要求。

上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明实施例的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文可选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出可选实施方式的目的，而并不认为是对本发明实施例的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的电缆固定装置的第一实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的电缆固定装置的第一实施例的剖面图；

图3为第一实施例的固定件的结构示意图；

图4为第一实施例的支撑件的结构示意图；

图5为本发明实施例的第二固定组件的立体图；

图6为本发明实施例的电缆固定装置的第一实施例的俯视图；

图7为本发明实施例的电缆固定装置的第一实施例的结构分解图；

图8为本发明实施例的电缆固定装置的第二实施例的结构示意图；

图9为本发明实施例的电缆固定装置的第二实施例的立体图；

图10为本发明实施例的电缆固定装置的第二实施例的剖视图；

图11为本发明实施例的电缆固定装置的第二实施例的底面视图；

图12为本发明实施例的电缆固定装置的第三实施例的结构示意图；

图13为本发明实施例的电缆固定装置的第三实施例的立体图；

图14为本发明实施例的电缆固定装置的第三实施例的剖视图；

图15为本发明第三实施例的固定件的结构示意图；

图16为本发明实施例的电缆固定装置的使用状态参考图。

附图标记介绍如下：

1-第一固定组件；2-支撑件；3-第一电缆；4-第一通孔；5-第二固定组件；51-框体；52-压紧板；53-第二电缆固定孔；54-螺栓；55-第二螺母；56-安装板；

6-第二电缆；7-固定螺栓；8-第一螺母；9-固定板；10-扣挂孔；11-圆形壳体；12-固定件；13-平台；14-加强筋；15-电缆固定夹；121-第一分瓣件；122-第一安装孔；123-第一密封件；124-第一防滑层；125-凹陷部；211-第二分瓣件；212-第二通孔；213-第二安装孔；214-第二密封件；215-第二防滑层。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

下面首先介绍一下本发明涉及的技术术语。

高压电缆是电力电缆的一种，是指用于传输1千伏-1000千伏之间的电力电缆，应用于电力传输和分配。在本实施例中，高压电缆用于传输35千伏的电压。

低压电缆是指用于传输0.6千伏-1千伏之间的电力电缆，其用于连接低压电源和设备，向相关设备提供电能。

图1和图2分别示出了本发明实施例的电缆固定装置的第一实施例的结构示意图和剖面图。如图1和图2所示，该电缆固定装置，包括：第一固定组件1以及支撑件2，其中，第一固定组件1具有使得第一电缆3穿过的第一通孔4；支撑件2设置在第一固定组件1的底部，支撑第一固定组件1，以配合第一固定组件1固定第一电缆3。

由于本发明实施例的电缆固定装置包括用于固定第一电缆(例如，高压电缆)的第一固定组件以及支撑件，其中，支撑件设置在第一固定组件的底部，在支撑第一固定组件同时，还能够以配合第一固定组件固定第一电缆，可以实现电缆夹紧固定防下滑；能够满足大直径高压电缆结构固定的可靠性，密封性等多种功能需求，并能够满足高压电缆敷设吊装过程中的结构安装及施工操作要求。

以下列出多个实施例对本发明申请的电缆固定装置进行详细描述：

第一实施例：

图3示出了固定件12的结构示意图。如图3所示，在本实施例中，固定件12包括至少两个第一分瓣件121，至少两个第一分瓣件121彼此拼接成圆形结构，且第一分瓣件121拼接成圆形后，其内壁在圆心位置形成第一通孔4。每个第一分瓣件121的底部沿周向方向上设置有斜面突起，每个第一分瓣件121的顶部设置有至少一个第一安装孔122。

可选地，如图3所示，在相邻两个第一分瓣件121相对的侧壁上设置第一密封件123，用于对相邻两个第一分瓣件121之间的间隙进行密封。并且，在第一分瓣件121的内壁上设置有第一防滑层124，第一防滑层124的设置能够更好的实现电缆夹紧固定防下滑。

具体地，第一密封件123可以满足圆周方向的紧密连接，这是因为由于第一电缆3的重力作用，会对接触的第一分瓣件121之间产生力，带动第一分瓣件121向中间紧凑，实现对第一电缆3的固定。因此，在对第一分瓣件121压紧后，相当于第一分瓣件121向中心聚拢，压紧第一密封件123，起到密封的作用。

相对地，图4示出了支撑件2的结构示意图。如图4所示，支撑件2包括与第一分瓣件121相配合的至少两个第二分瓣件211，至少两个第二分瓣件211彼此拼接，且第二分瓣件211拼接后的内壁形成第二通孔212。每个第二分瓣件211的顶部设置有与第一分瓣件121的底部的斜面突起相匹配的斜面凹槽，在与第一安装孔122对应位置处设置有第二安装孔213。

在本实施例中，第一固定组件1和支撑件2均为分瓣式结构，便于轴向定位对正，不会偏斜难找正。此外，分瓣式结构的设计，使得第一固定组件1和支撑件2的压紧程度更加易于调整，且作用在第一电缆3上的压紧力均匀，电缆夹持固定可靠。

可选地，如图4所示，在相邻两个第二分瓣件211之间设置第二密封件214，用于对相邻两个第二分瓣件211之间的间隙进行密封。可以在第二分瓣件211的内壁上设置有第二防滑层215。类似地，第二密封件214可以满足圆周方向的紧密连接，可以在分瓣部分沿其竖直方向上受到作用力，实现分瓣结构间隙变小，通过第二通孔212夹紧第一电缆3。因此，在使用时，可以先将支撑件2的每个第二分瓣件211的外周侧固定在固定平台上，例如，可以通过该平台对每个第二分瓣件211施加沿第二通孔212中心处的夹紧力，实现分瓣部分沿圆周方向的紧密连接，通过第二分瓣件211夹紧第一电缆3，随后通过例如螺栓和螺母的配合将第一分瓣件121向中心聚拢，实现对第一电缆3的夹紧。

如图5至图7所示，在本实施例中，电缆固定装置可以包括多个第二固定组件5，设置在对应于第一通孔4的预设位置，用于固定第二电缆6(例如：低压电缆)。如图5所示，本实施例中的第二固定组件包括框体51、压紧板52、多个第二电缆固定孔53、紧固件(螺栓54、第二螺母55)，其中，多个第二电缆固定孔53具有不同的直径，能够适用于不同直径的第二电缆。压紧板52和多个第二电缆固定孔53设置在框体51内，压紧板52通过螺栓54和第二螺母55调节由压紧板52施加在第二电缆固定孔53上的第二电缆径向压紧力，改变第二电缆固定孔53对第二电缆的夹紧程度。因此，在本实施例中，第二电缆固定孔53由例如橡胶等弹性材料制成。

该第二固定组件5还包括安装板56，该安装板56设置在框体51的底部，用于将第二固定组件5固定在合适的预设位置处，例如，可固定在圆形壳体11上。框体51采用钣金拼焊方式制造而成。但是，对于本领域技术人员而言，也可以使用其他合适的制造方法。本实施例的第二固定组件结构简单，加工成本低，加工精度可控。第二电缆固定孔53安装工艺性能优良，现场操作容易。通过压紧板52挤压第二电缆固定孔53的方式能够保留足够电缆密封模块预留，适用于样机阶段不同测试电缆的临时固定。

继续参考图6至图7，第二固定组件5设置在第一固定组件1的顶部。第一固定组件1还包括：圆形壳体11，并且第二固定组件5设置在圆形壳体11的顶部。当第二固定组件5设置在第一固定组件1的顶部时，第二固定组件5的数量可以为三个且围绕在第一电缆3的圆周周围，第二固定组件5之间的距离相同，即，相邻两个第二固定组件5至第一电缆3圆形的夹角为120度，通过与本实施例的第二固定组件5一起使用，使得本发明实施例的电缆固定装置适用于不同尺寸的第二电缆。在使用时，第二固定组件5固定在圆形壳体11上，同时圆形壳体11固定在例如风力发电机组内的平台上，圆形壳体11的内部为中空结构，从而满足在有效支撑固定的前提下，减少圆形壳体11的用料，降低制造成本。同时，在圆形壳体11的内部对应的固定支撑件2的平台所在平面，可预留有供第二电缆6穿过进入塔筒内部的自由空间，即可以将固定平台与支撑件2之间的支撑件设置为支撑梁结构，这样可以在固定平台与圆形壳体11对应的圆形平面上形成三个方向的支撑梁，且在均分圆周角度的位置设置，且相邻两个支撑梁之间成自由空间，方便第二电缆通过自由空间进入塔筒内部。

可选地，如图6和图7所示，第一固定组件1还包括多个固定螺栓7。在第一安装孔122内设置有例如第一螺母8的螺纹结构，先将支撑件2固定在固定平台上，将第一电缆3穿过第一通孔4和第二通孔212，并通过第二分瓣件211夹紧第一电缆3，当拧紧固定螺栓7时，通过第一螺母8与固定螺栓7的配合，使得第一分瓣件121因受到固定螺栓7作用在第一分瓣件121竖直向下的作用力沿斜面突起与斜面凹槽配合的方向移动，使第一通孔4更加紧凑，进而固定第一电缆3。另外，当设置有圆形壳体11时，为了便于实现上述对第一电缆3的固定操作，圆形壳体11上还设置有长条形状的通孔，固定螺栓7从圆形壳体11的顶部穿过经过第一、第二通孔，使得同一电缆固定装置能够适用于不同直径的第一电缆3。

当然，在另一个实施例中，在固定件的顶部上还可以设置压紧垫板，即在拼接后的第一分瓣件121所形成的圆形平面上设置与该圆形平面结构相同的压紧垫板，该压紧垫板设置在圆形壳体11与第一分瓣件121之间的空间内，并由固定螺栓7从圆形壳体11的通孔穿过并顶在压紧垫板上。当拧紧固定螺栓时，通过压紧垫板与固定螺栓的配合，即压紧垫板受到固定螺栓竖直向下的压紧力，通过压紧垫板传递至第一分瓣件121，使得第一分瓣件121沿斜面突起与斜面凹槽配合的方向移动，使第一通孔4更加紧凑，进而固定第一电缆3。当然，该压紧垫板可以设置成整体的圆形结构，或者与第一分瓣件121相对应的分瓣结构，这里不做限制。

第二实施例：

与第一实施例不同的是，图8至图10示出了本发明实施例的电缆固定装置的第二实施例。如图8至图10所示，第二固定组件5设置在固定件12的两侧，其中，可选地，当第二固定组件5设置在第一固定组件1的两侧时，第二固定组件5的数量为两个且与支撑件2设置在同一平面上。

针对固定件12和支撑件2，在批量生产本发明实施例的电缆固定装置时，可以选择注塑加工的方式，满足高压电缆可靠夹紧要求，结构重量更轻，批量加工能够节省加工材料及加工成本。基于上述原理，如图8至图10所示，在电缆固定装置的第二实施例中，固定件12和支撑件2也均为分瓣式结构，固定件12和支撑件2的分瓣件的数量均为两个。因此，与第一实施例不同的是，在第二实施例中，两个支撑件2能够彼此沿同一水平面相对设置，从而拼接成矩形结构。在第二实施例中的第一电缆3的固定方式与第一实施例中的第一电缆3的固定方式类似，在此不再重复赘述。另外，如图8所示，两个支撑件2沿同一水平面拼接时，可以在其接触的两端设置连接部，通过螺栓进一步固定连接并稳固该固定装置。

如图9所示，第二实施例中的支撑件2为镂空结构，同时按照尼龙注塑模型制造而成，相比实体模型，注塑模型强度满足固定要求，重量更轻，节省加工材料及加工成本。与第一实施例类似，如图10所示，在第二实施例中的固定部12和支撑件2也同样具有斜面突起和斜面凹槽，当拧紧固定螺栓(图中未示出)时，可以通过第一电缆3的重力作用，对第一分瓣件121之间产生力，带动固定部12的第一分瓣件向中间紧凑，实现对第一电缆的固定，并通过固定螺栓和螺母进行固定。在本实施例中，支撑件2和固定部12均为镂空形结构。但是，对于本领域技术人员而言，也可以使用其他合适的结构制成支撑件2和固定部12。

另外，在本实施例中，电缆固定装置安装在固定板9上，在固定板的底部设置有用于电缆网兜拆卸的扣挂孔10，可以满足第一电缆吊装敷设过程中，临时悬挂使用。并且，在固定板9的底部还设置加强筋14，用于度增加支撑强度。

第三实施例：

图12至图15示出了本发明实施例的电缆固定装置的第三实施例。与第二实施例不同的是不需要开模具注塑，加工成本低，加工成本可控。基于上述原理，在第三实施例中，固定件12和支撑件2也均为分瓣式结构，固定件12和支撑件2的分瓣件的数量均为两个。因此，与第二实施例类似的是，在第三实施例中，两个支撑件2能够彼此沿同一水平面相对设置，从而拼接成矩形结构。在第三实施例中的第一电缆3的固定方式与第二实施例中的第一电缆3的固定方式类似，在此不再重复赘述。

如图15所示，在本实施例中，第一安装孔122为长条形状。在使用时，当固定螺栓插到第一安装孔122中，因固定螺栓在竖直方向上对固定件12施加作用力，使得固定件12向中心聚拢，固定螺栓会产生相对位移，因此，长条形状的第一安装孔122在本实施例中起到了对固定件12进行限位的作用，使得在插入固定螺栓后，固定件12依然可以在一定距离内进行位移。

固定件12的中间位置的第一安装孔122处设置有凹陷部125。当固定件12固定在支撑件2上后，凹陷部125能够与设置在支撑件2上的突出部(图中未示出)接合，从而起到沿周向方向限位的作用。

与第二实施例类似，第一固定组件还包括多个固定螺栓。在第一安装孔内设置有螺母，当拧紧固定螺栓时，通过螺母与固定螺栓的配合，使斜面突起向斜面凹槽移动(即凹陷部与突出部相配合的方向向中心聚拢)，固定第一电缆。当然，在另一个实施例中，在固定件12的顶部上设置压紧垫板，当拧紧固定螺栓7时，通过压紧垫板与固定螺栓7的配合，使斜面突起向斜面凹槽移动，固定第一电缆3。

与第二实施例的电缆固定装置类似，在本实施例中，电缆固定装置也可以安装在固定板9上，在固定板的底部设置有用于电缆网兜拆卸的扣挂孔10，可以满足第一电缆吊装敷设过程中，临时悬挂使用。并且，在固定板9的底部还设置加强筋，用于增加支撑强度。

针对第二实施例的电缆固定装置和第三实施例的电缆固定装置，所有实例所涉及的结构优化方面的差异点，均在专利保护范围内。

基于同一发明构思，在第二方面中，本发明实施例公开了一种风力发电机组，其包括机舱。进一步地，如图16所示，该风力发电机组还包括：第一方面的电缆固定装置，电缆固定装置设置在机舱的平台13上。

为了满足高压电缆的性能特点，本发明实施例的电缆固定装置充分考虑机组对电缆夹紧固定防下滑的严格要求，可以同时实现电缆夹紧固定防下滑，也可以满足机组对电缆固定装置与平台13之间的密封要求，且该电缆固定装置能够实现高低压电缆合理过孔结构设计，防止电缆过孔磨损，可以实现电缆多种功能要求，大大降低结构设计及加工成本。

本发明实施例的电缆固定装置固定安装在机舱内平台13的中部位置，电缆固定装置需同时承受下段扭揽电缆及止扭结构的重量，实现偏航扭缆时电缆扭缆提升动态工况。密封件123，214为满足整机通风系统密封性需求，在穿过平台向塔筒下部敷设时实现第一电缆和第二电缆同时有效固定密封。

以下具体描述本发明实施例的电缆固定装置的安装步骤：

首先，吊装敷设单根第一电缆(即，高压电缆)，第一线缆自塔底机组外部，利用升降机等提升设备，缓慢提升至100米以上高度机组顶部平台，然后第一电缆穿过内平台开孔，延伸至主平台下方的油浸式变压器(图中未示出)，与t型接头完成电缆对接。

然后，自油浸式变压器和t型接头开始，逐次开始利用电缆固定夹15进行第一电缆有效固定。本发明实施例的高压电缆防下滑型密封结构，安装在内平台上，在内平台以上所有的电缆固定夹均紧固完毕后，调整好平台13以上电缆余量后，开始进行本发明的密封结构安装。本发明中的两分瓣或者多分瓣似的固定结构，从多方向进行电缆的有效夹紧固定。

最后，第一电缆上下部固定夹紧完成后，再完成密封组件外部框架的固定与螺栓紧固。再将第二电缆插入到第二电缆固定孔内，通过压紧板压紧第二电缆固定孔，完成第二电缆的安装。

通常在安装本发明申请的电缆固定装置后，需要对其进行安全检测，确保电缆固定装置在实际使用时符合风力发电机组的实际要求，达到相应的有益效果。

具体地，将第一线缆和第二线缆通过电缆固定装置固定在平台13上；通过紧固第一固定组件，获得第一固定组件作用在第一线缆上的预紧力；根据预紧力，确定线缆固定装置固定第一线缆的长度；模拟风力发电机偏航情况并调节预紧力，确定出满足风力发电机偏航情况下的预紧力。

应用本发明实施例所获得的有益效果包括：

1、由于本发明实施例的电缆固定装置包括用于固定第一电缆(例如，高压电缆)的第一固定组件以及支撑件，其中，支撑件设置在第一固定组件的底部，在支撑第一固定组件同时，还能够以配合第一固定组件固定第一电缆，可以实现电缆夹紧固定防下滑；能够满足大直径高压电缆结构固定的可靠性，密封性等多种功能需求，并能够满足高压电缆敷设吊装过程中的结构安装及施工操作要求。

2、本发明实施例的电缆固定装置还可以设置第二固定组件，用于固定第二电缆(例如，低压电缆)，实现高低压电缆合理过孔结构设计，防止电缆过孔磨损。

3、本发明申请的电缆固定装置由于具有分瓣式的结构，便于安装，不影响高压电缆的敷设吊装过程，便捷性优势明显。后期高压电缆更换维护操作容易，大大降低现场施工作业时间，节省人工成本。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。