线缆止扭结构、扭缆保护装置及风力发电机组的制作方法

本申请涉及风力发电设备技术领域，具体而言，本申请涉及一种线缆止扭结构、扭缆保护装置及风力发电机组。

背景技术：

风力发电机组一般包括风轮、发电机、机舱以及塔筒，风轮与发电机连接，发电机设置于机舱内或固定于机舱外，机舱由偏航组件设置于塔筒上，机舱可相对塔筒旋转，以使风轮朝向合适的迎风角度。风力发电机组还包括由机舱引出经塔筒内部至地面的线缆，线缆会随着机舱的旋转而发生扭转或摆动，这容易造成线缆的损坏，以及线缆周围部件的损坏，尤其是对塔筒的线缆送出结构的磨损巨大。

技术实现要素：

本申请针对现有方式的缺点，提出一种线缆止扭结构、扭缆保护装置及风力发电机组，用以解决现有技术存在线缆随着机舱的旋转而发生扭转或摆动，造成线缆的损坏，以及线缆周围部件损坏的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种线缆止扭结构，包括：止扭内圈、止扭外圈和限位滑动组件；

止扭内圈具有第一限制件，第一限制件用于使风力发电机组的线缆束穿过止扭内圈，并限制线缆束，且使止扭内圈可随线缆束沿第一方向运动；

止扭外圈套设于止扭内圈外，止扭外圈用于固连风力发电机组的塔筒；

限位滑动组件包括相互滑动连接的滑件和导轨，滑件可沿导轨的轴向滑动，导轨的轴向与第一方向平行设置；滑件和导轨中的一个与止扭内圈固连，另一个与止扭外圈固连。

第二个方面，本申请实施例提供了一种扭缆保护装置，包括：如上述第一个方面提供的线缆止扭结构。

第三个方面，本申请实施例提供了一种风力发电机组，包括机舱组件、塔筒以及线缆束，包括：如上述第二个方面提供的扭缆保护装置。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：线缆止扭结构的止扭内圈的第一限制件对线缆束实施限制，使得止扭内圈可以与线缆束保持相对固定；止扭外圈与塔筒固连，为整个线缆止扭结构提供了止扭支撑；限位滑动组件禁止止扭内圈相对止扭外圈旋转，即对线缆束实现了有效止扭，减少线缆束与塔筒的线缆送出结构之间的磨损，同时限位滑动组件允许止扭内圈相对止扭外圈在第一方向运动，即为线缆止扭结构与机舱组件之间发生扭转的线缆束提供了轴向伸缩的空间，避免因止扭而造成阻止线缆束的正常伸缩形变，而被迫发拉伸或挤压变形、甚至断裂的负面影响，保证线缆束的安全。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种线缆止扭结构的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种线缆止扭结构的俯视示意图；

图3为本申请实施例提供的一种风力发电机组的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种线缆定位结构的俯视示意图；

图5为本申请实施例提供的一种线缆防撞结构的俯视示意图；

图6为本申请实施例提供的一种线缆支撑结构的俯视示意图；

图7为本申请实施例提供的一种风力发电机组中的线缆束在扭缆保护装置的作用下的运动趋势图，图中的箭头方向为线缆束在扭缆保护装置不同结构处的可运动趋势；

图中，

100-机舱组件；200-塔筒；300-线缆束；300a-线缆；400-吊缆结构；500-扭缆保护装置；600-支撑固定件；700-线缆送出结构；

510-线缆止扭结构；

511-止扭内圈；511a-第一限制件；511a1-第一限制单元；511b-第一控制线通孔；

512-止扭外圈；

513-限位滑动组件；513a-滑件；513b-导轨；

520-线缆定位结构；520a-第二限制件；520a1-第二限制单元；520b-第二控制线通孔；

530-线缆防撞结构；

531-防撞内圈；531a-第三限制件；531a1-第三限制单元；531b-第三控制线通孔；

532-防撞外圈；

540-线缆支撑结构；540a-第四限制件；540a1-第四限制单元；540b-第四控制线通孔。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、组件和/或它们的组。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

首先对本申请涉及的几个名词进行介绍和解释：

线缆：包括电缆、导线、光纤、钢丝绳等；

线缆束：由多股线缆组成；

第一方向：线缆束的轴向伸缩方向，或近似线缆束的轴向伸缩方向；

第二方向：线缆束的摆动方向，或近似线缆束的摆动方向；

旋转方向：线缆束沿自身轴向旋转的方向，或近似线缆束沿自身轴向旋转的方向。

本申请的发明人进行研究发现，风力发电机组由机舱组件引出经塔筒内部至地面的线缆束，会随着机舱组件的旋转而发生扭转或摆动，这容易造成线缆束的损坏，以及线缆束周围部件的损坏，尤其是对塔筒的线缆送出结构的磨损巨大。

本申请提供的线缆止扭结构、扭缆保护装置及风力发电机组，旨在解决现有技术的如上技术问题。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请实施例提供了一种线缆止扭结构510，该线缆止扭结构510的结构示意图如图1和图2所示，包括：止扭内圈511、止扭外圈512和限位滑动组件513；

止扭内圈511具有第一限制件511a，第一限制件511a用于使风力发电机组的线缆束300穿过止扭内圈511，并限制线缆束300，且使止扭内圈511可随线缆束300沿第一方向运动；

止扭外圈512套设于止扭内圈511外，止扭外圈512用于固连风力发电机组的塔筒200；

限位滑动组件513包括相互滑动连接的滑件513a和导轨513b，滑件513a可沿导轨513b的轴向滑动，导轨513b的轴向与第一方向平行设置；滑件513a和导轨513b中的一个与止扭内圈511固连，另一个与止扭外圈512固连。

在本实施例中，线缆止扭结构510的止扭内圈511的第一限制件511a对线缆束300实施限制，使得止扭内圈511可以与线缆束300保持相对固定；止扭外圈512与塔筒200固连，为整个线缆止扭结构510提供了止扭支撑；限位滑动组件513禁止止扭内圈511相对止扭外圈512旋转，即对线缆束300实现了有效止扭，减少线缆束300与塔筒200的线缆送出结构700之间的磨损，同时限位滑动组件513允许止扭内圈511相对止扭外圈512在第一方向运动，即为线缆止扭结构510与机舱组件100之间发生扭转的线缆束300提供了轴向伸缩的空间，避免因止扭而造成阻止线缆束300的正常伸缩形变，而被迫发拉伸或挤压变形、甚至断裂的负面影响，保证线缆束300的安全。

本申请的发明人考虑到，第一限制件511a需要实现对线缆束300的有效限制，以保证止扭内圈511与线缆束300之间保持相对固定。为此，本申请为第一限制件511a提供如下一种可能的实现方式：

如图2所示，本申请实施例的第一限制件511a，包括：多个间隔布置的第一限制单元511a1，任一第一限制单元511a1用于限制线缆束300中的对应线缆300a。

在本实施例中，采用多个间隔布置的第一限制单元511a1结构，实现对线缆束300中每个线缆300a的独立限制，分散了第一限制件511a与线缆束300之间的限制点，可增大限制力的作用面，提高限制效果的同时，降低每个限制点处的限制力强度，进而提高第一限制件511a的使用寿命。另外，将线缆束300分散为了线缆300a，也有助于线缆300a引出塔筒200后与地面线路或地面设备连接。

可选地，第一限制单元511a1包括：线夹，或线缆通孔；线缆通孔与线缆过盈配合。

当第一限制单元511a1采用线夹结构时，止扭内圈511可以为环状结构，所有线夹固定于止扭内圈511的内壁上，当然，相邻的线夹还可以固连在一起，以提高整个止扭内圈511的强度。

当第一限制单元511a1采用线缆通孔的结构时，止扭内圈511可以为沿轴向开设有若干线缆通孔的圆柱或圆片结构，任一线缆通孔与对应的线缆300a过盈配合，以限制住线缆300a，实现止扭内圈511与线缆束300之间保持相对固定。

本申请的发明人考虑到，风力发电机组的线缆束300中还有例如控制线这种弱电线，需要为控制线提供合适的布线位置。为此，本申请为止扭内圈511提供如下一种可能的实现方式：

如图2所示，本申请实施例的止扭内圈511还具有第一控制线通孔511b。

可选地，第一控制线通孔511b可设置于止扭内圈511的中心，即帮助控制线布置于线缆束300的中心，这样可以减少控制线的扭转影响。

可选地，第一控制线通孔511b的孔径不小于控制线的外径，即止扭内圈511不会对控制线施加限制力，保护控制线。

本申请的发明人考虑到，止扭内圈511可相对止扭外圈512在第一方向运动，为线缆止扭结构510与机舱组件100之间发生扭转的线缆束300提供轴向伸缩的空间。为此，本申请为缆止扭结构提供如下一种可能的实现方式：

如图1所示，本申请实施例的止扭外圈512为筒状结构，止扭外圈512的轴向长度不小于止扭内圈511随线缆束300沿第一方向运动的最大行程。

在本实施例中，止扭外圈512为筒状结构，便于套设于止扭内圈511外，也有利于为止扭内圈511沿第一方向运动提供导向。

可选地，止扭外圈512的轴向与第一方向平行，以适应止扭内圈511的运动需求。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种扭缆保护装置500，该扭缆保护装置500包括：如上述实施例提供的任一种线缆止扭结构510。

本申请的发明人考虑到，传统的线缆束300安装方式是，将线缆束300的一端连接到位于机舱组件100内的例如发电机等设备上，并在机舱组件100内设置吊缆结构400对线缆束300的一端实现固定。由于吊缆结构400位于机舱组件100内部，当线缆束300随着机舱组件100的旋转而发生扭转或摆动时，线缆束300位于机舱组件100内的部分存在一定的扭转或摆动，有可能会砸碰到机舱组件100内的其他设备，存在安全隐患。为此，本申请为扭缆保护装置500提供如下一种可能的实现方式：

如图3和图7所示，本申请实施例的扭缆保护装置500还包括：线缆定位结构520，线缆防撞结构530和线缆支撑结构540；

线缆定位结构520与风力发电机组的机舱组件100固连，用于使线缆束300位于机舱组件100内的部分与机舱组件100保持相对静止；

线缆防撞结构530设置于线缆束300位于线缆定位结构520与线缆止扭结构510之间的部分，用于保护线缆束300；

线缆支撑结构540设置于线缆束300上，用于使线缆束300的相邻线缆300a间隔布置。

在本实施例中，采用与机舱组件100固连的线缆定位结构520，将线缆束300与机舱组件100相对固定，使线缆束300位于机舱组件100内的部分与机舱组件100保持相对静止，克服了机舱组件100内的线缆束300部分砸碰机舱组件100内其他设备的安全隐患，也方便了线缆束300与机舱组件100内设备之间的安装和维护。而且，与传统的线缆束300安装方式相比，线缆束300在机舱组件100侧的扭转点由机舱组件100内的吊缆结构400处下移至机舱组件100，例如机舱组件100与塔筒200的连接处，并与线缆止扭结构510配合，使线缆束300随机舱组件100的旋转而发生扭转或摆动的部分(即线缆定位结构520与线缆止扭结构510之间的线缆束300部分)被约束在了塔筒200内，一方面缩短了发生扭转的线缆束300长度，可以降低因扭转而发生的摆动的幅度，另一方面约束了摆动的自由度，使发生扭转的线缆束300减少不规则运动，有利于保护线缆束300。

在本实施例中，采用线缆防撞结构530对线缆束300的摆动幅度实现约束，进一步地保护线缆束300；采用线缆支撑结构540，使相邻线缆300a间隔布置，有利于例如电缆等可能发热的线缆300a的散热。

本申请的发明人考虑到，线缆定位结构520需要将线缆束300与机舱组件100相对固定，使线缆束300位于机舱组件100内的部分与机舱组件100保持相对静止。为此，本申请为线缆定位结构520提供如下一种可能的实现方式：

如图4所示，本申请实施例的线缆定位结构520具有第二限制件520a和第二控制线通孔520b；

第二限制件520a包括多个第二限制单元520a1，任一第二限制单元520a1用于限制线缆束300中的对应线缆300a，使线缆束300位于机舱组件100内的部分与机舱组件100保持相对静止。

在本实施例中，采用多个间隔布置的第二限制单元520a1结构，一方面可以实现对线缆束300中每个线缆300a的独立限制，分散了第二限制件520a与线缆束300之间的限制点，可增大限制力的作用面，提高限制效果的同时，降低每个限制点处的限制力强度，进而提高第二限制件520a的使用寿命。另一方面，可以配合线缆支撑结构540，使相邻线缆300a间隔布置，有利于例如电缆等可能发热的线缆300a的散热。

可选地，第二限制单元520a1包括：线夹，或线缆通孔；线缆通孔与线缆过盈配合。与第一限制单元511a1的原理相似，在此不再赘述。

可选地，第二控制线通孔520b可设置于线缆定位结构520的中心，即帮助控制线布置于线缆束300的中心，这样可以减少控制线的扭转影响。

可选地，第二控制线通孔520b的孔径不小于控制线的外径，即线缆定位结构520不会对控制线施加限制力，保护控制线。

本申请的发明人考虑到，线缆防撞结构530需要对线缆束300的摆动幅度实现约束，保护线缆束300。为此，本申请为线缆防撞结构530提供如下一种可能的实现方式：

如图5所示，本申请实施例的线缆防撞结构530包括：防撞内圈531和防撞外圈532；

防撞内圈531具有第三限制件531a和第三控制线通孔531b；第三限制件531a包括多个第三限制单元531a1，任一第三限制单元531a1用于限制线缆束300中的对应线缆300a，以使防撞内圈531可随线缆束300分别沿第一方向、第二方向、以及旋转方向运动；

防撞外圈532间隙套设于防撞内圈531外，防撞外圈532用于固连风力发电机组的塔筒200；防撞外圈532为筒状结构，防撞外圈532的轴向长度不小于防撞内圈531随线缆束300沿第一方向运动的最大行程。

在本实施例中，防撞内圈531与线缆束300保持相对固定，当线缆束300发生摆动时，避免线缆束300直接与塔筒200内的其他结构发生碰撞，防撞外圈532套设于防撞内圈531外，对线缆束300的摆动幅度实现约束，可以通过设计不同的防撞内圈531和防撞外圈532之间的间隙，来实现不同程度的摆动幅度约束。考虑到线缆束300发生扭转时一并发生的轴向伸缩，防撞外圈532的轴向长度不小于防撞内圈531随线缆束300沿第一方向运动的最大行程，以使防撞外圈532始终能为防撞内圈531提供摆动幅度约束。

防撞内圈531采用多个间隔布置的第三限制单元531a1结构，一方面可以实现对线缆束300中每个线缆300a的独立限制，分散了第三限制件531a与线缆束300之间的限制点，可增大限制力的作用面，提高限制效果的同时，降低每个限制点处的限制力强度，进而提高第三限制件531a的使用寿命。另一方面，可以配合线缆支撑结构540，使相邻线缆300a间隔布置，有利于例如电缆等可能发热的线缆300a的散热。

可选地，第三限制单元531a1包括：线夹，或线缆通孔；线缆通孔与线缆过盈配合。与第一限制单元511a1的原理相似，在此不再赘述。

可选地，第三控制线通孔531b可设置于线缆定位结构520的中心，即帮助控制线布置于线缆束300的中心，这样可以减少控制线的扭转影响。

可选地，第三控制线通孔531b的孔径不小于控制线的外径，即线缆定位结构520不会对控制线施加限制力，保护控制线。

本申请的发明人考虑到，线缆束300摆动时产生的冲击力较大，硬碰撞可能导致例如线缆防撞结构530或线缆束300等相关结构的损毁。为此，本申请为线缆防撞结构530提供如下一种可能的实现方式：

本申请实施例的防撞内圈531的外壁，和/或防撞外圈532的内壁，设置缓冲件(图中未绘出)。

在本实施例中，缓冲件可以有效缓解线缆束300摆动时产生的冲击力，保护线缆防撞结构530或线缆束300等相关结构。

可选地，缓冲件可为弹簧、橡胶圈等弹性材料的缓冲垫。

本申请的发明人考虑到，线缆支撑结构540需要使相邻线缆300a间隔布置，以利于例如电缆等可能发热的线缆300a的散热。为此，本申请为线缆支撑结构540提供如下一种可能的实现方式：

如图6所示，本申请实施例的线缆支撑结构540具有第四限制件540a和第四控制线通孔540b；

第四限制件540a包括多个第四限制单元540a1，相邻两第四限制单元540a1间隔布置，任一第四限制单元540a1用于限制线缆束300中的对应线缆300a。

可选地，第四限制单元540a1包括：线夹，或线缆通孔；线缆通孔与线缆过盈配合。与第一限制单元511a1的原理相似，在此不再赘述。

可选地，第四控制线通孔540b可设置于线缆定位结构520的中心，即帮助控制线布置于线缆束300的中心，这样可以减少控制线的扭转影响。

可选地，第四控制线通孔540b的孔径不小于控制线的外径，即线缆定位结构520不会对控制线施加限制力，保护控制线。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种风力发电机组，该风力发电机组的结构示意图如图3所示，包括：包括机舱组件100、塔筒200以及线缆束300，以及如上述实施例提供的任一种的扭缆保护装置500。

本申请的发明人考虑到，线缆防撞结构530、线缆支撑结构540以及线缆止扭结构510需要与风力发电机组的塔筒200固定连接。为此，本申请为风力发电机组提供如下一种可能的实现方式：

如图3所示，本申请实施例的风力发电机组还包括：支撑固定件600，支撑固定件600固连线缆防撞结构530，和/或线缆支撑结构540，和/或线缆止扭结构510；

支撑固定件600固连于塔筒200外壁；

或，支撑固定件600固连于塔筒200内壁，塔筒200具有线缆导出口(图中未绘制)，及设置于线缆导出口处的线缆送出结构700。

在本实施例中，支撑固定件600为线缆防撞结构530、线缆支撑结构540以及线缆止扭结构510提供了稳定的安装场所，利于扭缆保护装置500的各个部分的配合工作。其中，支撑固定件600固连于塔筒200外壁，适于线缆束300在塔筒200外部走线的情况；支撑固定件600固连于塔筒200内壁，适于线缆束300在塔筒200内部走线的情况。

可选地，支撑固定件600可以是与塔筒200固定连接的安装平台或者安装支架，也可以是与塔筒200固定连接的安装臂。

可选地，线缆送出结构700可以为马鞍架，有利于对引出塔筒200的线缆束300提供一定的承托，且马鞍架的开口有利于引导线缆束300。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

1、线缆止扭结构510的止扭内圈511的第一限制件511a对线缆束300实施限制，使得止扭内圈511可以与线缆束300保持相对固定；止扭外圈512与塔筒200固连，为整个线缆止扭结构510提供了止扭支撑；限位滑动组件513禁止止扭内圈511相对止扭外圈512旋转，即对线缆束300实现了有效止扭，减少线缆束300与塔筒200的线缆送出结构700之间的磨损，同时限位滑动组件513允许止扭内圈511相对止扭外圈512在第一方向运动，即为线缆止扭结构510与机舱组件100之间发生扭转的线缆束300提供了轴向伸缩的空间，避免因止扭而造成阻止线缆束300的正常伸缩形变，而被迫发拉伸或挤压变形、甚至断裂的负面影响，保证线缆束300的安全；

2、扭缆保护装置500采用与机舱组件100固连的线缆定位结构520，将线缆束300与机舱组件100相对固定，使线缆束300位于机舱组件100内的部分与机舱组件100保持相对静止，克服了机舱组件100内的线缆束300部分砸碰机舱组件100内其他设备的安全隐患，也方便了线缆束300与机舱组件100内设备之间的安装和维护。而且，与传统的线缆束300安装方式相比，线缆束300在机舱组件100侧的安装点由机舱组件100的设备处下移至机舱组件100，例如机舱组件100与塔筒200的连接处，并与线缆止扭结构510配合，使线缆束300随机舱组件100的旋转而发生扭转或摆动的部分(即线缆定位结构520与线缆止扭结构510之间的线缆束300部分)被约束在了塔筒200内，一方面缩短了发生扭转的线缆束300长度，可以降低因扭转而发生的摆动的幅度，另一方面约束了摆动的自由度，使发生扭转的线缆束300减少不规则运动，有利于保护线缆束300；采用线缆防撞结构530对线缆束300的摆动幅度实现约束，进一步地保护线缆束300；采用线缆支撑结构540，使相邻线缆300a间隔布置，有利于例如电缆等可能发热的线缆300a的散热。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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