电缆保护装置及风力发电机组的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种电缆保护装置及风力发电机组。该电缆保护装置包括：外圈；内圈组件，内圈组件可转动地设置在外圈内；弹性电缆固定部，弹性电缆固定部设置在内圈组件上，并具有容纳并限位电缆的电缆固定槽。采用该电缆保护装置可以有效保护电缆。
【专利说明】
电缆保护装置及风力发电机组
技术领域
[0001]本实用新型涉及风力发电辅助设备领域，尤其涉及一种电缆保护装置及风力发电机组。
【背景技术】
[0002]当前风力发电机组为捕获最大风能均具备主动偏航能力，当风向改变，超过允许误差范围时由主控制系统发出偏航命令，传感器和偏航电机组成的对风系统执行校正工作，偏航电机驱动机舱绕塔架轴向旋转，使机舱准确对风，偏航后叶轮扫掠面中心法线方向与风向一致，可以使风电机组吸收的功率最大，发挥最大效能。
[0003]在风力发电机组偏航时电缆会进行扭缆，不管变流器位于机舱还是塔下，都需有动力电缆及控制电缆连接机舱及塔底设备，一般这些电缆从机舱桥架末端垂直悬空至偏航扭缆平台，电缆的悬垂可以保证风力发电机组偏航时机舱随着风向的变化不断转动过程中电缆不被损坏。然而，这一段电缆由于缺少有效的保护，在风力较大时会随着塔筒的摆动而摆动，这样就会对塔筒壁产生撞击，造成电缆的损坏；同时机舱的转动会产生一定的扭矩，电缆会无规则的缠绕在一起，随着扭矩的增大电缆受力越大，会造成一定的损伤；同时随着风力发电机组容量增大，所需电缆增多，悬垂段电缆更紧密，造成电缆周边的空气流动性差，加上动力电缆电流较大，电缆发热会较多，产生的热量无法有效扩散，久而为之造成电缆的损坏，影响风机正常运行，造成经济损失。为避免以上情况的发生，有必要对悬垂电缆进行有效的保护，以保证风力发电机组安全地运行。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的实施例提供一种电缆保护装置及风力发电机组，以解决风力发电机组的电缆容易损坏的问题。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种电缆保护装置，其包括:外圈；内圈组件，内圈组件可转动地设置在外圈内；弹性电缆固定部，弹性电缆固定部设置在内圈组件上，并具有容纳并限位电缆的电缆固定槽。
[0006]进一步地，弹性电缆固定部包括电缆护套和弹性连接组件，电缆护套通过弹性连接组件设置在内圈组件上。
[0007]进一步地，弹性连接组件包括:连接件，连接件设置在电缆护套上，并连接电缆护套和内圈组件，连接件具有螺杆段;锁紧螺母，锁紧螺母设置在螺杆段上;弹性件，弹性件套设在连接件上，且弹性件的第一端抵接在电缆护套上，弹性件的第二端抵接在锁紧螺母上。
[0008]进一步地，内圈组件包括:内环，内环可转动地设置在外圈内；保护筒，保护筒设置在内环上，弹性电缆固定部设置在保护筒内。
[0009]进一步地，保护筒内设置有电缆固定座，电缆护套通过弹性连接组件设置在电缆固定座上，且与电缆固定座围成电缆固定孔。
[0010]进一步地，两个电缆护套组成一对，并通过同弹性连接组件设置在电缆固定座的相对两个侧壁上。
[0011]进一步地，保护筒包括大筒段和小筒段，大筒段的端面与内环的端面配合，且大筒段通过紧固件固定在内环上，小筒段穿设在内环内。
[0012]进一步地，保护筒包括相互配合并围成保护筒的第一半筒体和第二半筒体，第一半筒体和第二半筒体的第一配合处设置有连接合页，第一半筒体和第二半筒体的第二配合处设置有锁合组件。
[0013]根据本实用新型的另一方面，提供一种风力发电机组，包括塔筒、电缆和上述电缆保护装置，电缆保护装置设置在塔筒内，电缆穿过电缆保护装置的弹性电缆固定部的电缆固定槽。
[0014]进一步地，塔筒内设置有安装架，电缆保护装置的外圈与安装架固定连接。
[0015]本实用新型的实施例的电缆保护装置通过内圈组件与外圈的相对转动吸收电缆的扭转，防止电缆扭伤，通过弹性电缆固定部对电缆进行固定，防止电缆碰撞损伤的同时能够适应电缆的热胀冷缩和外力造成的形变，适应性更好。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的实施例的电缆保护装置的外圈、内环和滚动体的配合结构示意图；
[0017]图2为本实用新型的实施例的电缆保护装置的保护筒的主视结构示意图；
[0018]图3为本实用新型的实施例的电缆保护装置的保护筒的后视结构示意图；
[0019]图4为本实用新型的实施例的电缆保护装置的保护筒的俯视结构示意图；
[0020]图5为本实用新型的实施例的电缆保护装置的保护筒的电缆固定座和弹性电缆固定部的局部放大图；
[0021]图6为本实用新型的实施例的电缆保护装置和安装架配合的结构示意图。
[0022]附图标记说明:
[0023]1、滚动体;2、内环;3、外圈;4、螺纹孔;5、第一半筒体;6、电缆护套;7、锁合组件;8、电缆固定座;9、第二半筒体;10、固定座安装结构；11、连接合页；12、大筒段;13、小筒段;14、锁紧螺母;16、弹性件；17、紧固件；18、连接件;21、第一安装架;22、第二安装架;23、电缆固定槽。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型实施例的电缆保护装置及风力发电机组进行详细描述。
[0025]在本实施例中，电缆保护装置应用于风力发电机组中，用于对风力发电机组的悬垂段电缆进行固定和保护，防止悬垂段的电缆损坏，提高使用寿命和风力发电机组的运行安全性。当然，在其他实施例中，该电缆保护装置还可以用于其他需要保护的环境。
[0026]如图1所示，根据本实用新型的实施例，电缆保护装置包括外圈3、内圈组件和弹性电缆固定部。其中，内圈组件可转动地设置在外圈3内。弹性电缆固定部设置在内圈组件上，并具有容纳并限位电缆的电缆固定槽23(见图4)。由于内圈组件可以相对外圈3转动，因此在风力发电机组偏航时，由内圈组件和外圈3的相对运动吸收偏航产生的扭转，防止悬垂段电缆被扭转，避免电缆损坏。弹性电缆固定部和内圈组件配合将电缆固定在电缆固定槽23内，防止电缆与内圈组件碰撞，进一步保护电缆，同时可以确保电缆之间的间隙，确保散热效果。此外，由于弹性电缆固定部具有弹性，因此其可以适应电缆的热胀冷缩，确保对电缆的可靠固定。
[0027]结合参见图2和图3，内圈组件包括内环2和保护筒。
[0028]其中，内环2可转动地设置在外圈3内。具体地，内环2与外圈3之间设置有滚动体I(在本实施例中为滚珠)，以组成类似轴承的结构，实现内环2与外圈3的相对转动。这种结构结实耐用且环保、运转速度较快，不需要经常性维护与清理。
[0029]在本实施例中，内环2和外圈3均具有横截面大于或等于滚珠周长的三分之一且小于或等于滚珠周长的二分之一的连续沟型滚道。这种较宽的沟型滚道主要用于承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷。由于电缆保护装置的主要受力是来自于风力发电机组偏航时及塔筒晃动过程中电缆束对内环2和外圈3的径向力，因此这种结构能够对电缆及风力发电机组都能够起到很好的保护作用。而且，在内环2和外圈3的径向游隙增大时，其可承受两个方向交变的轴向载荷。此外这种结构摩擦小、转速高、结构简单、制造成本低。
[0030]保护筒设置在内环2上。保护筒的作用是固定电缆。具体地，在本实施例中，保护筒包括大筒段12和小筒段13。大筒段12的直径大于小筒段13的直径。两者沿电缆的延伸方向依次设置。大筒段12的端面与内环2的端面配合，且大筒段12通过紧固件17(本实施例中，紧固件17为螺钉，在其他实施例中，紧固件17可以是其他能够实现大筒段12与内环2固定连接的结构，例如，铆钉等)固定在内环2上，小筒段13穿设在内环2内。
[0031]在本实施例中，大筒段12的高度宜为3?5CM，不宜过大，以方便与内环2用紧固件17固定。大筒段12的壁厚度较大，其外径与内环2的外径一致，大筒段12的内径略小于内环2的内径且与小筒段13的半径一样(小筒段13即下保护筒的筒壁薄，可以认为内外径基本一样)。
[0032]结合参见图4，大筒段12和小筒段13为一体式连接，沿周向保护筒分为两个半圆结构，即相互配合并围成保护筒的第一半筒体5和第二半筒体9。第一半筒体5和第二半筒体9的第一配合处设置有连接合页11(如图3所示)，第一半筒体5和第二半筒体9的第二配合处设置有锁合组件7 (如图2所示)。
[0033]具体地，锁合组件7为螺杆锁合。螺杆设置在第一半筒体5和第二半筒体9中的一个上，第一半筒体5和第二半筒体9中的另一个上设置有锁合块，锁合块上设置有螺纹孔，需要锁合时，将螺杆拧入锁合块的螺纹孔内实现锁合。在进行电缆装配时，将螺杆从锁合块中拧出，使保护筒打开，将电缆固定在保护筒内后再将螺杆拧入锁合块实现紧固，以在电缆外侧形成一个完整保护筒。
[0034]需要说明的是，在本实施例中，若内环2的内径为Rl，内环2的外径与大筒段12外径相同皆为R2。则大筒段12的内径与小筒段13的半径相同为R1-L，L 一般为5?10MM，L过小不便于小筒段13套入内环2中，L过大不利于安装结构的稳定性。
[0035]安装时小筒段13套入内环2内，大筒段12外径因为与内环2外径相同所以会卡在内环2的上部，内环2上表面上设置有螺纹孔4，用于与大筒段12上的螺纹通孔配合。带螺帽的螺栓穿过大筒段12的螺纹通孔及内环2的螺纹孔4使得大筒段12与内环2固定连接，同时在大筒段12与内环2连接的中间部位加装10?20MM的垫片或者螺母，这样在大筒段12与内环2之间形成间隙，可防止保护筒与内环2之间发生摩擦且有利于结构的稳定性。
[0036]结合参见图4所示，弹性电缆固定部包括电缆护套6和弹性连接组件，电缆护套6通过弹性连接组件设置在内圈组件的保护筒的大筒段12上。具体地，在第一半筒体5和第二半筒体9中的一个上设置有电缆固定座8。弹性固定部设置在电缆固定座8上。电缆固定座8位于大筒段12内，其可以为一个长方体结构，宽度中线与保护筒的半圆结构的连接处的直径重合，其中一侧通过固定座安装结构10以焊接或铆接等方式固定在大筒段12上。电缆固定座8上有若干通孔，以便固定弹性电缆固定部。
[0037]在本实施例中，电缆护套6包括安装折边和主体部分，主体部分由三个圆弧首尾相连构成，并形成电缆固定槽23，三个圆弧呈品字形结构，每个圆弧大小应与电缆粗细相一致，以便与电缆完全贴合，起到更好的固定与保护作用。同时，电缆护套6的安装折边上有通孔以便安装弹性连接组件。
[0038]电缆护套6可以是由不饱和聚酯玻璃纤维塑料压制成型的制品，或是满足与上述材料相同性能的其它材料，即保证机械强度高、重量轻，且表面光滑摩擦系数小，不损伤电缆。此外，电缆固定座8所使用的材料还应具有以下性能为佳，即绝缘性好，无电腐蚀，不产生电涡流，耐热，耐寒，阻燃防火性能优，不生锈，使用寿命长，免维护。
[0039]如图5所示，电缆固定座8的相对两侧上各固定一个电缆护套6，这两个电缆护套6组成一对，并通过弹性连接组件固定。电缆护套6固定在电缆固定座8上后，其电缆固定槽23的开口被电缆固定座8封闭，形成一个封闭的电缆固定孔。
[0040]弹性连接组件包括连接件18、锁紧螺母14和弹性件16。其中，连接件18设置在电缆护套6上，并连接电缆护套6和电缆固定座8，连接件18具有螺杆段。具体地，如图5所示，连接件18穿过相对的两个电缆护套6的安装折边。
[0041]弹性件16套设在连接件18上。具体地，弹性件16为弹簧。锁紧螺母14设置在连接件18的螺杆段上。弹性件16的第一端抵接在电缆护套6的安装折边上，弹性件16的第二端抵接在锁紧螺母14上。
[0042]安装时，电缆固定座8两边的电缆护套6与电缆固定座8用连接件18穿过并连接在一起。连接件18的两端都套入螺旋状的弹簧后再用翼形螺母(本实施例中，锁紧螺母14为翼型螺母，其他实施例中，锁紧螺母14可以选择其他螺母)拧紧。其中，连接件18的结构为中间五分之三为光滑面，上下各五分之一有螺纹并形成螺杆段。螺旋状弹簧半径较大一端朝向电缆固定座8。拧紧后螺杆两端翼形螺母的拧进长度应该一致，以保证两个电缆护套6受力均等，且拧紧后弹簧的压缩量为自然长度的20%-30%为最佳。
[0043]需要说明的是，在其他实施例中，弹性电缆固定部可以是其他结构，例如，选用弹性材料加工电缆护套6等。
[0044]如图6所示，根据本实用新型的实施例的另一方面，提供一种风力发电机组，其包括塔筒、电缆和上述电缆保护装置，电缆保护装置设置在塔筒内，电缆穿过电缆保护装置的弹性电缆固定部的电缆固定槽23。采用此结构的电缆保护装置对风力发电机组的悬垂段电缆进行固定，更有助于提高电缆寿命。
[0045]通常的风力发电机组会在电缆悬垂段设置保护圈(一个圆环)来保证电缆在一定范围内摆动，这种保护方式无法避免电缆与保护圈的碰撞，同样会对电缆造成损伤，同时电缆缠绕和散热问题依然存在。在本实施例中，通过弹性电缆固定部实现对电缆的有效固定，再通过内环2与外圈3的相对转动解决偏航过程中扭力作用对电缆的损坏，对偏航扭缆进行安全有效地保护。
[0046]具体地，塔筒内设置有安装架，电缆保护装置的外圈3与安装架固定连接。
[0047]该安装架包括第一安装架21和第二安装架22。两者构成三角形固定安装架。外圈3通过三角形固定安装架安装在塔筒爬梯上，三角形结构有利于系统整体的稳定性，对于兆瓦级风力发电机组来讲，内环2的直径应该大于400MM，特殊情况下也可以根据需要适当调整。
[0048]电缆固定时，将电缆束穿入内环2内，再穿入保护筒内通过电缆护套6将电缆固定在电缆固定座8上，然后将保护筒与内环2连接。当偏航动作时电缆束扭转，电缆束通过保护筒内电缆护套6及电缆固定座8与内环2相连，则电缆束与保护筒及内环2—起转动，满足了扭缆需求。同时，通过电缆护套6解决了电缆的固定及磨损问题;通过内环2及保护筒解决了电缆束的大幅摆动及碰撞问题;相邻电缆护套6之间有一定的距离，两者相距至少为一个电缆的直径，保证了电缆束的散热性能。由此在风力发电机组偏航的过程中可以有效地保护电缆。
[0049]采用此电缆保护装置可以固定电缆避免电缆摆动与塔筒壁的碰撞，又可以保护电缆不缠绕，并解决散热问题，同时电缆护套及电缆固定座的组合结构采用弹簧实现对电缆的夹紧，由于弹簧具有弹性，因而使得电缆护套及电缆固定座的组合结构的伸缩性好，避免电缆受外力或者自身发生形变时对电缆造成破坏，而且结构稳定性好。
[0050]本实用新型的电缆保护装置具有如下效果:
[0051]通过设置弹性电缆固定部可以固定电缆，进而有效地避免扭缆电缆束与塔筒壁的碰撞;通过内圈组件和外圈配合可以保护电缆不受偏航扭力损伤；多个弹性电缆固定部分开设置可以避免电缆缠绕并解决散热问题。弹性电缆固定部的弹性连接组件的弹簧作用使得被夹紧的电缆受外力或者热胀冷缩产生形变时具有一定的伸缩性，不会产生过大的力且不会松动，能够更好地保护电缆，使电缆与电缆护套贴合防止电缆损坏。
[0052]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种电缆保护装置，其特征在于，包括: 外圈(3); 内圈组件，所述内圈组件可转动地设置在所述外圈(3)内； 弹性电缆固定部，所述弹性电缆固定部设置在所述内圈组件上，并具有容纳并限位电缆的电缆固定槽(23)。2.根据权利要求1所述的电缆保护装置，其特征在于，所述弹性电缆固定部包括电缆护套(6)和弹性连接组件，所述电缆护套(6)通过所述弹性连接组件设置在所述内圈组件上。3.根据权利要求2所述的电缆保护装置，其特征在于，所述弹性连接组件包括: 连接件(18)，所述连接件(18)设置在所述电缆护套(6)上，并连接所述电缆护套(6)和所述内圈组件，所述连接件(18)具有螺杆段； 锁紧螺母(14)，所述锁紧螺母(14)设置在所述螺杆段上； 弹性件(16)，所述弹性件(16)套设在所述连接件(18)上，且所述弹性件(16)的第一端抵接在所述电缆护套(6)上，所述弹性件(16)的第二端抵接在所述锁紧螺母(14)上。4.根据权利要求2所述的电缆保护装置，其特征在于，所述内圈组件包括: 内环(2)，所述内环(2)可转动地设置在所述外圈(3)内； 保护筒，所述保护筒设置在所述内环(2)上，所述弹性电缆固定部设置在所述保护筒内。5.根据权利要求4所述的电缆保护装置，其特征在于，所述保护筒内设置有电缆固定座(8)，所述电缆护套(6)通过弹性连接组件设置在所述电缆固定座(8)上，且与所述电缆固定座(8)围成电缆固定孔。6.根据权利要求5所述的电缆保护装置，其特征在于，两个所述电缆护套(6)组成一对，并通过弹性连接组件设置在所述电缆固定座(8)的相对两个侧壁上。7.根据权利要求4所述的电缆保护装置，其特征在于，所述保护筒包括大筒段(12)和小筒段(13)，所述大筒段(12)的端面与所述内环(2)的端面配合，且所述大筒段(12)通过紧固件(17)固定在所述内环(2)上，所述小筒段(13)穿设在所述内环(2)内。8.根据权利要求4所述的电缆保护装置，其特征在于，所述保护筒包括相互配合并围成所述保护筒的第一半筒体(5)和第二半筒体(9)，所述第一半筒体(5)和所述第二半筒体(9)的第一配合处设置有连接合页(11)，所述第一半筒体(5)和所述第二半筒体(9)的第二配合处设置有锁合组件(7)。9.一种风力发电机组，其特征在于，包括塔筒、电缆和权利要求1至8中任一项所述电缆保护装置，所述电缆保护装置设置在所述塔筒内，所述电缆穿过所述电缆保护装置的弹性电缆固定部的电缆固定槽(23)。10.根据权利要求9所述的风力发电机组，其特征在于，所述塔筒内设置有安装架，所述电缆保护装置的外圈(3)与所述安装架固定连接。
【文档编号】H02G11/00GK205670667SQ201620536797
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】房海涛, 靖峰
【申请人】北京金风科创风电设备有限公司