CN109361083A - 电缆连接器、风力发电机组及其电缆连接方法 - Google Patents

电缆连接器、风力发电机组及其电缆连接方法 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供了一种用于风力发电机组的电缆连接器，包括：连接件，用于容纳第一电缆的端部和第二电缆的端部，连接件由导电材料制成。固定件，设置在连接件上，用于与连接件配合，将第一电缆和第二电缆进行电连接。本申请实施例还公开了风力发电机组和该风力发电机组的电缆连接方法。由于本申请实施例的电缆连接器中的连接件不仅能够同时容纳上下两个相邻电缆的端部，还由于该连接件是由导电材料制成，使得相邻电缆能够通过连接件彼此电连接，减少了风力发电机组机侧主动力电缆现场安装工作时间，降低工作难度，避免现场自塔架顶端向下敷设整根电缆带来的耗时费力的问题。

Description

电缆连接器、风力发电机组及其电缆连接方法
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种电缆连接器、风力发电机组及其电缆连接方法。
背景技术
随着科技的进步与发展，风力发电已经成为清洁能源中主流的发展方向，其中，兆瓦级风力发电机组已经成为对当今风机的主要发展趋势。
通常，由于永磁直驱式风力发电机组输出的机侧电压低，从塔架顶部发电机到塔架底部变流柜需要多根主动力电缆以满足大功率机组输电要求。塔顶到塔底的机侧主动力电缆需要用电缆夹板将电缆固定于筒壁上，实现主动力电缆夹紧，防止电缆在重力作用下下滑。对于塔筒内的主动力电缆安装敷设，一般采用将电缆放置于机舱或顶段塔筒平台上，待风力发电机组塔架部分的几节塔筒吊装完成后，使用吊具拉紧电缆自塔架顶部向下敷设整段电缆。
但是，申请人发现，传统的风力发电机组塔筒电缆的铺设方法耗时费力，与降低制造成本，提升产品竞争力的理念背道而驰。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电缆连接器、风力发电机组及其电缆连接方法，能够实现风力发电机组电缆的快速安装，降低制造成本的功能、效果。
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，本发明实施例公开了一种用于风力发电机组的电缆连接器，包括：
连接件，用于容纳第一电缆的端部和第二电缆的端部，所述连接件由导电材料制成；
固定件，设置在所述连接件上，用于与所述连接件配合，将所述第一电缆和第二电缆进行电连接。
在第二方面，本发明实施例公开了一种风力发电机组，包括：
多段塔筒；
多段电缆，分别设置在所述塔筒内的侧壁上；
多个第一方面中的所述的电缆连接器，位于相邻的所述电缆之间，用于电连接相邻的所述电缆。
在第三方面，本发明提供了一种基于第二方面所述的风力发电机组的电缆连接方法，包括：
在每一段塔筒内的侧壁上预敷设电缆；
将相邻电缆的端部设置到连接件中；
紧固设置在所述连接件上的固定件，或连接设置在所述连接件上的固定件，使得相邻电缆电连接。
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：
由于本申请实施例的电缆连接器中的连接件不仅能够同时容纳上下两个相邻电缆的端部，还由于该连接件是由导电材料制成，使得相邻电缆能够通过连接件彼此电连接，减少了风力发电机组机侧主动力电缆现场安装工作时间，降低工作难度，避免现场自塔架顶端向下敷设整根电缆带来的耗时费力的问题。
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
通过阅读下文优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。附图仅用于示出优选实施方式的目的，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为本申请实施例的电缆连接器的第一实施例的结构示意图；
图2为本申请实施例的电缆连接器的第一实施例的内部剖视图；
图3为本申请实施例的电缆套管的结构示意图；
图4为本申请实施例的电缆套管的内部剖视图；
图5为本申请实施例的活动卡箍的主视图；
图6为本申请实施例的活动卡箍的侧视图；
图7为本申请实施例的电缆压紧螺母的结构示意图；
图8为本申请实施例的电缆压紧螺母的内部剖视图；
图9为本申请实施例的电缆连接器的第二实施例的结构示意图；
图10为本申请实施例的电缆连接器的第二实施例的内部剖视图；
图11为本申请实施例的第一电缆压接端子的结构示意图；
图12为本申请实施例的第一电缆压接端子的内部剖视图；
图13为本申请实施例的公插头的结构示意图；
图14为本申请实施例的公插头的内部剖视图；
图15为本申请实施例的母插头的结构示意图；
图16为本申请实施例的母插头的内部剖视图；
图17为本申请实施例的第一实施例的电缆连接器在使用状态时的结构示意图；
图18为本申请实施例的第二实施例的电缆连接器在使用状态时的结构示意图；
图19为本申请实施例的风力发电机组的结构示意图；
图20为本申请实施例的风力发电机组的电缆连接方法的流程图。
附图标记介绍如下：
1-连接件；2-固定件；3-中空壳体；4-活动卡箍；5-豁口；6-第一电缆压接端子；7-第二电缆压接端子；8-公插头；9-母插头；10-铆钉；11-固定孔；12-第一电缆的端部；13-第二电缆的端部；14-绝缘防护胶带；15-多段塔筒；16-电缆。
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。
图1和图2分别示出了本申请实施例的电缆连接器的第一实施例的结构示意图和内部剖视图。如图1所示，用于风力发电机组的电缆连接器包括：连接件1，用于容纳第一电缆的端部(图中未示出)和第二电缆的端部(图中未示出)，该连接件由导电材料制成；以及固定件2，设置在连接件1上，用于与连接件1配合，将第一电缆和第二电缆进行电连接。
由于本发明实施例的电缆连接器中的连接件不仅能够同时容纳上下两个相邻电缆的端部，还由于该连接件是由导电材料制成，且能够通过固定件与连接件的配合，使得相邻电缆能够通过连接件彼此电连接，减少了风力发电机组机侧主动力电缆现场安装工作时间，降低工作难度，避免现场自塔架顶端向下敷设整根电缆带来的耗时费力的问题。
具体地，连接件可以用铜或铝等导电性和强度满足要求的材料制作。铜表面镀锡，防止铜表面氧化导致导体电阻增加从而影响连接件的导电性。
具体地，在使用时，第一电缆和第二电缆可以分别为预先设置在风力发电机组相邻两段塔筒内的侧壁上的电缆。
在本申请的第一个实施例中，如图2、图3和图4所示，图3为该实施例的电缆套管的结构示意图，图4为该实施例的电缆套管的内部剖视图；连接件1为电缆套管，电缆套管包括中空壳体3，中空壳体3由导电材料制成。中空壳体3包括：第一开口，位于中空壳体3的一端(如位于中空壳体3的上端)，用以***第一电缆的端部；以及第二开口，位于中空壳体的另一端(如位于中空壳体3的下端)，用以***第二电缆的端部。
具体地，在本实施例中，该中空壳体3的截面为圆形，中空壳体3的内径从中空壳体3的两端向中部延伸的方向上逐渐变小，这样能够配合固定件2紧固电缆。但是，对于本领域技术人员而言，中空壳体3的截面也可以根据实际情况选择其他形状。
在本申请实施例中，电缆套管可以通过机床加工出外螺纹。电缆套管内截面的直径由外向内逐渐减小，当电缆***电缆套管时，可以旋转固定件2，电缆套管端部受到固定件2内壁的径向压力作用，从而压紧电缆，即使得电缆的端部与中空壳体的内壁紧密接触。根据集肤效应理论，电缆套管采用中空结构即可以满足机组导电要求，同时采用中空结构可节约材料，降低成本。
具体地，如图2、图5和图6所示，本申请实施例的电缆连接器还包括活动卡箍4，图5为本申请实施例的活动卡箍的主视图，图6为本申请实施例的活动卡箍的侧视图，活动卡箍4的截面呈中空环形并且在环形的一部分上形成有豁口5，通过豁口5将活动卡箍套设在第一电缆和第二电缆的端部上。具体地，活动卡箍4由导电材料制成，如：活动卡箍4可以用铜或铝等导电性材料制作。
当然，为了增强活动卡箍4与中空壳体3的牢固性，本申请实施例的电缆连接器还可以包括：环形凸起，该环形凸起设置于中空壳体3的内周。具体地，环形凸起由导电材料制成。或者，仅在中空壳体3的内周设置环形凸起，以实现电缆的端部与中空壳体3的紧密接触而实现电连接。
在本实施例中，活动卡箍4和/或环形凸起的作用在于：调整、填充电缆与电缆套管之间的间隙，活动卡箍4可以通过豁口5直接卡在电缆上，活动卡箍4和/或环形凸起的内环面与电缆接触，活动卡箍4的外环面与电缆套管的内表面或中空壳体的内表面接触，环形凸起的外环面直接与电缆套管的内表面一体形成或加工固定，保证电缆在被夹紧时有足够的夹紧力并增加接触面积。
具体地，在本实施例中，固定件2包括：电缆压紧螺母。图7和图8分别示出了本申请实施例的电缆压紧螺母的结构示意图和内部剖视图。其中，电缆压紧螺母分别与中空壳体端部的外周配合，且设置有从电缆压紧螺母的顶部延伸至底部的穿孔，用于使第一电缆和第二电缆穿过电缆压紧螺母。
在本实施例中，电缆压紧螺母内截面直径由外到内逐渐减小，电缆压紧螺母与电缆套管通过螺纹副连接，在电缆压紧螺母旋转的过程中，由于电缆压紧螺母内截面直径逐渐减小，从而使电缆套管端部圆周受径向压力作用收缩，实现电缆的压紧。
在一个优选实施例中，电缆压紧螺母可以整体铸造成型，然后通过机床加工出内螺纹。
在第二实施例中，图9和图10分别示出了本申请实施例的电缆连接器的第二实施例的结构示意图和内部剖视图。如图9所示，连接件1包括：第一电缆压接端子6和第二电缆压接端子7，其中，参见图11和图12，第一电缆压接端子6的一端具有用于容纳第一电缆的端部的第一电缆容纳部。第二电缆压接端子7的一端具有用于容纳第二电缆的端部的第二电缆容纳部。
与本申请第一实施例类似，第二实施例的第一电缆压接端子和第二电缆压接端子也可以用铜或铝等导电性和强度满足要求的材料制作。铜表面镀锡，防止铜表面氧化导致导体电阻增加从而影响连接件的导电性。
具体地，如图9至图16所示，固定件2包括：公插头8和与公插头8相匹配的母插头9，图13为本申请实施例的公插头的结构示意图，图14为本申请实施例的公插头的内部剖视图，图15为本申请实施例的母插头的结构示意图，图16为本申请实施例的母插头的内部剖视图。其中，公插头8的一部分与第一电缆压接端子6的另一端(图9中第一电缆压接端子6的下端)紧密连接，母插头9的一部分与第二电缆压接端子7的另一端(图9中第二电缆压接端子7的上端)紧密连接；公插头8和母插头9均设置有固定孔11。
在本申请实施例中，第一电缆压接端子和第二电缆压接端子可以整体铸造成型，在与公插头8和母插头9连接配合侧加工外螺纹。根据集肤效应理论，电缆压接端子采用中空结构即可以满足机组导电要求，同时采用中空结构可节约材料，降低成本。
为了更进一步地增强公插头8和母插头9之间的牢固性，如图9至图16所示，固定件2还包括多个铆钉10，公插头和母插头均设置有固定孔11，铆钉10用于穿过设置在公插头8和母插头9的固定孔11，以固定公插头8和母插头9。
在本申请实施例中，公插头8和母插头9可以采用传统方式加工出内螺纹与第一电缆压接端子6和第二电缆压接端子7配合。公插头8的插头部分为圆台结构，可与母插头9紧密配合。母插头9的插头部分为锥面结构，可与公插头8的锥面紧密配合。
图17至图18分别示出了本申请实施例的第一实施例和第二实施例的电缆连接器在使用状态时的结构示意图，其中，电缆连接器分别连接到了第一电缆的端部12和第二电缆的端部13。在使用时，电缆连接器还包括：绝缘防护胶带14，包裹在连接件1和固定件2外周。绝缘防护胶带14需要将整个塔筒电缆预敷设连接件1和固定件2及电缆导体外露部分完全包裹覆盖，不能有导体外露，避免因防护不足导致电缆漏电从而引起电击、火灾事故，实现电气绝缘安全防护。
使用时，在风力发电机组现场吊装完成后，在塔筒连接法兰处，可以将公插头8通过螺纹连接与上段塔筒预敷设电缆预先压接的第一电缆压接端子6紧密连接。随后，母插头9可以通过螺纹连接与下段塔筒预敷设电缆预先压接的第二电缆压接端子7紧密连接。将公插头8***母插头9内，两插头接触面紧密贴合后可使用铆钉穿入固定孔将其固定，完成安装操作。
在第二方面中，本申请实施例公开了一种风力发电机组，如图19所示，该风力发电机组包括：多段塔筒15；多段电缆16，分别设置在塔筒15内的侧壁上；多个第一方面的电缆连接器，位于相邻的电缆16之间，用于电连接相邻的电缆16。
在第二方面中的风力发电机组的有益效果与在第一方面中的电缆连接器的有益效果相同，在此不再重复赘述。
在第三方面中，本申请实施例公开了一种基于第二方面的风力发电机组的电缆连接方法，如图20所示，包括以下步骤：
S101：在每一段塔筒内的侧壁上预敷设电缆。
S102：将相邻电缆的端部设置到连接件中。
S103：紧固设置在连接件上的固定件，或连接设置在连接件上的固定件，使得相邻电缆电连接。
在第三方面中的风力发电机组的有益效果与在第二方面中的第二方面的风力发电机组的有益效果相同，在此不再重复赘述。
在一种实施方式中，上述S102中的将相邻电缆的端部设置到连接件中的步骤具体包括：将其中一条电缆的端部穿过第一电缆压紧螺母并***进电缆套管的第一开口内；将另一条电缆的端部穿过第二电缆压紧螺母并***进电缆套管的第二开口内。
上述S103中的紧固设置在连接件上的固定件，使得相邻电缆电连接具体包括：紧固第一电缆压紧螺母和第二电缆压紧螺母，使得中空壳体一端的第一开口和中空壳体另一端的第二开口的直径变小，并使得相邻电缆的外表面均与中空壳体的内表面接触。
在另一种实施方式中，上述S102中的将相邻电缆的端部设置到连接件中具体包括：将其中一条电缆的端部***到第一电缆压接端子的第一电缆容纳部中；将另一条电缆的端部***到第二电缆压接端子的第二电缆容纳部中。
上述S103中的连接设置在连接件上的固定件，使得相邻电缆电连接具体包括：将第一电缆压接端子***到公插头中；将第二电缆压接端子***到母插头中；固定连接公插头和母插头。
在组装本申请实施例所提供的风力发电机组时，可以在每一段塔筒15内的侧壁上预敷设电缆16，并在电缆16两端预留一定长度的连接余量，待现场完成风力发电机组整机吊装后，只需要在各段塔筒连接法兰附***台对断开处电缆16使用本申请实施例提供的电缆连接器进行连接即可满足输电要求。具体地，工作人员在塔筒平台上将相邻电缆16的端部设置到连接件中，紧固设置在连接件1上的固定件2，或连接设置在连接件1上的固定件2，使得相邻电缆16电连接，完成风力发电机组各段塔筒内预敷设电缆16的连接。
应用本发明实施例所获得的有益效果包括：
由于本发明实施例的电缆连接器中的连接件不仅能够同时容纳上下两个相邻电缆的端部，还由于该连接件是由导电材料制成，且能够通过固定件与连接件的配合，使得相邻电缆能够通过连接件彼此电连接，减少了风力发电机组机侧主动力电缆现场安装工作时间，降低工作难度，避免现场自塔架顶端向下敷设整根电缆带来的耗时费力的问题。
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。

Claims (15)

1.一种用于风力发电机组的电缆连接器，其特征在于，包括：
连接件，用于容纳第一电缆的端部和第二电缆的端部，所述连接件由导电材料制成；
固定件，设置在所述连接件上，用于与所述连接件配合，将所述第一电缆和第二电缆进行电连接。
2.根据权利要求1所述的电缆连接器，其特征在于，所述第一电缆和所述第二电缆分别为预先设置在风力发电机组相邻两段塔筒内的侧壁上的电缆。
3.根据权利要求1所述的电缆连接器，其特征在于，所述连接件为电缆套管，所述电缆套管包括中空壳体，所述中空壳体由导电材料制成；并且，所述中空壳体包括：第一开口，位于所述中空壳体的一端，用以***所述第一电缆的端部；以及第二开口，位于所述中空壳体的另一端，用以***所述第二电缆的端部。
4.根据权利要求3所述的电缆连接器，其特征在于，所述中空壳体的截面为圆形，所述中空壳体的内径从所述中空壳体的两端向中部延伸的方向上逐渐变小。
5.根据权利要求3所述的电缆连接器，其特征在于，还包括：活动卡箍，所述活动卡箍的截面呈中空环形并且在所述环形的一部分上形成有豁口，通过所述豁口将所述活动卡箍套设在所述第一电缆和第二电缆的端部上；所述活动卡箍由导电材料制成。
6.根据权利要求3所述的电缆连接器，其特征在于，还包括：环形凸起，设置于所述中空壳体的内周；所述环形凸起由导电材料制成。
7.根据权利要求3所述的电缆连接器，其特征在于，固定件包括：
电缆压紧螺母，分别与所述中空壳体端部的外周配合，且设置有从所述电缆压紧螺母的顶部延伸至底部的穿孔，用于使所述第一电缆和所述第二电缆穿过所述电缆压紧螺母。
8.根据权利要求1所述的电缆连接器，其特征在于，所述连接件包括：第一电缆压接端子和第二电缆压接端子，其中，
所述第一电缆压接端子的一端具有用于容纳所述第一电缆的端部的第一电缆容纳部；
所述第二电缆压接端子的一端具有用于容纳所述第二电缆的端部的第二电缆容纳部。
9.根据权利要求8所述的电缆连接器，其特征在于，所述固定件包括：
公插头和与所述公插头相匹配的母插头；
所述公插头的一部分与所述第一电缆压接端子的另一端紧密连接，所述母插头的一部分与所述第二电缆压接端子的另一端紧密连接。
10.根据权利要求9所述的电缆连接器，其特征在于，所述固定件还包括多个铆钉，所述公插头和所述母插头均设置有固定孔；
所述铆钉，用于穿过设置在所述公插头和所述母插头的固定孔，以固定所述公插头和母插头。
11.根据权利要求1至10任一项所述的电缆连接器，其特征在于，还包括：绝缘防护胶带，包裹在所述连接件和所述固定件外周。
12.一种风力发电机组，其特征在于，包括：
多段塔筒；
多段电缆，分别设置在所述塔筒内的侧壁上；
多个如权利要求1-11所述的电缆连接器，位于相邻的所述电缆之间，用于电连接相邻的所述电缆。
13.一种基于权利要求12所述的风力发电机组的电缆连接方法，其特征在于，包括：
在每一段塔筒内的侧壁上预敷设电缆；
将相邻电缆的端部设置到连接件中；
紧固设置在所述连接件上的固定件，或连接设置在所述连接件上的固定件，使得相邻电缆电连接。
14.根据权利要求13所述的电缆连接方法，其特征在于，所述将相邻电缆的端部设置到连接件中，包括：
将其中一条电缆的端部穿过第一电缆压紧螺母并***进电缆套管的第一开口内，
将另一条电缆的端部穿过第二电缆压紧螺母并***进电缆套管的第二开口内；以及
所述紧固设置在所述连接件上的固定件，使得相邻电缆电连接，包括：
紧固所述第一电缆压紧螺母和第二电缆压紧螺母，使得所述中空壳体一端的第一开口和所述中空壳体另一端的第二开口的直径变小，并使得相邻电缆的外表面均与所述中空壳体的内表面接触。
15.根据权利要求13所述的电缆连接方法，其特征在于，所述将相邻电缆的端部设置到连接件中，包括：
将其中一条电缆的端部***到第一电缆压接端子的第一电缆容纳部中，
将另一条电缆的端部***到第二电缆压接端子的第二电缆容纳部中；
所述连接设置在所述连接件上的固定件，使得相邻电缆电连接，包括：
将所述第一电缆压接端子***到公插头中；
将所述第二电缆压接端子***到母插头中；
固定连接所述公插头和母插头。
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