CN220869570U - 一种风力发电机组扭缆保护装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种风力发电机组扭缆保护装置，涉及风力发电机组扭缆保护技术的领域，一种风力发电机组扭缆保护装置，包括电缆固定装置和至少两个连杆；电缆固定装置包括外圈、内圈、连接支架和多个连接组件，内圈设置在外圈的内部，且通过连接支架与外圈连接；内圈围成第一固定腔，第一固定腔用于穿设各第一电缆，内圈和外圈之间形成安装腔，连接支架将安装腔分割为多个第二固定腔，连接组件一一对应设置在第二固定腔内，第二固定腔用于穿设第二电缆；通过将不同种类的电缆分开设置，最大程度的避免了电缆的磕碰损伤，又能解决扭缆中各个电缆所受摩擦的影响程度不同，对强度和韧性较低的电缆的影响较大的问题。

Description

一种风力发电机组扭缆保护装置

技术领域

本申请涉及风力发电机组扭缆保护技术，尤其涉及一种风力发电机组扭缆保护装置。

背景技术

风力发电机组扭缆是指为机组机舱与塔底设备在塔筒内连接所用的软缆，其中包括动力电缆、控制电缆及光纤、通讯电缆等。风力发电机组为使叶轮获得最大风能，需要快速平稳的对准风向，而在风机对风偏航过程中，电缆会随着机舱转动，存在一定程度的扭力、缠绕和晃动。多股电缆虽相互扭合形成扭缆以增加强度，但在风机偏航过程中，不可避免的会发生与周围金属构架的碰撞，且电缆间也存在相互摩擦，严重时电缆绝缘层完全损坏拉弧，严重时将导致火灾事故发生。

相关技术中，风力发电行业通常采用安装扭缆保护装置以限制电缆间及与周围金属构架的碰撞与摩擦，扭缆保护装置是电缆夹具的一种，在风力发电机组中起到固定和保护电缆的作用。现有的扭缆保护装置主要有两类：一是采取安装限位环的方法，将电缆限制在限位区域中，从而限制电缆的大幅晃动；二是采用在电缆上包裹橡胶皮的方法，以此保护内部的电缆。

然而，扭缆中不同功能的电缆具有不同的强度和韧性，将各种电缆相互扭合在一起并且加入限位环限制大幅晃动，仍不能避免各个电缆相互之间的摩擦，各个电缆所受摩擦的影响程度也会有所不同，对强度和韧性较低的电缆的影响较大。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种风力发电机组扭缆保护装置，旨在解决扭缆中各个电缆所受摩擦的影响程度不同，对强度和韧性较低的电缆的影响较大的问题。

为实现上述目的，本申请提供的一种风力发电机组扭缆保护装置，采用以下技术方案：

本申请提供了一种风力发电机组扭缆保护装置，扭缆包括多个第一电缆和多个第二电缆，风力发电机组扭缆保护装置包括：电缆固定装置和至少两个连杆；

各所述连杆用于与风机偏航平台连接；

所述电缆固定装置包括外圈、内圈、连接支架和多个连接组件，所述内圈设置在所述外圈的内部，且通过所述连接支架与所述外圈连接；

所述内圈围成第一固定腔，所述第一固定腔用于穿设各所述第一电缆，

所述内圈和所述外圈之间形成安装腔，所述连接支架将所述安装腔分割为多个第二固定腔，所述连接组件一一对应设置在所述第二固定腔内，所述第二固定腔用于穿设各所述第二电缆。

通过采用上述技术方案，在安装风力发电机组的扭缆时，首先将第一电缆穿设在第一固定腔内，然后将第二电缆穿设在第二固定腔内，电缆固定装置在稳固扭缆的同时，可区别分类第一电缆和第二电缆，并将第一电缆和第二电缆分别固定在对应的限制区域内，针对于强度和韧性不同的第一电缆和第二电缆，能够有效避免各个电缆所受摩擦的影响程度不同导致强度和韧性较低的电缆较易损坏的现象。

在一种可能的实现方式中，所述连接组件包括连接板和两个夹板，两个所述夹板均与所述连接板连接，所述连接板与所述内圈的外侧壁连接，两个所述夹板与所述连接板共同形成所述第二固定腔。

这里，连接组件可将第二电缆稳固在第二固定腔内，且连接组件包括连接板和两个夹板，其结构较为简单，可降低风力发电机组扭缆保护装置的制作成本。

在一种可能的实现方式中，所述第二固定腔内设置有多个弧形槽，各所述弧形槽依次设置，且所述弧形槽围成与多个所述第二电缆相互缠绕后的外侧壁相匹配的限位圈。

这里，采用与第二电缆外侧壁相匹配的弧形槽，对第二电缆具有进一步的限位作用，使第二电缆穿设在第二固定腔内更稳固。

在一种可能的实现方式中，所述连接组件还包括连接件，两个所述夹板通过所述连接件连接。

通过采用上述技术方案，在连接组件上增设连接件，在向第二固定腔内穿设第二电缆时，可首先通过打开连接件解除两个夹板的连接状态，待穿设第二电缆结束后，重新使用连接件将两个夹板连接，操作简便且使得第二电缆更稳固。

在一种可能的实现方式中，所述内圈的内侧壁具有第一缓冲件。

这里，第一电缆穿设在第一固定腔内，第一电缆在偏航平台偏航的过程中会不可避免的与内圈的内侧壁发生摩擦，从而导致第一电缆出现损坏的情况，而第一缓冲件则可以有效的避免因摩擦导致第一电缆出现损坏的现象，延长第一电缆的使用寿命。

在一种可能的实现方式中，所述风力发电机组扭缆保护装置还包括至少两个滑套，所述滑套与所述连杆一一对应，所述滑套套设在所述连杆上，且所述滑套相对于所述连杆滑动，且所述外圈的外侧与所述滑套连接。

通过采用上述技术方案，滑套与外圈的外侧连接，可使得电缆固定装置可沿连杆滑动，在风机偏航平台的偏航过程中，扭缆受到的力可分为沿轴向的力和垂直于轴向的力，电缆固定装置可沿连杆滑动则可以消除扭缆受到的沿轴向的力，保证了电缆间及电缆与扭缆保护装置之间不会发生横向及纵向的运动，最大程度的避免了电缆的磕碰损伤，进一步延长了电缆的使用寿命。

在一种可能的实现方式中，所述滑套为直线滑动轴承，所述直线滑动轴承的内径略小于所述连杆的直径，用于确保所述直线滑动轴承与所述连杆稳定滑移连接。

通过采用上述技术方案，直线滑动轴承具有高精度、摩擦阻力小、相应迅速的特点，可以很好的相应扭缆受到的力，进而保护扭缆的安全。

在一种可能的实现方式中，所述风力发电机组扭缆保护装置还包括限位件，所述限位件与各所述连杆背离所述风机偏航平台的一端连接。

通过采用上述技术方案，限位件可以起到限制电缆固定装置移动距离过大的效果，避免因电缆固定装置移动距离过大导致扭缆损坏的情况。

此外，限位件还可以起到稳定各个连杆的作用。

在一种可能的实现方式中，所述限位件为限位环，所述限位环上包覆有第二缓冲件。

通过采用上述技术方案，限位环可有效利用风机偏航平台内有限的空间，并同时对电缆固定装置起到限位作用。

此外，位于电缆固定装置下方的扭缆会在风机偏航平台偏航过程中不可避免的与限位环碰撞摩擦，而限位环上包覆有第二缓冲件则可以有效缓解扭缆与限位环产生的碰撞摩擦对扭缆的不利影响。

在一种可能的实现方式中，所述第二缓冲件为防磨电缆护套。

通过采用上述技术方案，防磨电缆护套具有结构简单、成本低、易安装的特点，可使第二缓冲件安装便捷并且降低制作成本。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、将扭缆中各个强度和韧性不同的电缆分开稳固，能够有效避免各个电缆所受摩擦的影响程度不同导致强度和韧性较低的电缆较易损坏的现象。

2、连接组件中采用与第二电缆外侧壁相匹配的弧形槽，对第二电缆具有进一步的限位作用，使第二电缆穿设在第二固定腔内更稳固。

3、滑套与外圈的外侧连接，可使得电缆固定装置可沿连杆滑动，在风机偏航平台的偏航过程中，扭缆受到的力可分为沿轴向的力和垂直于轴向的力，电缆固定装置可沿连杆滑动则可以消除扭缆受到的沿轴向的力，保证了电缆间及电缆与扭缆保护装置之间不会发生横向及纵向的运动，最大程度地避免了电缆的磕碰损伤，进一步延长了电缆的使用寿命。

附图说明

以下结合附图对本申请的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，本申请不局限于下述的具体实施方式。

图1为本申请实施例提供的一种风力发电机组扭缆保护装置的结构示意图；

图2为图1中电缆固定装置的结构示意图；

图3为图1中电缆固定装置与扭缆的结构示意图。

附图标记说明：

100、第一电缆；200、第二电缆；300、电缆固定装置；310、外圈；311、第二固定腔；320、内圈；321、第一固定腔；330、连接支架；340、连接组件；341、连接板；342、夹板；343、连接件；3431、连接块；3432、螺栓；350、第一缓冲件；400、连杆；500、风机偏航平台；600、滑套；700、限位件；710、第二缓冲件。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

其次，需要说明的是，在本申请的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或构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。

此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个构件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

风力发电机组扭缆是指为机组机舱与塔底设备在塔筒内连接所用的软缆，其中包括动力电缆、控制电缆及光纤、通讯电缆等。风力发电机组为使叶轮获得最大风能，需要快速平稳的对准风向，而在风机对风偏航过程中，电缆会随着机舱转动，存在一定程度的扭力、缠绕和晃动。多股电缆虽相互扭合形成扭缆以增加强度，但在风机偏航过程中，不可避免的会发生与周围金属构架的碰撞，且电缆间也存在相互摩擦，严重时电缆绝缘层完全损坏拉弧，严重时将导致火灾事故发生。

风力发电机组扭缆保护装置(Twisted Pair Protection Device，简称TPPD)，是一种用于风力发电机组内部的电缆的保护装置。在风力发电机组的转子和塔筒之间，通常需要使用扭缆电缆连接。由于电缆在旋转的同时还需要承受摩擦、温度等多种因素的影响，因此容易出现断线、磨损、接触不良等问题，影响设备的正常运行，增加了维护成本，同时也带来了较大的安全隐患。TPPD就是为了解决这些问题而设计的，可以有效地保护电缆连接部分，降低维护成本。

为了解决这些问题，相关企业和研究机构进行了大量的研究探索，提出了风力发电机组扭缆保护装置这一技术方案。

相关技术中，风力发电行业通常采用安装扭缆保护装置以限制电缆间及与周围金属构架的碰撞与摩擦，扭缆保护装置是电缆夹具的一种，在风力发电机组中起到固定和保护电缆的作用。现有的扭缆保护装置主要有两类：一是采取安装限位环的方法，将电缆限制在限位区域中，从而限制电缆的大幅晃动；二是采用在电缆上包裹橡胶皮的方法，以此保护内部的电缆。有效地提高了电缆线路的稳定性和防护性，降低了维护成本，为风力发电行业的健康稳定发展提供了有力支持。

然而，扭缆中不同功能的电缆具有不同的强度和韧性，将各种电缆相互扭合在一起并且加入限位环限制大幅晃动，仍不能避免各个电缆相互之间的摩擦，各个电缆所受摩擦的影响程度也会有所不同，对强度和韧性较低的电缆的影响较大。

针对上述问题，本申请提供一种风力发电机组扭缆保护装置，用于解决扭缆中各个电缆所受摩擦的影响程度不同，对强度和韧性较低的电缆的影响较大的问题。

下面结合附图和具体实施例来对本申请进行详细的说明：

图1为本申请实施例提供的一种风力发电机组扭缆保护装置的结构示意图；图2为图1中电缆固定装置的结构示意图，图3为图1中电缆固定装置与扭缆的结构示意图。

参照图1、图2和图3所示，本申请实施例提供的一种风力发电机组扭缆保护装置，其中扭缆包括多个第一电缆100和多个第二电缆200。

具体的，第一电缆100可以为通信类电缆，第二电缆200可以为动力控制类电缆，通信电缆其强度和韧性相较于动力控制类电缆都比较低。

风力发电机组扭缆保护装置包括：电缆固定装置300和至少两个连杆400；各连杆400用于与风机偏航平台500连接；电缆固定装置300包括外圈310、内圈320、连接支架330和多个连接组件340，内圈320设置在外圈310的内部，且通过连接支架330与外圈310连接；内圈320围成第一固定腔321，第一固定腔321用于穿设各第一电缆100，内圈320和外圈310之间形成安装腔，连接支架330将安装腔分割为多个第二固定腔311，连接组件340一一对应设置在第二固定腔311内，第二固定腔311用于穿设各第二电缆200。

在上述实施方式中，在安装风力发电机组的扭缆时，首先将第一电缆100穿设在第一固定腔321内，然后将第二电缆200穿设在第二固定腔311内，电缆固定装置300在稳固扭缆的同时，可区别分类第一电缆100和第二电缆200，并将第一电缆100和第二电缆200分别固定在对应的限制区域内，针对于强度和韧性不同的第一电缆100和第二电缆200，能够有效避免因各个电缆所受摩擦的影响程度不同而导致的强度和韧性较低的电缆较易损坏的现象。

此外，工作人员可根据需要灵活设置第二固定腔311的数量，提高装置的适用性。

可选的，连杆400的数量为三个，三个连杆400位于同一圆周上且均匀间隔设置

这里，将连杆400设置为三个，可在兼顾制作成本的同时进一步提高电缆固定装置300与风机偏航平台500通过连杆400连接的稳定性。

在一种可能的实施方式中，连接组件340包括连接板341和两个夹板342，两个夹板342均与连接板341连接，连接板341与内圈320的外侧壁连接，两个夹板342与连接板341共同形成第二固定腔311。

这里，连接组件340可将第二电缆200稳固在第二固定腔311内，且连接组件340包括连接板341和两个夹板342，其结构较为简单，可降低风力发电机组扭缆保护装置的制作成本。

进一步的，第二固定腔311内设置有多个弧形槽，各弧形槽依次设置，且弧形槽围成与多个第二电缆200相互缠绕后形成的麻花状电缆的外侧壁相匹配的限位圈。

这里，采用与第二电缆200外侧壁相匹配的弧形槽，对第二电缆200具有进一步的限位作用，使第二电缆200穿设在第二固定腔311内更稳固，工作人员可将三根三相动力控制类电缆限制并缠绕在一起为一组，限位圈可适配三个第二电缆200相互缠绕后形成的麻花状扭缆，便于工作人员区别分类。

进一步的，夹板342靠近第二电缆200的侧壁上设置有绝缘泡沫棉。

这里，绝缘泡沫棉一方面可减小第二电缆200与夹板342内侧壁之间的摩擦，减小对第二电缆200的损伤，另一方面，绝缘泡沫棉具有较低的制作成本。

在一种可能的实施方式中，连接组件340还包括连接件343，两个夹板342通过连接件343连接。

具体的，连接件343包括设置在各夹板342相互靠近一端的连接块3431和设置在两个相互靠近的连接块3431之间的螺栓3432，连接块3431上开设有用于穿设螺栓3432的通孔。

这里，在连接组件340上增设连接件343，在向第二固定腔311内穿设第二电缆200时，可首先通过拧松取下螺栓3432，解除两个夹板342的连接状态，待穿设第二电缆200结束后，重新使用螺栓3432将两个连接块3431连接，操作简便且使得第二电缆200更稳固。

在一种可能的实施方式中，内圈320的内侧壁具有第一缓冲件350。

可选的，第一缓冲件350为橡胶圈。

这里，第一电缆100穿设在第一固定腔321内，第一电缆100在风机偏航平台500偏航的过程中会不可避免的与内圈320的内侧壁发生摩擦，从而导致第一电缆100出现损坏的情况，而橡胶圈其质地较软，可以有效的避免因摩擦导致第一电缆100出现损坏的现象，延长第一电缆100的使用寿命。

在一种可能的实施方式中，风力发电机组扭缆保护装置还包括至少两个滑套600，滑套600与连杆400一一对应，滑套600套设在连杆400上，且滑套600相对于连杆400滑动，且外圈310的外侧与滑套600连接。

可选的，滑套600为直线滑动轴承，直线滑动轴承的内径略小于连杆400的直径，用于确保直线滑动轴承与连杆400稳定滑移连接。

这里，滑套600与外圈310的外侧连接，可使得电缆固定装置300可沿连杆400滑动，在风机偏航平台500的偏航过程中，可知道的是，扭缆受到的力可分为沿轴向的力和垂直于轴向的力，电缆固定装置300可沿连杆400滑动则可以消除扭缆受到的沿轴向的力，保证了电缆间及电缆与扭缆保护装置之间不会发生横向及纵向的运动，最大程度的避免了电缆的磕碰损伤，进一步延长了电缆的使用寿命。

此外，直线滑动轴承具有高精度、摩擦阻力小、响应迅速的特点，可以很好的响应扭缆受到的力，进而保护扭缆的安全。

在一种可能的实施方式中，风力发电机组扭缆保护装置还包括限位件700，限位件700与各连杆400背离风机偏航平台500的一端连接。

可选的，限位件700为限位环，限位环上包覆有第二缓冲件710。

具体的，第二缓冲件710为防磨电缆护套。

通过采用上述技术方案，限位件700可以起到限制电缆固定装置300移动距离过大的效果，避免因电缆固定装置300移动距离过大导致扭缆损坏的情况，限位环可有效利用风机偏航平台500内有限的空间，并同时对电缆固定装置300起到限位作用。

此外，位于电缆固定装置300下方的扭缆会在风机偏航平台500偏航过程中不可避免的与限位环碰撞摩擦，而限位环上包覆有第二缓冲件710则可以有效降低扭缆与限位环产生的碰撞摩擦对扭缆的不利影响。防磨电缆护套具有结构简单、成本低、易安装的特点，可使第二缓冲件710安装便捷并且降低制作成本。

本申请实施例一种风力发电机组扭缆保护装置的实施原理为：在风机偏航平台500下方增设连杆400和电缆固定装置300，并且将扭缆中的通信类电缆和动力控制类电缆分开固定在电缆固定装置300上，将强度和韧性较低的通信类电缆设置在内圈320中，将强度和韧性较高的动力控制类电缆设置在第二固定腔311中；当风机偏航平台500在偏航过程中，扭缆会随着与电缆固定装置300连接的直线滑动轴承上下运动，实现在有效限制扭缆的大幅摆动的同时，既能保证了电缆间及电缆与扭缆保护装置之间不会发生横向及纵向的运动，最大程度的避免了电缆的磕碰损伤，进一步延长了电缆的使用寿命，又能解决扭缆中各个电缆所受摩擦的影响程度不同，对强度和韧性较低的电缆的影响较大的问题。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。

本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种风力发电机组扭缆保护装置，扭缆包括多个第一电缆和多个第二电缆，其特征在于，风力发电机组扭缆保护装置包括：电缆固定装置和至少两个连杆；

各所述连杆用于与风机偏航平台连接；

所述电缆固定装置包括外圈、内圈、连接支架和多个连接组件，所述内圈设置在所述外圈的内部，且通过所述连接支架与所述外圈连接；

所述内圈围成第一固定腔，所述第一固定腔用于穿设各所述第一电缆；

所述内圈和所述外圈之间形成安装腔，所述连接支架将所述安装腔分割为多个第二固定腔，所述连接组件一一对应设置在所述第二固定腔内，所述第二固定腔用于穿设各所述第二电缆。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组扭缆保护装置，其特征在于，所述连接组件包括连接板和两个夹板，两个所述夹板均与所述连接板连接，所述连接板与所述内圈的外侧壁连接，两个所述夹板与所述连接板共同形成所述第二固定腔。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组扭缆保护装置，其特征在于，所述第二固定腔内设置有多个弧形槽，各所述弧形槽依次设置，且所述弧形槽围成与多个所述第二电缆相互缠绕后的外侧壁相匹配的限位圈。

4.根据权利要求2所述的风力发电机组扭缆保护装置，其特征在于，所述连接组件还包括连接件，两个所述夹板通过所述连接件连接。

5.根据权利要求3所述的风力发电机组扭缆保护装置，其特征在于，所述内圈的内侧壁具有第一缓冲件。

6.根据权利要求1所述的风力发电机组扭缆保护装置，其特征在于，还包括至少两个滑套，所述滑套与所述连杆一一对应，所述滑套套设在所述连杆上，且所述滑套相对于所述连杆滑动，且所述外圈的外侧与所述滑套连接。

7.根据权利要求6所述的风力发电机组扭缆保护装置，其特征在于，所述滑套为直线滑动轴承，所述直线滑动轴承的内径小于所述连杆的直径，用于确保所述直线滑动轴承与所述连杆稳定滑移连接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的风力发电机组扭缆保护装置，其特征在于，还包括限位件，所述限位件与各所述连杆背离所述风机偏航平台的一端连接。

9.根据权利要求8所述的风力发电机组扭缆保护装置，其特征在于，所述限位件为限位环，所述限位环上包覆有第二缓冲件。

10.根据权利要求9所述的风力发电机组扭缆保护装置，其特征在于，所述第二缓冲件为防磨电缆护套。