[發明專利]含有電纜環的風力渦輪機

有效

• 申請號: 201210392418.2
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN103114973A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 亨寧·莫伊斯著普
• 申請（專利權）人: 遠景能源（江蘇）有限公司
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00;H02G11/00
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 李德魁

技術領域

本發明涉及一種風力渦輪機，其至少含有機艙，該機艙通過偏航軸承安裝在大致垂直的塔架頂端，其中，該偏航軸承能夠使該機艙相對于該塔架轉動，該風力渦輪機還具有多條電纜，例如電力電纜，該電纜自該機艙向下延伸至該塔架內，其中，該電纜設于電纜環結構中，該電纜環結構包括多個電纜分隔裝置，該電纜分隔裝置包括多個指狀物，該指狀物沿大致的徑向方向，自該電纜分隔裝置的第一位置/直徑延伸至外圓周/第二直徑，從而在指狀物之間形成多個間隙，電纜分隔裝置上的指狀物自中央部的圓周向外延伸。

背景技術

眾所周知，可將電纜連接至現代風力渦輪機中機艙內的，例如發電機、轉換器或其他電力設備上。這些電纜通常在塔架的內部延伸，從機艙延伸向塔架的底部。由于機艙必須相對于塔架作偏振運動，也稱為偏航運動，所以，這些電纜也必須能夠承受一些扭力和/或拉力。通過將電纜設置在塔架中央，可以將電纜中的拉力降至最小，而扭力則成為最重要的問題。由于電纜傾向于扭曲為螺旋狀，而螺旋狀的扭曲電纜與筆直的電纜相比，需要多一點的長度，這會在電纜中產生一定的拉力，所以電纜通常沿著某種環或框架的圓周布置。

為了克服需要額外長度的問題，慣常的做法是在懸掛電纜的底部使用電纜環。該電纜環由超長電纜簡單組成，該電纜大致松散地懸掛，以補償電纜束的扭轉。

電纜通常懸掛于所謂的電纜套中，該電纜套是機艙中的主要結構，并位于前述塔架的中央。電纜套為安裝在電纜上或電纜周圍的固定物，并設有孔眼，電纜可懸掛在這些孔眼中。

電纜環組通常設計為可承受±720度的扭轉。如果電纜的扭轉超過限度，風力渦輪機將會停止，機艙將會旋轉至例如0度的位置，從而反扭電纜。在現代風力渦輪機中，該功能通常被編程進入總控制系統，并且不需要額外人力即可執行。

上述解決方案可從WO?2010/105852?A2得知。多條電纜從機艙的主結構中懸掛出來。電纜位于塔架中央，并以小束方式設于多個圓環的內側以及外圓周上。通過常見的固定電纜的設備，將電纜固定至所述多個環，也就是，電纜固定設置到所述圓環。最低的環以懸掛的方式設置，當電纜扭轉和反扭時，這種設置方式允許該環上下移動，但該環與電纜固定，一同轉動。

由于電纜固定在所述環上，當電纜扭轉時，電纜的圓環下面和圓環上面將會有彎曲，隨著時間的推移，這將損壞電纜，并不得不對其進行更換，導致停轉時間和成本增加。

WO?2010/108538?A1還公開了用于處理風力渦輪機塔架中的電纜的解決方案，然而，其原理并不相同，電纜安裝在多個平板內，最低的平板設置為可對抗轉動及上下運動。因此，電纜將在所述平板的通孔中滑進滑出，這很快就會磨損圍繞電纜中導體的絕緣層。該問題在某種程度上是因配備帶通孔的平板而產生，其中，這些通孔的邊緣圓滑，但由于各條電纜扭轉，被推向這些邊緣，從而，電纜被磨損及損壞，這樣，就會出現短路的情況。WO?2010/108538A1所公開的該解決方案的另一個缺點為，必須通過引導每條電纜通過平板中的多個通孔，而從底部向上安裝或從頂部向下安裝電纜。該過程既麻煩又費時，而且昂貴。

WO?2010/108538所公開的技術方案的另一個問題是消除電纜散發的熱，由于電纜以小束的方式設置，在小直徑范圍內彼此靠得很近。之所以設置小直徑的平板，相信是為了試圖把電纜在扭轉時上下移動的距離減到最短。平板或環的直徑小，電纜的移動也小，反之亦然。環或板的小直徑也會引致電纜的變形以及對電纜的壓力，而且，直徑越小，變形和壓力更大。此外，直徑越小，電纜束會更緊密靠近，通過對流而散發的熱量也會隨之減少。

CN?202004388U公開了一種用于風力渦輪機的圓形電纜分隔裝置，其具有多個指狀物，所述指狀物沿半徑方向從中央部的圓周延伸至所述分隔裝置的外部圓周。所述多個指狀物之間具有用于容納電纜的間隙。所述指狀物的長度小于電纜直徑，電纜通過卡箍固定于間隙內，卡箍將電纜壓緊并保持在受壓位置。此外，電纜與電纜分隔裝置相接觸的表面具有尖銳的邊緣，扭轉時一組電纜使直徑最小化，以形成沙漏的形狀，從而破壞電纜的絕緣層并最終使其壞掉。此外，當將電纜固定至電纜分隔裝置時，電纜會在電纜分隔裝置的兩側發生彎曲，隨著時間的推移這也會使電纜受到破壞。

CN?201568227U公開了一種類似的電纜分隔裝置，其包括用于將電纜固定于原位的指狀物。該技術方案也具有上述磨損和彎曲的缺點。此外，該技術方案必須采用一片片地安裝，以將電纜設在指狀物之間。更進一步，位于最外層圓周上的指狀物的厚度小于電纜直徑，且電纜既不能保持也不能固定在指狀物之間。