一种风电叶片法兰与电缆线连接结构的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电技术领域，涉及一种风电叶片的连接结构，特别是一种风电叶片法兰与电缆线连接结构。


背景技术：

2.风力发电机组叶片主要由壳体部件、主梁部件、腹板部件、避雷系统等组成。避雷系统通常由叶尖、电缆线、接闪器等组成，电缆线通过接线端子连接其它部件，特别是法兰。现有风电叶片的接线端子通常通过一体铸造、机械加工制备，接线端子与法兰连接区域为板状结构，接线端子与电缆线导体连接区域为空心曲面结构。风力发电机组叶片在运动过程中通常会导致叶根区域发生变形，因法兰刚性大于叶片叶根刚性，叶根区域变形过程中法兰与叶片叶根出现相互作用力，接线端子板状结构与空心曲面结构连接区域易形成应力集中导致接线端子断裂。接线端子空心曲面结构在夹压过程中不易操作，施加力较大时，容易破坏空心曲面结构导致裂纹加速破坏，施加力较小时，固定较差容易脱落，施力过程中也易破坏接线端子板状结构与空心曲面结构连接区域。


技术实现要素：

3.(一)实用新型所要解决的技术问题
4.为克服现有技术中上述的缺陷，本实用新型提供了一种风电叶片法兰与电缆线连接结构，连接组件与法兰通过机械方式连接，连接组件曲面结构可以为实体曲面，电缆线导体缠绕实体曲面外侧通过线夹夹压固定，连接组件曲面结构也可以为空心曲面，电缆线导体嵌入镂空的空心曲面内侧通过直接夹压固定。本实用新型的风电叶片法兰与电缆线连接结构，具有操作简单、连接区域稳定性较好等优点。
5.(二)为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种风电叶片法兰与电缆线连接结构，包括设置在风电叶片叶根端部的法兰盘、设置在风电叶片内腔中的避雷电缆线，其特征在于：
7.所述避雷电缆线通过连接组件以机械方式固定连接在所述法兰盘上，其中，所述连接组件包括一设置在所述法兰盘内周侧壁上的法兰螺纹孔、一整体呈弯折状的螺纹柱，所述螺纹柱的一端呈带有外螺纹的实心柱状体、另一端为空心曲面内腔且端部呈开口状的空心柱状体，所述螺纹柱的实心柱状体的外螺纹与所述法兰螺纹孔的尺寸相适配，所述螺纹柱的实心柱状体通过其外螺纹固定连接在所述法兰盘的法兰螺纹孔中，所述避雷电缆线的端部嵌入并夹压固定在所述螺纹柱的空心柱状体的空心曲面内腔中。
8.作为本实用新型的进一步方案：所述避雷电缆线的端部以去除其表面的绝缘层、保护层和屏蔽层而外露其电缆线导体的方式嵌入在所述螺纹柱的空心柱状体的空心曲面内腔中，且所述避雷电缆线端部外露的电缆线导体的长度与所述空心曲面内腔的深度一致。
9.作为本实用新型的进一步方案：所述连接组件还包括一热塑性塑料套筒，所述热
塑性塑料套筒套设覆盖所述螺纹柱的实心柱状体与法兰螺纹孔之间的连接区域、以及所述螺纹柱的空心柱状体与所述避雷电缆线端部之间的连接区域，且在连接装配完成后，所述热塑性塑料套筒以热缩包裹方式覆盖各连接区域。
10.本实用新型还提供了另外一种结构形式的风电叶片法兰与电缆线连接结构，包括设置在风电叶片叶根端部的法兰盘、设置在风电叶片内腔中的避雷电缆线，其特征在于：
11.所述避雷电缆线通过连接组件以机械方式固定连接在所述法兰盘上，其中，所述连接组件包括一开设在所述法兰盘内周侧壁上的开口槽、一连接螺栓213，所述开口槽的开口部分形成在所述法兰盘的内端面上，且所述开口槽的底面向上形成一凸台，所述凸台的中部开设一法兰螺纹孔，且所述凸台的顶面低于所述法兰盘的内周侧壁面，所述凸台的高度不大于所述避雷电缆线的端部直径，所述凸台与所述开口槽的侧壁之间具有间隙，所述间隙整体形成为一u形连接槽，
12.所述避雷电缆线的端部弯折后以形状相适配的方式设置在所述u形连接槽中，并缠绕在所述凸台的外周面上，所述连接螺栓通过其外螺纹固定连接在所述法兰盘的法兰螺纹孔中，且在连接装配完成后，所述连接螺栓的头部压设在所述避雷电缆线的端部弯折处。
13.作为本实用新型的进一步方案：所述连接组件还包括一与所述连接螺栓相配合的金属垫片，所述连接螺栓的头部通过所述金属垫片压设在所述避雷电缆线的端部弯折处。
14.作为本实用新型的进一步方案：所述避雷电缆线的端部以去除其表面的绝缘层、保护层和屏蔽层而外露其电缆线导体的方式缠绕在所述凸台的外周面上。
15.作为本实用新型的进一步方案：所述电缆线导体缠绕所述凸台后通过一线夹夹压固定。
16.作为本实用新型的进一步方案：所述线夹为薄片曲面结构，一侧设有开口以便于夹压。
17.作为本实用新型的进一步方案：所述连接组件还包括一热塑性塑料套筒，所述热塑性塑料套筒套设覆盖所述电缆线导体的被线夹夹压固定的区域，且在连接装配完成后，所述热塑性塑料套筒3以热缩包裹方式覆盖该区域。
18.本实用新型还提供了第三种结构形式的风电叶片法兰与电缆线连接结构，包括设置在风电叶片叶根端部的法兰盘、设置在风电叶片内腔中的避雷电缆线，其特征在于：
19.所述避雷电缆线通过连接组件以机械方式固定连接在所述法兰盘上，其中，所述连接组件包括一设置在所述法兰盘内周侧壁上的法兰螺纹孔、一连接头，所述连接头包括一柱形块和一形成在所述柱形块下端的螺纹柱，所述连接头通过其螺纹柱固定连接在所述法兰盘的法兰螺纹孔中，所述避雷电缆线的端部以弯折方式固定缠绕连接在所述柱形块的外表面上。
20.(三)同现有技术相比，实用新型所能达到的技术效果
21.本实用新型的风电叶片法兰与电缆线连接结构，连接组件与法兰通过机械方式连接，电缆线与连接组件另一端通过夹压方式固定；连接组件设有曲面结构电缆线导体缠绕曲面外侧通过线夹夹压固定，避免接线端子异型结构易形成应力集中破坏，连接区域稳定性较好；连接组件曲面结构可以为镂空的空心曲面结构，便于夹压固定，便于简单操作。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例1的风电叶片法兰与电缆线连接结构示意图。
23.图2为本实用新型实施例2的风电叶片法兰与电缆线连接结构示意图。
24.图3为本实用新型实施例3的风电叶片法兰与电缆线连接结构示意图。
25.附图标记说明：
26.1、法兰盘；2、连接组件；21、法兰螺纹孔；211、u形连接槽；212、凸台；213、螺栓；22、螺纹柱；221、柱形块；23：空心柱状体；3、热塑性塑料套筒；4、电缆线导线；5、电缆线；6、线夹。
具体实施方式
27.为了更好的理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解。需要说明的是，以下所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的内容不局限于下面的实施例。实际上，在未背离本实用新型的范围或精神的情况下，可以在本实用新型中进行各种修改和变化，这对本领域技术人员来说将是显而易见的。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用来产生又一个实施例。因此，意图是本实用新型将这样的修改和变化包括在所附的权利要求书和它们的等同物的范围内。
28.第一实施例：
29.如图1所示，本实用新型的风电叶片法兰与电缆线连接结构，包括设置在风电叶片叶根端部的法兰盘1、连接组件2、设置在风电叶片内腔中的避雷电缆线5，避雷电缆线5通过连接组件以机械方式固定连接在法兰盘上1。连接组件2包括一设置在法兰盘1内周侧壁上的法兰螺纹孔21、一整体呈弯折状的螺纹柱22，螺纹柱22的一端呈带有外螺纹的实心柱状体、另一端为空心曲面内腔且端部呈开口状的空心柱状体23，连接组件2一端的螺纹柱22与法兰盘1中的螺纹孔21适配连接固定。电缆线5去除一定长度的绝缘层、保护层、屏蔽层，电缆线导体4充分外露，外露尺寸与螺纹柱22的空心柱状体23的空心曲面内腔的深度一致。电缆线导体4嵌入空心柱状体23，使用夹压工装使电缆线导体4与空心柱状体23固定。热塑性塑料套筒3覆盖螺纹柱22与螺纹孔21的连接区域、电缆线导体4与空心柱状体23的连接区域，加热使热塑性塑料套筒3热缩包裹。
30.第二实施例：
31.如图2所示，本实用新型的风电叶片法兰与电缆线连接结构，包括法兰1、连接组件2、电缆线5。连接组件2包括一开设在法兰盘内周侧壁上的开口槽、一连接螺栓22，开口槽的开口部分形成在法兰盘1的内端面上，且开口槽的底面向上形成一凸台212，凸台212的中部开设一法兰螺纹孔21，且凸台212的顶面低于法兰盘1的内周侧壁面，凸台212的高度不大于避雷电缆线5的端部直径，凸台212与开口槽的侧壁之间具有间隙，间隙整体形成为一u形连接槽211，电缆线5去除一定长度的绝缘层、保护层、屏蔽层，电缆线导体4充分外露，外露尺寸能够缠绕u形连接槽211，且外露电缆线导体4一端能够与另一端重合，重合尺寸不小于5厘米。凸台212放置金属垫片，金属垫片材质与电缆线导体一致，螺栓213上与螺纹孔21适配的螺栓柱22通过金属垫片，将电缆线导体4固定于u形连接槽211。外露电缆线导体4重合区域使用线夹6固定。螺栓213长度应适宜，确保在安装完成后低于法兰1，螺栓213的螺栓帽为
内六角结构便于安装。热塑性塑料套筒3覆盖螺栓213连接区域、电缆线导体4重合连接区域，加热使热塑性塑料套筒3热缩包裹。
32.第三实施例：
33.如图3所示，本实用新型的风电叶片法兰与电缆线连接结构，包括法兰1、连接组件2、避雷电缆线5。连接组件2包括一设置在法兰盘内周侧壁上的法兰螺纹孔21、一连接头，连接头包括一柱形块221和一形成在柱形块下端的螺纹柱22，连接头通过其螺纹柱22固定连接在法兰盘的法兰螺纹孔21中，避雷电缆线5的端部以弯折方式固定缠绕连接在柱形块221的外表面上。
34.连接组件2一端的螺纹柱22与法兰盘1中螺纹孔21适配连接固定。电缆线5去除一定长度的绝缘层、保护层、屏蔽层，电缆线导体4充分外露，外露尺寸能够缠绕柱形块221，且外露电缆线导体4一端能够与另一端重合，重合尺寸不小于5厘米。外露电缆线导体4重合区域使用线夹6固定。热塑性塑料套筒3覆盖柱形块221连接区域、电缆线导体4重合连接区域，加热使热塑性塑料套筒3热缩包裹。
35.通过上述实施例，完全有效地实现了本实用新型的目的。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
36.本实用新型未详细阐述部分属于本领域技术人员的公知技术。

技术特征：
1.一种风电叶片法兰与电缆线连接结构，包括设置在风电叶片叶根端部的法兰盘、设置在风电叶片内腔中的避雷电缆线，其特征在于：所述避雷电缆线通过连接组件以机械方式固定连接在所述法兰盘上，其中，所述连接组件包括一设置在所述法兰盘内周侧壁上的法兰螺纹孔、一整体呈弯折状的螺纹柱，所述螺纹柱的一端呈带有外螺纹的实心柱状体、另一端为空心曲面内腔且端部呈开口状的空心柱状体，所述螺纹柱的实心柱状体的外螺纹与所述法兰螺纹孔的尺寸相适配，所述螺纹柱的实心柱状体通过其外螺纹固定连接在所述法兰盘的法兰螺纹孔中，所述避雷电缆线的端部嵌入并夹压固定在所述螺纹柱的空心柱状体的空心曲面内腔中。2.根据权利要求1所述的风电叶片法兰与电缆线连接结构，其特征在于：所述避雷电缆线的端部以去除其表面的绝缘层、保护层和屏蔽层而外露其电缆线导体的方式嵌入在所述螺纹柱的空心柱状体的空心曲面内腔中，且所述避雷电缆线端部外露的电缆线导体的长度与所述空心曲面内腔的深度一致。3.根据权利要求1所述的风电叶片法兰与电缆线连接结构，其特征在于：所述连接组件还包括一热塑性塑料套筒，所述热塑性塑料套筒套设覆盖所述螺纹柱的实心柱状体与法兰螺纹孔之间的连接区域、以及所述螺纹柱的空心柱状体与所述避雷电缆线端部之间的连接区域，且在连接装配完成后，所述热塑性塑料套筒以热缩包裹方式覆盖各连接区域。4.一种风电叶片法兰与电缆线连接结构，包括设置在风电叶片叶根端部的法兰盘、设置在风电叶片内腔中的避雷电缆线，其特征在于：所述避雷电缆线通过连接组件以机械方式固定连接在所述法兰盘上，其中，所述连接组件包括一开设在所述法兰盘内周侧壁上的开口槽、一连接螺栓，所述开口槽的开口部分形成在所述法兰盘的内端面上，且所述开口槽的底面向上形成一凸台，所述凸台的中部开设一法兰螺纹孔，且所述凸台的顶面低于所述法兰盘的内周侧壁面，所述凸台的高度不大于所述避雷电缆线的端部直径，所述凸台与所述开口槽的侧壁之间具有间隙，所述间隙整体形成为一u形连接槽，所述避雷电缆线的端部弯折后以形状相适配的方式设置在所述u形连接槽中，并缠绕在所述凸台的外周面上，所述连接螺栓通过其外螺纹固定连接在所述法兰盘的法兰螺纹孔中，且在连接装配完成后，所述连接螺栓的头部压设在所述避雷电缆线的端部弯折处。5.根据权利要求4所述的风电叶片法兰与电缆线连接结构，其特征在于：所述连接组件还包括一与所述连接螺栓相配合的金属垫片，所述连接螺栓的头部通过所述金属垫片压设在所述避雷电缆线的端部弯折处。6.根据权利要求4所述的风电叶片法兰与电缆线连接结构，其特征在于：所述避雷电缆线的端部以去除其表面的绝缘层、保护层和屏蔽层而外露其电缆线导体的方式缠绕在所述凸台的外周面上。7.根据权利要求6所述的风电叶片法兰与电缆线连接结构，其特征在于：所述电缆线导体缠绕所述凸台后通过一线夹夹压固定。8.一种风电叶片法兰与电缆线连接结构，包括设置在风电叶片叶根端部的法兰盘、设置在风电叶片内腔中的避雷电缆线，其特征在于：所述避雷电缆线通过连接组件以机械方式固定连接在所述法兰盘上，其中，所述连接组件包括一设置在所述法兰盘内周侧壁上的法兰螺纹孔、一连接头，所述连接头包括一柱
形块和一形成在所述柱形块下端的螺纹柱，所述连接头通过其螺纹柱固定连接在所述法兰盘的法兰螺纹孔中，所述避雷电缆线的端部以弯折方式固定缠绕连接在所述柱形块的外表面上。

技术总结
本实用新型涉及一种风电叶片法兰与电缆线连接结构，属于风力发电技术领域，包括法兰、连接组件、电缆线。连接组件与法兰通过机械方式连接，连接组件曲面结构可以为实体曲面，电缆线导体缠绕实体曲面外侧通过线夹夹压固定，连接组件曲面结构也可以为空心曲面，电缆线导体嵌入镂空的空心曲面内侧通过直接夹压固定。连接区域均使用热塑性塑料进行热缩包裹。本实用新型操作简单、连接区域稳定性较好。连接区域稳定性较好。连接区域稳定性较好。


技术研发人员：马寅虎 夏寅鹏 姜丰
受保护的技术使用者：中科宇能科技发展有限公司
技术研发日：2022.09.16
技术公布日：2023/5/12