搬运风力涡轮机的电力线缆的制作方法

本发明涉及搬运风力涡轮机的电力线缆部分的装置和方法，其特别是用于运输和/或连接到开关设备和/或重新连接。此外，本发明涉及一种包括该装置的风力涡轮机。

背景技术：

1、在安装在风力涡轮机塔架的顶部上的机舱中，风力涡轮机包括发电机，该发电机在其上附接有多个转子叶片的转子旋转时产生电能。电输出功率在穿过风力涡轮机塔架延伸的电力线缆中传送，并且供应到海底线缆或地下线缆，该海底线缆或地下线缆将电能供应到公用电网。

2、照常规，高压(hv)电力线缆在风力涡轮机塔架中的安装在例如离岸安装的操作场所安装之前在诸如组装港的组装场所处执行。在常规方法中，电力线缆由布置在风力涡轮机塔架的顶部中的提升机从塔架的底部中的卷筒拉动。

3、为了提供足够的线缆长度来连接后来安装的机舱中的线缆系统，并且为了在使用寿命期间为重新连接场景提供足够的线缆，在风力涡轮机塔架中需要考虑超长的线缆，并且在离岸运输期间或者一般地在运输到最终操作场所期间需要存储该超长的线缆。照常规，该超长的线缆可能已盘绕在风力涡轮机塔架的最上部平台中。

4、在离岸风力涡轮机的一些风力涡轮机构造中，可能需要在预组装场所处在塔架的底部中拉出高压线缆的额外长度以将其存储，以便将风力涡轮机塔架和机舱运输到最终操作侧。随后，在安装侧处，可能需要将线缆端部安全地向下引导到可安装风力涡轮机塔架的基础和/或过渡件中。进一步地，可能需要将延伸线缆的端部连接到可位于基础或过渡件内的开关设备单元。

5、由于线缆的大重量(大约20千克/米线缆)，因此线缆难以手动搬运。因此，搬运线缆可能需要一种机构来将线缆安全地拉动和存储到塔架底部中以便运输，并且在安装船上以相同的状态将其运输到离岸预期操作场所。在离岸安装场所处，可能需要将线缆向下降低到基础和/或过渡件中，并且将其连接到开关设备单元或任何其他连接设备(其最终可能被连接到可埋在海底地面中的海底线缆)。还可能期望考虑到由于用于不同的风力涡轮机或执行项目的开关设备平台的高度变化而引起的线缆长度的变化。此外，可能期望允许在风力涡轮机寿命期间发生任何故障的情况下更换线缆和开关设备。

6、因此，可能需要搬运特别是离岸风力涡轮机的电力线缆的装置和相对应的方法，该方法例如可应用于准备风力涡轮机塔架连同线缆，以便运输到离岸操作场所。此外，该方法可应用于将电力线缆连接到开关设备或者任何其他端子或连接设备，以便将电力线缆电连接到海底埋地线缆。此外，该方法可应用于例如在由于任何故障或其他原因而断开连接之后重新连接电力线缆。

技术实现思路

1、该需要可通过根据独立权利要求所述的主题来满足。本发明的有利实施例通过从属权利要求来描述。

2、根据本发明的实施例，提供了一种装置，该装置用于搬运风力涡轮机、特别是离岸风力涡轮机的电力线缆，特别是用于运输和/或连接到开关设备和/或重新连接，该装置包括：线缆支撑系统(例如，构造为半轮)，其适于支撑/保持电力线缆的一部分；引导系统，其可固定地连接到或固定地连接到风力涡轮机塔架，并且适于沿线性、特别是竖直的轨道引导线缆支撑系统。

3、例如，该电力线缆可为高压电力线缆，其能够以例如1kv和100kv之间或者10kv和80kv之间、特别是大约66kv的电压运载电功率。该电力线缆可具有在50mm和200mm之间、特别是在95mm和115mm之间的(线缆的导体的)直径。由于电力线缆的相对大的直径，功率可与电力线缆相关联。最小曲率半径例如可在300mm和2000mm的范围内，特别是在570mm和1150mm之间，这对应于对于固定线缆的6倍直径以及对于自由悬挂线缆的10倍直径。电力线缆特别是可适于以三个电相或甚至更多电相运载电功率。

4、该装置可完全位于或能够位于风力涡轮机塔架内。线缆支撑系统可包括一个或多个元件以支撑和/或保持电力线缆的一部分。线缆支撑系统可遵守电力线缆的最小弯曲半径。特别地，线缆支撑系统可适于支撑电力线缆的弯曲部分，该弯曲部分特别是具有半圆的形状。电力线缆(当布置在支撑系统处时)的半圆的平面可具有法线，该法线特别地沿水平方向并且特别地近似或基本上垂直于风力涡轮机塔架的纵向轴线定向。线缆支撑系统可具有一个或多个接触表面，以用于接触和/或支撑电力线缆的所述部分。该装置还可包括一个或多个锁定元件，其可允许将由线缆支撑系统支撑的电力线缆锁定到线缆支撑系统。例如，线缆支撑系统可包括例如呈弯曲形状延伸、特别是呈基本上圆形形状延伸的槽(或槽状部分)，以用于当布置在该槽内时支撑电力线缆。当使用该装置时，电力线缆可沿线缆支撑系统的槽来引导或者能够沿该槽引导。线缆支撑系统可基本上由金属元素制造，特别是包括钢和铝。

5、线缆支撑系统可特别地包括半轮，其中，电力线缆可支撑在该半轮的周界处或外周界处。线缆支撑系统例如可包括圆形环的一半，其中，该半环特别是可由诸如杆的第一线性或直元件来闭合。此外，垂直于或横向于线缆支撑系统的第一线性杆或元件，另一直或线性的第二(金属)元件或杆可特别地将第一线性或直元件或杆的中心与该半环连接。由此，可提供稳定的线缆支撑系统，其能够支撑重的电力线缆。

6、线缆支撑系统的槽(或槽状部段)可设置有一个或多个滚子或轮，该滚子或轮可允许在搬运电力线缆期间沿该槽引导电力线缆。

7、例如，该装置可被操作，以用于将电力线缆完全存储在风力涡轮机塔架内，以准备风力涡轮机塔架，以便运输到安装场所，特别是离岸安装场所。该装置还可被操作，以用于在风力涡轮机塔架已安装到基础、特别是离岸基础之后将电力线缆的端部连接到开关设备单元。为了将电力线缆完全存储在风力涡轮机塔架内，可利用引导系统连同线缆支撑系统，使得电力线缆的端部不从风力涡轮机塔架的底部部分突出。

8、为了降低电力线缆的端部以便连接到开关设备，可利用引导系统连同线缆支撑系统，其中，线缆支撑系统可在引导系统处竖直向下引导。为了提升电力线缆，线缆支撑系统可在引导系统处竖直向上引导。

9、引导系统可包括一种或多种金属元素，特别是包括钢。引导系统可直接或间接地例如经由平台来固定地连接到风力涡轮机塔架，如将在下面解释的。当引导系统被连接到风力涡轮机塔架和/或风力涡轮机塔架平台并且风力涡轮机塔架在最终操作场所处安装时，由引导系统提供的线性轨道可基本上或大体上竖直定向。由此，引导系统可允许线缆支撑系统向上和向下的竖直移动，以用于支持不同的电力线缆搬运动作。

10、根据本发明的实施例，线缆支撑系统包括：用于接触/支撑线缆的一部分的线缆接触表面；用于接触到引导系统的至少两个、特别是至少两个引导系统接触部分。

11、线缆接触表面可包括一连续表面或者一个或多个表面部分，其可接触电力线缆以便支撑电力线缆。接触表面可被构造为槽或者一个或多个槽部分，其中，槽剖面形状可基本上对应于圆的一部分。线缆接触表面还可包括一个或多个滚子或轮的表面，该滚子或轮可旋转，从而允许电力线缆沿线缆支撑系统的移动，以便允许电力线缆沿线缆支撑系统移动。在如下意义上电力线缆可由线缆支撑系统支撑，即：电力线缆基本上可形成处于半轮上方或放置在半轮上的半圆。

12、线缆支撑系统还可包括外周边处的一个或多个滚子，以便将电力线缆接合在半轮的周边处的槽或另一滚子与另外的一个或多个滚子之间。由此，可提供由线缆支撑系统对电力线缆的稳固支撑。

13、线缆支撑系统的引导系统接触部分可包括如下元件，即：利用该元件，使得能够沿引导系统引导线缆支撑系统。例如，引导系统接触部分可接合在引导系统的相应部分、特别是导轨中。当设置至少两个或四个引导系统接触部分时，线缆支撑系统可在引导系统处被稳固地引导，特别是平行于引导系统的导轨。

14、根据本发明的实施例，线缆接触表面具有弯曲形状，特别是包括半圆，其中，线缆接触表面被构造成使得线缆选择性地在解锁的情况下可沿线缆接触表面移动，以及相对于线缆接触表面锁定。

15、线缆接触表面可以是连续表面，或者可包括不同的分离表面或接触表面区域。例如，不同的接触表面区域可被布置成弯曲形状，特别是呈半圆的形状。当弯曲到最大程度时，该半圆的半径可不小于线缆的最小半径。线缆可沿线缆接触表面移动，以用于选择应由线缆支撑系统支撑的特定电力线缆部分。在通过相对于引导系统移动线缆支撑系统来移动电力线缆之前，电力线缆可相对于线缆接触表面解锁。为了锁定，可设置一个或多个锁定构件，例如夹具。当线缆接触表面具有弯曲形状时，弯曲的电力线缆可由线缆支撑系统稳固地支撑。

16、根据本发明的实施例，所述引导系统包括至少两个平行的线性导轨，所述线性导轨特别是在垂直于或横向于预期引导方向的第一方向上隔开并且在第二方向或预期引导方向上延伸，特别是当解锁时，所述线缆支撑系统的引导系统接触部分被允许在所述线性导轨处滑动和/或移动。

17、当风力涡轮机塔架在最终安装场所处安装时，线性导轨可基本上沿竖直方向定向。因此，第二方向或预期引导方向可在安装的风力涡轮机塔架中基本上沿竖直方向。在这两个导轨中，可引导线缆接触表面的该至少两个或四个引导系统接触部分。在其他实施例中，引导系统可包括多于两个导轨，例如四个导轨、三个导轨或甚至更多导轨。

18、例如，线性导轨可通过在线性导轨的不同纵向位置处连接线性导轨的一个或多个杆或梁来连接。线性导轨可限定引导系统平面，该引导系统平面可特别地或基本上平行于可由线缆支撑系统提供的半圆或半轮的平面。由这两个平行的线性导轨限定的平面可被定向为基本上垂直于风力涡轮机塔架的纵向轴线。当提供这两个平行的线性导轨时，线缆支撑系统可被稳固且准确地引导，特别是根据预期的电力线缆搬运动作在竖直方向上向上和向下引导。

19、根据本发明的实施例，导轨具有c形导轨轮廓，线缆支撑系统的引导系统接触部分包括至少四个轮/滚子/滑动件，它们特别是以与平行导轨的距离相对应的距离横向于预期引导方向隔开，所述轮/滚子/滑动件可部分地接合在导轨轮廓内，从而允许轮/滚子/滑动件在导轨轮廓内滚动或滑动。

20、c形导轨轮廓可允许部分地接合滚子，该滚子可被设置在线缆支撑系统的引导系统接触部分处。例如，在线缆支撑系统相对于引导系统移动期间，线缆支撑系统的引导系统接触部分的滚子可在c形导轨轮廓内滚动。由此可防止线缆支撑系统的引导系统接触部分的滚子或轮离开导轨或从导轨脱出。由此，线缆支撑系统不可能无意地与引导系统分离。此外，该至少四个轮和/或滚子和/或滑动件可允许线缆支撑系统相对于引导系统平滑地滑动或移动或滚动，其中可减少摩擦。

21、根据本发明的实施例，该装置还包括升降机，其在一端处可连接到引导系统处的连接位置，在另一端上可连接到支撑系统处的至少两个保持位置(例如，两个提升点)，该提升机被构造成选择性地相对于引导系统提升或降低线缆支撑系统。

22、例如，该引导系统处的连接位置可布置在连接两个导轨的杆处，特别是布置在两个导轨之间的中心。在本发明的其他实施例中，连接位置包括引导系统的两个或更多个连接点。支撑系统处的该至少两个保持位置可允许沿与引导系统的两个导轨的方向基本上平行的方向将线缆支撑系统与电力线缆一起拉动。由此，可使用提升机来使得能够实现线缆支撑系统相对于引导系统的精确移动。

23、根据本发明的实施例，该装置还包括用于操作提升机的马达。例如，该马达可以是电动螺丝刀的马达。在其他实施例中，可利用另一马达。由此，线缆支撑系统相对于引导系统的移动可由电动马达驱动，从而不需要人员的操作。

24、根据本发明的实施例，该装置还包括可连接到或连接到塔架的平台底板(例如，lv-pf)，其中，引导系统被固定地连接到该平台底板，特别是穿过该平台底板，使得引导系统的第一部分布置在平台底板上方，并且引导系统的第二部分布置在平台底板下方，特别是还包括在平台底板下方具有夹具的支撑支架。

25、当引导系统被连接到平台底板时，安装人员或维护人员或一般的搬运人员可方便地接近引导系统以及支撑系统，以便监督操作，并且还根据搬运动作按需要手动搬运线缆和/或支架和/或锁定构件。平台底板可以是低压平台(lv-pf)的底板，该低压平台例如可被布置为风力涡轮机塔架的最低平台。引导系统可通过开口穿过平台底板，如下文所解释的。

26、当引导系统的第一部分布置在平台底板上方并且引导系统的第二部分布置在平台底板下方时，线缆支撑系统例如还可被移动，使得选择性地，线缆支撑系统的至少一部分处于平台底板上方，并且线缆支撑系统的一部分处于平台底板下方。当线缆支撑系统移动使得线缆支撑系统的整体或至少一部分处于平台底板上方时，人员可容易地接近线缆支撑系统，以便根据需要将电力线缆适当地布置在线缆支撑系统处和/或激活或停用锁定元件，例如支架。

27、根据本发明的实施例，平台底板包括平台底板中的贯通开口，特别是可关闭的贯通开口，从而允许线缆支撑系统移动穿过该开口，该支撑系统可引导穿过该开口，使得：在正常操作状态下，特别是在安装并连接到开关设备之后，线缆支撑系统不从平台底板的表面向上突出，而是完全布置在平台底板下方，使得特别地，电力线缆的端部突出超过风力涡轮机塔架的下端，和/或在运输操作状态下，支撑系统完全或至少部分地从平台底板的表面向上突出，使得特别地，电力线缆的端部不突出超过风力涡轮机塔架的下端。

28、由此，可支持正常操作状态以及运输操作状态。有利地，在正常操作状态期间(当风力涡轮机在操作并且产生电能并通过电力线缆将电能运载到海底埋海线缆时)，线缆支撑系统不占据平台底板上方的任何空间，使得其不会干扰例如人员的任何动作。进一步有利的是，在风力涡轮机塔架与电力线缆一起可被运输到最终安装场所的运输操作状态下，电力线缆不会突出超过风力涡轮机塔架的下端，使得避免了电力线缆的损伤，并且使得能够实现安全存储。

29、根据本发明的实施例，该装置还包括：至少一个锁定元件，特别是支架或夹具，其被安装成允许线缆相对于支撑结构和/或引导系统和/或平台锁定；布置在支撑系统和/或引导系统处的至少一个轮和/或滚子和/或滑动件，其中，特别地，线缆支撑系统可沿1m至5m之间的长度移动。

30、例如，该锁定元件可被构造为支架或任何其他类型的锁定元件。当线缆支撑系统沿引导系统引导时，和/或当电力线缆沿线缆支撑系统引导以用于将线缆的所述部分适当地定位在线缆支撑系统处时，该轮和/或滚子和/或滑动件可被设置成减少摩擦。

31、根据本发明的实施例，提供了一种风力涡轮机，其包括风力涡轮机塔架；电力线缆；以及根据前述实施例中的一个的装置。该风力涡轮机例如可为离岸风力涡轮机。

32、应当理解的是，单独地或以任何组合解释、提供或应用于用于搬运风力涡轮机的电力线缆的装置的特征也可单独地或以任何组合被提供或应用于根据本发明的实施例的搬运风力涡轮机的电力线缆的方法，并且反之亦然。

33、根据本发明的实施例，提供了一种搬运(例如，离岸)风力涡轮机的电力线缆(例如，其一部分)的方法，特别是用于运输和/或连接到开关设备和/或重新连接，该方法包括通过线缆支撑系统支撑/保持电力线缆的一部分；通过如下方式提升或降低电力线缆的该部分，即：通过固定地连接到风力涡轮机塔架的引导系统沿线性(竖直)轨道引导线缆支撑系统连同所支撑的线缆。

34、该方法可被执行以用于准备风力涡轮机塔架连同电力线缆，以用于运输，例如从风力涡轮机的预组装场所运输到最终操作场所。此外，该方法可被执行以用于允许将电力线缆连接到开关设备，并且可被布置或定位在风力涡轮机的基础内，特别是海底基础内。

35、根据本发明的实施例，该方法还包括在提升线缆的该部分之后：将线缆锁定至支撑系统和/或引导系统；将风力涡轮机运输到离岸安装场所。由此，可使得能够实现安全运输。

36、根据本发明的实施例，该方法还包括在降低线缆的该部分之后，将线缆的降低部分的端部连接到开关设备，其中，在正常操作状态下，线缆将位于塔架的顶部上的机舱中的发电机系统连接到布置在海床基础中的开关设备，塔架的下端被安装到该海床基础。由此，可简化用于将电力线缆连接到海底埋地线缆的程序。

37、根据本发明的实施例，由支撑结构支撑的线缆的所述部分限定平面，其中，所述平面的法线与塔架的纵向方向之间的夹角在70°和110°之间。例如，该平面可以是由作为支撑结构的一个实施例的半轮限定的平面。由此，可使得能够实现电力线缆通过线缆支撑系统沿竖直方向的安全移动。