[发明专利]风电专用母线槽

说明书

技术领域

本发明属于兆瓦级并网型风力发电技术领域，具体涉及一种风电专用母线槽。

背景技术

目前国内新能源风力发电机组的应用及发展前景广阔，其中兆瓦级并网型风力发电机组容量也趋向大型化，由单机容量1.2～1.5MW趋向更大的2.0～3.5MW甚至5MW，由此带来了单台机组（多数风机的输出电压为低压690V）的输出电流由1000A～1600A向更高2000A～3000A，由此给原先风电出线电缆的敷设安装带来较多不利，在电气性能上面的弊端也逐渐显现。在此背景下，由常规母排组装的绝缘输电母线槽逐步应用于风力风电领域，由于大型风电机组安装场所的环境特殊性、风力变幻无常的随机性，使得常规母排组装的输电母线槽在风电领域的应用产生了诸多弊端，具体表现在以下几方面：

1）、风电机组安装于高程塔架上，常年承受不规则的风动载荷，风电机组塔架含内部安装的母线槽将一起承受低频振动及不规则晃动。而常规母排组装母线槽其自身装配结构，特别是其接头部位连接结构均为硬排搭接式刚性结构，适用在静态力学环境下（如建筑物内）安装使用，可保持长期结构稳定性，但不适合在风电塔架动载荷下长期使用，势必造成连接部位及本体绝缘装配结构松动错位，给母线槽输电带来隐患或事故，目前类似工程中已有事故先例。

2）、现行常规母排组装母线槽结构中载流导体一般均采用矩形母排（铝排或铜排），其电能载流量受其截面尺寸及交流集肤效应和导体临近效应影响，单根导体载流量有限，在大容量情况下必须形成单相多根导体结构，由此造成母线槽外形结构庞大；而目前及未来的风电机组均已向大容量方向发展，其输出电流达到2000A～3000A以上，此电流等级常规矩形母线槽母排均需设置双排，母线外形更大，连接部位要求更高，但该结构使其在风电塔架内的安装使用带来更大不便及隐患。

3）、目前在风电行业应用的常规母排组装母线槽，其绝缘结构为空气绝缘型，其单件长度受其工厂加工工艺影响，最长只能加工近3m左右，不仅安装周期相对较长，而且使得其在风电塔架内部的连接点过多（与一般风电电缆出线比较），不仅增加了接头处接触电阻，而且在风电运行的情况下，每个连接点处受动载荷的影响程度不一致，由此形成的位移不易控制，无形中增加了事故隐患点；矩形母排的结构强度及刚度相对较低，其抗弯强度受其安装立面形式不同而呈现各向异性，因此该结构不利于针对风电塔架在野外自然环境中风力摆动的各向随意性；矩形母排搭接面处的异常位移经累积足以降低风电输出回路的输电质量，甚至引起事故；风力发电环境有别于普通建筑安装场所，长期属于无人值守免维护状态，追求产品高可靠性是其最高目标，由此，有必要研发一种新型结构母线槽以解决以上诸多缺陷，使其满足风电专用的场所使用。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种结构简单可靠、装配方便、密封严密的风电专用母线槽。

本发明风电专用母线槽包括母线槽外壳、多相母线管导体、包覆绝缘层、绝缘支持件、固定件、导体柔性连接件、外壳柔性连接件、连接法兰； 

所述母线槽外壳包括钢制的上、下盖板和铝合金制的U型带散热齿的前、后侧板，该母线槽外壳内长度方向贯通，上述盖板和侧板之间通过铆接或螺栓固定；所述多相母线管导体为空心薄壁铝合金导电管或电解铜挤压铜管，且多相母线管导体端部压制成线鼻状；所述包覆绝缘层为环保型耐低温热缩绝缘套管；所述绝缘支持件为增强型DMC材料压铸件；所述导体柔性连接件为多片薄铝片或铜片叠制专用软连接；所述外壳柔性连接件为增强型复合材料柔性矩形波纹管，且其两端均带有法兰；

所述多相母线管导体外面包裹有包覆绝缘层，在该多相母线管导体及其包覆绝缘层长度方向上每间隔一段距离就装配有成对的绝缘支持件，该绝缘支持件的内侧紧贴包覆绝缘层，该绝缘支持件的外侧通过固定件固定在母线槽外壳内，该绝缘支持件与固定件之间通过螺栓固定，所述固定件与母线槽外壳之间通过螺栓固定。

本发明的风电专用母线槽两两之间可以串联以增加长度，其连接方式采用柔性连接，在两个风电专用母线槽段间外壳相对应的端面上分别固定一个连接法兰，所述两个连接法兰之间通过外壳柔性连接件连接，外壳柔性连接件与连接法兰之间通过螺栓固定，所述两个风电专用母线槽段间导体之间通过导体柔性连接件连接，导体柔性连接件与多相母线管导体之间通过螺栓固定。