具体实施方式

在以下对实施例的描述中，对附图的参考是为了举例说明可以实践本发明的示例。应当理解，在不脱离所公开的本发明的范围的情况下，可以进行其它实施例。

在一个实施例中，本发明的用于汇流排的夹紧装置特别适于在承受一定幅度的振动和运动的各种结构(比如作为非限制性示例的风力涡轮机)中使用。

当阅读本说明书时变得清晰明了的是，下面描述的汇流排夹紧装置能够减少或最小化在重复或持续振动条件下可能发生的断裂，这可以造成寿命增加。

典型地，在风力涡轮机中，若干刚性电导体用于将从通常位于风力涡轮机顶部处(比如风力涡轮机机舱中)的发电机产生的电力输送到通常位于风力涡轮机的底部的电网。根据给定的应用，刚性电导体通常沿着导体路径以预定的空间关系彼此基本平行地布置。刚性电导体通常是被绝缘管或套管包围的管状导体。

图1示出了用于将三个刚性电导体202附接到结构(未示出)的第一夹紧装置200的一个实施例，以及用于将四个刚性电导体302附接到同一结构或另一结构的第二夹紧装置300的一个实施例。该结构(例如可以是风塔架或建筑物，或者例如被连接在风塔架或建筑物内)可以设置有沿着导体路径间隔开的支架，并且夹紧装置200和300可以附接到该支架，然而也可以考虑各种其它布置。例如，可以使用设置有横档的托架或机架，导体将附接到所述横档。

现在参考图1和2A，现在将描述用于将三个刚性电导体202附接到结构的第一夹紧装置200。尽管该示出的汇流排夹紧装置200用于以线性/共面空间构造附接三个刚性电导体202，但是根据给定的应用，它也可以用于以任何构造附接任意数量的电导体202。尽管在结构中输送电力的电导体通常例如以三个或四个为一组来使用，但是汇流排夹紧装置200也可以用于将单个电导体202附接到结构。在一个实施例中，可以考虑使用一个挨着另一个地安装的不同的汇流排夹紧装置200，每个导体202一个，这将在下面变得清晰明了。

在所示实施例中，夹紧装置200具有第一夹紧元件/主体204和第二夹紧元件/主体206，所述第一夹紧元件/主体和第二夹紧元件/主体可安装在一起，以将三个刚性电导体202保持在它们之间。如图2B更好地示出的，夹紧元件204和206中的每一个都包括夹紧面210，该夹紧面具有限定凹部214的预定形状的表面212。当第一夹紧元件和第二夹紧元件204和206固定在一起时，第一夹紧元件和第二夹紧元件204和206的预定形状的表面212彼此面对。当夹紧元件204和206固定在一起以形成组件时，彼此面对的凹部214形成孔，该孔在表面212之间延伸穿过组件的厚度。在所示实施例中，夹紧面210的定形表面212均由限定对应钳口的圆形切口部分限定。虽然在所示实施例中，凹部214设置有具有圆形边缘的大致矩形形状，但是应当理解，可以使用任何其它合适的形状，比如半圆形或正方形。

在所示实施例中，夹紧装置200还包括安装在导体孔内的阻尼装置/主体220，该导体孔在第一夹紧元件和第二夹紧元件204和206固定在一起时形成。阻尼装置220被定尺寸和形状，从而将穿过其中的三个刚性电导体202接收在其中并保持就位。

如图2B更好地示出的，在所示实施例中，阻尼装置220由两个相同的半部/主体222和224制成，所述两个半部/主体围绕第一夹紧元件和第二夹紧元件204、206之间的三个导体202保持在一起。每个半部222、224被定形状和尺寸以便被接收在相应的夹紧元件204、206的凹部214中。

在所示实施例中，每个半部222、224具有外面226，其形状与对应的夹紧面210的定形表面212的形状相匹配，即半部222、224的外面226与对应的夹紧元件204、206的凹部214的形状相匹配。因此，每个半部222、224紧密配合在对应的夹紧元件204、206的凹部214内。然而，应当理解，半部222、224的外面226的形状可以不与夹紧元件204、206的凹部214的形状匹配，只要每个半部222、224可以被接收在其对应的夹紧元件204、206的凹部214内并在其中维持就位即可。

在一个实施例中，比如在所示实施例中，夹紧元件222、224还设置有在其相对侧从其外面226突出的唇缘对228，以使夹紧元件222、224在相应的夹紧元件204、206内保持就位，即使在强振动的情况下也是如此。每个唇缘对228之间限定的空间被定尺寸和形状以将相应的夹紧元件204、206接收在其间。

在另一实施例中，省略了唇缘228。

每个半部222、224还设置有与外面226相反的钳口面230，并且被定形状和尺寸以将导体202部分地接收在其中。在所示实施例中，钳口面230设置有三个间隔开的弧形切口部分或凹部232。每个部分232被定尺寸和形状以在其中接收导体202的相应的一半。在所示实施例中，每个部分232的尺寸和形状与导体202的一半的尺寸和形状相匹配，使得导体202可以紧密地配合到部分232中。

虽然在所示实施例中，每个部分232被定尺寸和形状以将导体202的一半紧密地接收在其中，但是应当理解，其它构造也是可能的。例如，每个部分232可以被定尺寸和形状以在其中接收少于一半的导体202。

如图2A所示，一旦夹紧装置200被组装，每个导体202就完全被包围或包裹在阻尼装置220中，并且导体202被保持就位。

在每个部分232都被定尺寸和形状以在其中接收少于一半的导体202的实施例中，只有导体的周边的两个区段被包围并与阻尼装置220物理接触，同时仍在由两个相对的凹部232形成的孔内保持就位。

在一个实施例中，阻尼装置220由具有预定的弹性的材料制成，从而允许吸收固定到结构上的夹紧元件204和206与安装在其中的电导体202之间的冲击、相对运动或振动。预定的弹性可以根据给定的应用来确定，以便提供足够的阻尼效果，该阻尼效果足以方便地吸收/减少/最小化结构的振动，而且还为阻尼装置220提供足够的刚度，从而能够在导体202上施加足够的载荷以确保它们相应的位置。

在一个实施例中，阻尼装置220由橡胶制成。在另一实施例中，其由EPDM(三元乙丙橡胶)制成。在又一实施例中，阻尼装置220的材料基础是具有改性配方的EPDM，从而能够增加介电特性，比如爬电电阻、耐电压和对可能存在于风塔架中的可能的污染物(比如作为非限制性示例的油、紫外线、水)的抵抗力。在另一实施例中，阻尼装置220的刚度根据塔架振动模式、固有频率和汇流排长度来确定。根据给定应用的系统电压，阻尼装置厚度和具体形状可以被限定成满足所需的介电属性，比如爬电距离和基本脉冲。

在所示实施例中，阻尼装置220的部分222和224通过挤出获得，但是也可以考虑其它制造方法，如下文详述。例如，部分222和224可以被模制。

参考回图2A和2B，在一个实施例中，第一夹紧元件和第二夹紧元件204和206以紧固布置件夹紧在一起。在所示实施例中，设置有螺纹杆的第一紧固件和第二紧固件250和252各自插入到设置在第一夹紧元件和第二夹紧元件204和206中的每一个中的对应的通道254、256中，并且各自通过对应的螺栓258、260固定就位。可以考虑各种其它紧固布置件，这对于本领域技术人员来说是清晰明了的。

为了组装夹紧装置200，每个部分224、226都被插入到相应的夹紧元件204、206的凹部214中。导体202分别定位在第一部分224、226的相应的凹部232中，并且第二部分224、226定位在第一部分224、226上方，使得导体插入到第二部分224、226的凹部232中。夹紧元件206和204然后被固定在一起。

虽然在上述夹紧装置200中，夹紧元件204、206设置有单个凹部214，但是应当理解，其它构造也是可能的。例如，每个夹紧元件204、206都可以设置有多于一个的凹部214，每个凹部被设计为用于在其中接收相应的部分224、226，所述相应的部分被设计用于接收至少一个导体202。

虽然导体202具有圆形横截面，并且部分222和224设置有半圆形凹部232，但是应当理解，导体202可以设置有任何其它合适的横截面形状，并且凹部232可以设置有与导体202的形状匹配的形状。

现在参考图3A和3B以及图1，根据一个实施例，现在描述用于将四个电导体302附接到结构的第二夹紧装置300。尽管该示出的夹紧装置300用于以正方形空间构造来附接四个电导体302，但是根据给定的应用，其可以被修改为，以任何适当的空间构造附接任意数量的电导体。

在该示出的实施例中，夹紧装置300具有第一夹紧元件、第二夹紧元件和第三夹紧元件304、306和308，它们可堆叠地安装在一起，以用于将四个电导体302保持在它们之间，使得夹紧元件306被夹持在夹紧元件304和308之间。两个导体302安装在第一夹紧元件和第二夹紧元件304和306之间，分别在对应的导体孔314中，而另外两个导体302安装在第二夹紧元件和第三夹紧元件306和308之间，分别在相应的导体孔314中。

如图3B更好地示出的，向外安装的两个夹紧元件304和308中的每一个都具有夹紧面310，该夹紧面具有预定形状的表面312，所述表面设置有两个间隔开的弧形切口部分或两个限定钳口的凹部313，而安装在第一的两个夹紧元件304和308之间的夹紧元件306具有两个相对的夹紧面310，每个夹紧面都设置有预定形状的表面，该表面设置有两个间隔开的限定钳口的弧形切口部分凹部316。一旦安装在一起，钳口就限定了四个不同的柱形导体孔314，所述柱形导体孔每个都延伸穿过由夹紧元件304、306和308形成的组件，并且被构造成在其中接收相应的导体302。

在该实施例中，夹紧装置300还设置有四个阻尼装置320，每个阻尼装置都安装在相应的导体孔314内，以用于在夹紧装置300被组装时接收穿过其中的相应的电导体302并将其保持就位。

如图3B更好地示出的，每个阻尼装置320都由管状部分322制成，所述管状部分具有纵向狭缝324，该纵向狭缝适于打开管状部分322，以便将相应的导体302插入其中。管状部分322的外表面被定尺寸和形状以紧密配合在对应的导体孔314中。管状部分322的端部分别设置有径向且向外突出的唇缘328，以使阻尼装置320在限定在由夹紧元件304、306和308形成的组件中的相应的孔314内保持就位，即使在强烈振动的情况下也是如此。可以考虑其它布置来将阻尼装置320保持在其位置上。例如，可以使用阻尼装置320的外表面上的肋，该肋插入到导体孔314内的对应的凹槽中。

应当理解，一旦导体302与夹紧装置300安装在一起，导体302中的每一个就被完全包围或包裹在它自己的阻尼装置320中，并竖直地和水平地保持就位。

如前所述，阻尼装置的预定的弹性应该根据给定的应用来确定，以便提供足够的阻尼效果，该阻尼效果有效地方便地吸收结构的振动或运动，而且还为阻尼装置320提供足够的刚度，以能够在对应的导体302上施加足够的载荷以确保其相应的位置。在一个实施例中，阻尼装置的材料被进一步选择为电绝缘的。

在一个实施例中，如上所述，阻尼装置320由改性橡胶制成。

在所示实施例中，阻尼装置320通过挤出而以柱形形状获得。可以考虑其它布置。例如，阻尼装置320可以由安装在一起的两个U形半部制成。可选地，阻尼装置320可以是扁平元件，其包裹围绕对应的导体302，并在导体安装期间配合在对应的孔314中。

再次参考图3A和3B，第一夹紧元件、第二夹紧元件和第三夹紧元件304、306和308通过紧固布置件夹紧在一起。在所示实施例中，设置有螺纹杆的第一紧固件和第二紧固件350和352穿过被制造在夹紧元件304、306和308中的每一个中的对应的通道354、356，并通过对应的螺栓358、360固定就位。可以考虑各种其它紧固布置件，这对于本领域技术人员来说是清晰明了的。

在一个实施例中，如图所示，第一紧固件和第二紧固件350和352也可以用于将汇流排夹紧装置300固定到结构上。在所示实施例中，该结构设置有附接到其上的支架362。两个紧固件350和352插入穿过设置在支架362中的对应的通道，与夹紧元件304、306、308的对应的通道354、356对齐，并且然后用螺栓368固定就位。如现有技术中已知的，弹性垫圈可以与紧固件一起安装，以进一步吸收振动。

应当理解，凹部313和316的数量可以变化，只要夹紧元件304和308分别设置有至少一个凹部313，并且夹紧元件306在其相对面310的每一个上设置有至少一个凹部316。例如，每个夹紧元件304、308可以设置有单个凹部，其适于接收类似于部分222、224的设置有两个凹部的阻尼装置，并且夹紧元件306可以在其相对面的每一个上设置有单个凹部，并且每个凹部适于接收类似于部分222、224的设置有两个凹部的阻尼装置。

现在参考图4A和图4B，根据另一实施例，现在将描述用于将三个电导体402附接到三角形空间构造的结构的另一夹紧装置400。在图4A所示的实施例中，示出了两个不同的夹紧装置400，每个夹紧装置都具有第一夹紧元件和第二夹紧元件404、406，所述第一夹紧元件和第二夹紧元件可安装在一起以用于将三个电导体402保持在它们之间，每个电导体在对应的导体孔418中。

如前所述，两个夹紧装置400并排安装，并且分别利用紧固布置件固定到结构462上。

夹紧元件404、406中的每一个都具有夹紧面410，该夹紧面具有预定形状的表面412。在一个实施例中，如图所示，第一夹紧元件404的定形表面412具有两个间隔开的弧形切口部分480、482以及在其间延伸的突起弧形部分484，而第二夹紧元件406的定形表面412具有两个间隔开的突起弧形切口部分486、488以及在其间延伸的凹陷弧形部分490。安装在一起的定形表面412限定了通过夹紧元件404、406的三个不同的柱形导体孔418。

在该实施例中，夹紧装置400还设置有三个阻尼装置420，每个阻尼装置都安装在相应的一个导体孔418内，以用于接收穿过其中的相应的刚性电导体402并将其保持就位。在一个实施例中，每个阻尼装置420由管状部分422制成，所述管状部分具有纵向狭缝424，所述纵向狭缝适于打开管状部分422以用于导体安装。管状部分422的端部设置有在其每一侧径向且向外突出的唇缘428，以在夹紧元件404、406内将阻尼装置420保持就位，即使在强烈振动的情况下也是如此。

在一个实施例中，狭缝424被省略。在这种情况下，导体402插入到由管状阻尼装置420限定的孔中，并沿着导体420滑动到沿着该导体的期望位置。

可以看出，在该实施例中，一旦导体402与夹紧装置400安装在一起，导体402中的每一个就被完全包围或包裹在它自己的阻尼装置420中，并竖直地和水平地保持就位。

根据另一方面，还提供了一种用于将多个刚性电导体附接到结构上的汇流排夹紧装置，其特别地设计成使在多个刚性电导体布置中可能发生的压降和电损耗最小化。

更具体地，本技术的发明人已经发现，当导体具有由内径、外径和壁厚(即外径和内径之间的差)限定的管状形状时，特别地选择管状导体的外径和壁厚之间的比率以及每个导体之间的相对距离的特定布置能够减少或基本消除导体中的趋肤效应和邻近效应。与现有技术中目前使用的布置相比，压降也降低了。

如下文将变得清晰明了的，图1至图4B中所示的夹紧装置200、300、400可以容易地适用于该目的。

再次参考图4A和图4B，根据一个实施例，夹紧装置400具有第一夹紧元件和第二夹紧元件404、406，所述第一夹紧元件和第二夹紧元件可安装在一起以将刚性电导体402保持在它们之间。夹紧元件404、406中的每一个都具有夹紧面410，该夹紧面具有预定形状的表面412，以用于当夹紧面410面对面安装在一起时限定至少一个穿过夹紧元件404、406的导体孔418。在所示实施例中，并且如前所述，夹紧面410限定了三个不同的管状导体孔418，其以三角形空间关系布置。管状电导体402中的每一个都具有预定的外径和预定的壁厚。外径相对于壁厚的比率选择为至少等于8.0。此外，导体402以彼此之间的预定相对距离保持在夹紧元件404、406之间。预定的相对距离，即两个相邻导体402的中心之间的距离，至少等于对应的电导体402的外径的2.5倍。应当理解，两个相邻的导体的中心之间的期望距离是通过适当选择导体插入其中的孔的位置来获得的，即两个相邻的孔的中心之间的距离等于两个相邻的导体之间的期望距离。测试表明，对于所使用相同量的导体材料，这种汇流排布置可以减少至少8％的电损耗。

在一个实施例中，这种用于减少电损耗和压降的布置可以用于电导体的线性、正方形或三角形空间构造，如作为非限制性示例的图1至4A所示的构造中的任何一种。图2A示出了使用两相导体和位于两相导体之间的中性导体的三导体线性构造，但是也可以考虑使用三相导体的可选构造。图3A示出了使用三相导体和中性导体的四导体正方形构造。图4A示出了使用以三角形空间构造布置并使用三相导体的两组导体的构造。在图1中，有两组导体，第一组是线性布置的三个导体，并且第二组是正方形布置的四个导体。可以看出，第二组的导体的直径大于第一组的导体的直径。事实上，这些导体具有一定直径，也具有被专门计算的壁厚，以承载适当的电流载荷，这对本领域技术人员来说是清晰明了的。

利用所提出的布置，由于电损耗和压降被降低，所以需要更少的材料来承载相同的电力。因此，用于输送电力的部件的重量减少，这是非常有利的，特别是在承受恶劣振动环境的高大或长结构中。导体布置的成本也可以最小化。

清晰明了的是，本发明的两个方面可以结合。实际上，设计为最小化电损耗的汇流排夹紧装置也可以使用具有预定的弹性的阻尼装置，该阻尼装置能够吸收/减少/最小化夹紧元件和相应的刚性电导体之间的相对运动，如上所述。

图5示出了安装支架500，其可以用在图1所示的布置中，以将第一夹紧装置200安装在第二夹紧装置300上，该第二夹紧装置直接固定到结构上。这种布置对于减小需要使用若干组电刚性导体的特定电布置的总体尺寸可能是非常有利的。

虽然用于绕柱形或管状导体安装的阻尼装置420是管状的，但是应当理解，阻尼装置420可以具有任何其它合适的形状，只要它是中空的，以在其中接收导体。在实施例中，由中空阻尼装置限定的孔的形状和尺寸对应于导体的形状和尺寸。

在实施例中，导体202、302、402是汇流排电导体，并且夹紧装置200、300、400对应于汇流排夹紧装置。

尽管上面的描述涉及发明人目前设想的特定优选实施例，但是应当理解，本发明在其广泛的方面包括本文描述的元件的机械和功能等同物。例如，尽管本发明的方面主要描述用于在风力涡轮机或其区段中使用，但是它也可以用于各种其它结构，例如高大建筑或其中存在振动的任何结构。