CN101692567B - 悬摆式阻尼型防舞装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种悬摆式阻尼型防舞装置，该装置由联板、阻尼减振结构(弹簧结构和阻尼器)和双摆组成，该结构沿用了传统双摆防舞器的优点，并在此基础上加装了阻尼减振结构。在架空输电线路的导线舞动时，该悬摆式阻尼型防舞装置自身能起到缓冲能量、吸收能量、消耗能量的功能，并最终达到抑制舞动的目的。该防舞装置结构简单，防舞性能好，易于安装，可与多种间隔棒实现配套，且经济性能良好，适宜大规模推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及电力特种金具领域，尤其涉及一种架空输电线路防舞用悬摆式阻尼型防舞装置。
背景技术
架空输电导线发生覆冰舞动容易导致相间闪络、短路、断线、连接金具损坏甚至倒塔等事故，严重危害线路的安全运行。舞动现象是导线系统风载荷作用下发生自激振动的一种表现形式，舞动的激发无论是Den Hartog的垂直激发模式还是Nigol的扭转激发模式，都是导线系统出现负阻尼作用造成能量积累而发生的动力失稳现象。增加导线结构阻尼，耗散输入导线系统的风能，是抑制舞动发生的一种根本途径。同时对于分裂导线，由于导线扭转特性的变化，扭振和横向振动耦合的激发模式是分裂导线覆冰舞动的一种重要形式，抑制分裂导线扭转激发模式也是防舞的一个重要内容。尽管目前输电导线防舞动装置有很多种，例如图2所示的传统的双摆防舞器包括联板5和锤头6，联板5通过螺栓和间隔棒本体连接，锤头6通过螺栓和联板5连接。但既能同时抑制横向和扭转两种舞动激发情况，又能满足经济性要求符合工程实际需求的设计方案却几乎没有。
调谐质量阻尼减振装置在建筑结构得到广泛的应用，其原理和应用比较的成熟，分析计算和实践证明在最优的控制参数(质量、阻尼和频率)下，取得了良好的减振控制效果。导线系统覆冰舞动表现为低频率、大振幅的特征，同时舞动发生的一个重要原因是导线系统的低阻尼，根据导线系统结构特点和舞动特征，结合调谐质量阻尼器减振的原理，设计基于增加导线结构阻尼实现吸能和耗能效果，达到抑制舞动激发的目的，是一种有效的途径。
发明内容
本发明是利用调谐质量阻尼减振方法和导线风激稳定性分析方法相结合优化设计的一种悬摆式阻尼型防舞装置，通过附加阻尼减振装置实现吸能和耗能效果，利用抑制导线系统能量积累防止舞动的发生；同时通过动力失稳分析利用扭转振动和横向振动解耦实现抑制导线扭转激发舞动的情况，从而最大限度的实现防舞功能，同时考虑防舞装置的经济性要求。
设计过程首先通过稳定性分析确定该悬摆装置总重量和悬摆的臂长，通过扭转振动和横向振动的解耦实现抑制舞动扭转激发的目的；然后根据固定质量比，确定阻尼装置的设计频 率和阻尼器最优阻尼比，同时考虑必要的电气性能要求设计阻尼结构系统。利用本发明的阻尼型防舞装置，通过增加导线系统阻尼性能达到吸能和耗能的效果，从根本上实现防舞功能。利用本发明的阻尼型防舞装置，实现同时抑制横向激发和扭转激发的功能，适用于更多的实际工况情况。
本发明的一种悬摆式阻尼型防舞装置，包括联板1、阻尼减振结构2、阻尼减振结构3和双摆结构4，其特征在于所述阻尼减振结构包括至少一个弹簧结构2和阻尼器3，所述联板1起固定连接阻尼结构和间隔棒本体的作用，所述联板1和间隔棒本体用螺栓连接在一起，所述联板1为双板结构或单板结构，联板1上端设置的螺栓连接孔用于间隔棒本体通过螺栓进行连接，联板1下端设置的连接孔用于与弹簧结构进行连接；所述弹簧结构2装在联板1和阻尼器3之间，所述弹簧结构2是由一个弹簧或几个性能相同的弹簧并联组成的，具有吸收能量的作用，当输电线路导线欲发生舞动时，促使导线将要发生舞动的能量非常大，加装弹簧结构2可以通过压缩弹簧使能量瞬间储存于弹簧中，然后再慢慢的释放出来；弹簧结构储存的能量再通过阻尼器3得到释放。所述阻尼器3连接在弹簧结构2和双摆结构4之间，用来消化吸收弹簧结构缓冲能量的释放，其可以实现减振、平衡、缓冲、消振的功能，从而使得该防舞装置实现自身缓冲能量、消耗能量、抑制舞动的目的；所述阻尼器3的下端连接双摆防舞器的双摆结构4，所述双摆结构4可改变架空输电线路的扭转刚度和转动惯量等参数，从而达到抑制架空输电线路舞动的效果。
其中，所述阻尼器3包括弹性阻尼材料、活塞杆和金属外壳，当阻尼器受到外界载荷作用时，活塞杆被压入外壳构成的腔体内，腔体内的弹性阻尼材料受到压缩，内部压力升高，对活塞杆产生弹性反向力，同时活塞头和弹性阻尼材料之间产生极大的摩擦力，速度越大，阻力越大，可在极短的时间内使得冲击动能转化为热能和弹性势能并释放。
其中，所述双摆结构4包括联板和两个锤头，为单板结构或双板结构，所述双摆结构的长短和重量以及锤头结构的重心位置及重量，都通过稳定性原理计算而确定，双摆结构4的联板通过螺栓将阻尼器3和双摆结构4的锤头相连接。
其中，所述阻尼器3是高粘滞性阻尼材料作为介质的阻尼器，其包括高粘滞性阻尼材料、活塞和金属外壳。
其中，所述阻尼器3可根据不同的工况要求设计为单缸、多缸形式。
本发明的有益效果是：架空输电线路舞动时，本发明的阻尼型防舞装置可实现自身缓冲能量、吸收能量、消耗能量的功能，并最终达到抑制舞动的目的。且该防舞器结构简单，防舞性能好，易于安装，可与多种间隔棒实现配套，且经济性能良好，适宜大规模推广使用。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是依据本发明的架空输电线路防舞用悬摆式阻尼型防舞装置的结构示意图。
图2是传统的双摆防舞器的结构示意图，包括联板5和锤头6，联板5通过螺栓和间隔棒本体连接，锤头6通过螺栓和联板5连接。
具体实施方式
本发明的悬摆式阻尼型防舞装置，包括联板1、阻尼减振结构(弹簧结构2和阻尼器3)和双摆结构4，该防舞装置在原有双摆防舞器的基础上加装了阻尼减振结构。联板1起固定连接阻尼结构和间隔棒本体的作用。阻尼减振结构包括弹簧结构2和阻尼器3，它通过耗散输入导线系统的风能抑制舞动的发生。弹簧结构2装在联板1和阻尼器3之间，起吸收能量的作用，当输电线路导线欲发生舞动时，促使导线将要发生舞动的作用力非常巨大，加装弹簧结构2可以通过压缩弹簧使能量瞬间储存于弹簧中，然后再慢慢的释放出来，该阻尼结构中可以包括n个弹簧结构(n≥1)。弹簧结构储存的能量可以通过阻尼器3得到释放。阻尼器3连接在弹簧结构2上，用来消化吸收弹簧结构缓冲能量的释放，它通过一定的机械结构可实现减振、平衡、缓冲、消振的功能，从而使该防舞装置实现自身缓冲能量、消耗能量、抑制舞动的目的，阻尼器3储能大，无需维修、无老化现象，工作可靠，易于安装。阻尼器3下面连接着传统双摆防舞器的双摆结构4，该双摆结构4可改变架空输电线路的扭转刚度和转动惯量等参数，从而达到抑制架空输电线路舞动的效果。本发明的防舞装置结构简单，防舞性能好，易于安装，可与多种间隔棒实现配套，且经济性能良好，适宜大规模推广使用。 此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。
Claims (6)
1.一种悬摆式阻尼型防舞装置，包括第一联板(1)、阻尼减振结构(2，3)和双摆结构(4)，其特征在于所述阻尼减振结构包括至少一个弹簧结构(2)和阻尼器(3)，所述联板(1)起固定连接阻尼结构和间隔棒本体的作用，所述联板(1)和间隔棒本体用螺栓连接在一起，所述联板(1)为双板结构或单板结构，联板(1)上端设置的螺栓连接孔用于通过螺栓和间隔棒本体进行连接，联板(1)下端设置的连接孔用于与弹簧结构进行连接；所述弹簧结构(2)装在联板(1)和阻尼器(3)之间，所述弹簧结构(2)是由一个弹簧或几个性能相同的弹簧并联组成的，具有吸收能量的作用，当输电线路导线欲发生舞动时，促使导线发生舞动的能量非常大，加装弹簧结构(2)可以通过压缩弹簧使能量瞬间储存于弹簧中，然后再慢慢的释放出来；弹簧结构储存的能量可通过阻尼器(3)得到释放，所述阻尼器(3)连接在弹簧结构(2)和双摆结构(4)之间，用来吸收释放弹簧结构储存的能量，其可以实现减振、平衡、缓冲、消振的功能，从而使得该防舞装置实现自身缓冲能量、消耗能量、抑制舞动的目的；所述阻尼器(3)的下端连接双摆防舞器的双摆结构(4)，所述双摆结构(4)可改变架空输电线路的扭转刚度和转动惯量参数，从而达到抑制架空输电线路舞动的效果。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述阻尼器(3)包括弹性阻尼材料、活塞杆和金属外壳，当阻尼器受到外界载荷作用时，活塞杆被压入外壳构成的腔体内，腔体内的弹性阻尼材料受到压缩，内部压力升高，对活塞杆产生弹性反向力，同时活塞头和弹性阻尼材料之间产生极大的摩擦力，速度越大，阻力越大，可在极短的时间内使得冲击动能转化为热能和弹性势能并释放。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于所述双摆结构(4)包括第二联板和两个锤头，联板为单板结构，所述双摆结构的长短和重量以及锤头结构的重心位置及重量，都通过稳定性原理计算而确定，双摆结构(4)的联板通过螺栓将阻尼器(3)和双摆结构(4)的锤头相连接。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于所述双摆结构(4)包括第二联板和两个锤头，联板为双板结构，所述双摆结构的长短和重量以及锤头结构的重心位置及重量，都通过稳定性原理计算而确定，双摆结构(4)的联板通过螺栓将阻尼器(3)和双摆结构(4)的锤头相连接。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述阻尼器(3)是高粘滞性阻尼材料作为介质的阻尼器，其包括高粘滞性阻尼材料、活塞和金属外壳。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于所述阻尼器(3)根据不同的工况要求设计为单缸、多缸形式。
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