CN104641521B - 可摆动地支承的电能传输设备的减震装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可摆动地支承的电能传输设备(4)的减震装置，其具有支承架(2)，所述支承架通过多个减震元件(7、8)与位置固定的支座(6)相连，所述减震装置具有一组第一和第二减震元件(7、8)，它们具有彼此不同的额定减震率并且平行作用地将所述支承架(2)与支座(6)相连。通过将具有不同额定减震率的减震元件(7、8)相结合，既可以确保对较弱的运动也可以确保对较强的运动如地震进行有利的减震。

Description

可摆动地支承的电能传输设备的减震装置
本发明涉及一种可摆动地支承的电能传输设备的减震装置，其具有支承架，所述支承架通过多个减震元件与至少一个尤其是位置固定的支座相连。
这种减震装置例如由德国实用新型专利文献DE 295 14 924 U1已知。在该专利文献中描述了一种具有防震保护装置的结构单元。结构单元的过电压防护放电器支撑在四臂式支撑体上。所述四臂式支撑体又通过四个钢丝绳弹簧支承在地基上。设置在已知减震装置上的减震元件使得该处的过电压防护放电器能够摆动。出现在过电压防护放电器上的力可在减震元件中转化为热。减震元件一方面用于可摆动地支承过电压防护放电器，另一方面用于对摆动进行减震。已知减震装置设计用于对出现在较窄带宽内的摆动进行减震。这导致能量较小的摆动被良好地减震，而能量较强的摆动并不能被充分地减震或者相反。即使将减震元件设计得更强或者更弱也不能解决这个问题，因为要么允许较强的摆动，要么导致过电压防护放电器的支承过于强硬。
因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种减震装置，其能够控制较宽带宽内的摆动。
该技术问题按本发明通过一种本文开头所述类型的减震装置这样解决，即，所述减震装置具有第一减震元件和第二减震元件，所述第一减震元件和第二减震元件具有彼此不同的额定减震率并且并行或平行作用地将所述支承架与至少一个支座相连。
减震元件用于对运动进行减震，以便例如使振幅受阻尼地变小。这种减震元件例如可以布置在支承架上，所述支承架又通过减震元件与至少一个尤其是位置固定的支座相连。支承架理解为这样的构件，它们用于传导整个系统上的力，尤其是保持力和支撑力。例如可将不直接与减震元件相连的壳体、支脚、支杆等用作支承架。地基例如可以用作位置固定的支座。支承架用于形成平台，以便定位电能传输设备并且承接来自电能传输设备或者作用在电能传输设备上的力并且将其导入减震元件内。减震元件例如可以设计为钢丝绳弹簧的形式，它们一方面可以使支承架摆动，另一方面由于内部摩擦对支承架的运动进行减震。不同的额定减震率使得动能转化为例如热能的强度在第一和第二减震元件中彼此不同。换而言之，第一减震元件比第二减震元件损耗更低地工作。在使用钢丝绳弹簧时，所述减震元件可以具有不同的固有摩擦，由此它们的可运动性(力-路径特性)是可类比的，然而在同类运动中的能量转换强度不同。类似的性能例如可以在使用备选减震元件时实现。通过使用不同的额定减震率，形成两组减震元件，它们对一种运动进行不同强度的减震。在此，减震元件一方面可以用于对运动进行减震，另一方面减震元件也可以用于可摆动地支承所述支承架。减震元件尤其可以与支座对置地定位。所有减震元件或者只有第一减震元件或者只有第二减震元件也可以用于支撑和定位支承架并且由此支撑和定位电能传输设备。然而也可以规定，所有的第一和第二减震元件既实现承载功能，也起到支承架相对于支座的减震作用。
使用具有不同额定减震率的减震元件实现了，例如在支承架轻微摆动时只使第一减震元件起到减震作用，而第二减震元件在支承架的运动超过确定的偏转程度或频率时才在减震过程中起作用。通过第一和第二减震元件的并行或平行布置，可以在需要时稳定支承架的运动并且支撑支承架。
电能传输设备理解为用于例如通过可供电流流通的相线导体传输电能的所有设备。作为电能传输设备例如可以理解为功率开关、阻断开关、接地转换开关、汇流排区段、过电压防护放电器、电流转换器、电压转换器、开关设备等。电能传输设备例如可以用于高压和中压领域。
除了通过具有较小额定减震率的减震元件拦截轻微运动之外，可以在出现导致增强的运动的较大力时通过具有较大额定减震率的减震元件确定支承架上的减震性能。
此外可以有利地规定，至少所述第一减震元件和/或至少所述第二减震元件具有基本上线性的减震特性。
线性的减振特性使得减震效果随着支承架偏转的增加而几乎成比例地上升。优选形成基本上线性的路径-时间曲线。针对第一和第二减震元件使用彼此不同的减震特征曲线导致形成支承架上的合成减震率。合成减震率的线性走向可以具有增大的线性减震效果带宽。当在减震元件中使用弹簧装置时，它们的力-路径特征曲线应该是接近相同的。因此可行的是，将运动平行地导入第一和第二减震元件中。只有对第一和第二减震元件上的运动的减震是彼此不同地进行的。因此例如可以将第一和第二减震元件用于支撑减震装置。
然而也可以不同地规定，使用具有不同的力-路径特征曲线的减震元件，从而形成用于整个系统的合成的力-路径特征曲线。
另一种有利的设计方案可以规定，多个减震元件沿轨道分布地设置，其中，第一和第二减震元件在轨道延伸路径上相互交替。
轨道可以具有不同类型的轨道延伸路径。例如，轨道可以线性地、弯曲地或者也可以封闭地、尤其是呈圆形地延伸。沿着轨道延伸路径可以定位不同的减震元件，其中，减震元件在轨道延伸路径上相互交替地布置。因此可行的是，第一或第二减震元件分别由第二或第一减震元件作侧翼。相应地，第一和第二减震元件的不同额定减震率可以沿轨道分布地重叠。因此可以确保在支承架上将可摆动系统的运动尽可能均匀地传递和导入到减震元件之上/之中。由此可以避免支承架上出现点式过载。
尤其在使用封闭的轨道延伸路径(例如圆形、矩形或者其它多边形轨道延伸路径)时，具有支承架的电能传输设备可以定位在由轨道包围的区域的中央。由此能够以简单的方式实现围绕垂线的各方向运动或者由垂线倾斜出来的倾斜运动。例如可以规定，支承架在中央具有承接区域，从该承接区域沿径向向外延伸地布置有支承段，如支承臂，相应的减震元件处于支承臂的端部上。
还可以有利地规定，所述第一和第二减震元件具有相同的构造方式。
将相同的构造方式用于减震元件使得例如可以使用标准化的减震元件并且在需要时将这些减震元件相互组合并且安装在减震装置上。相同的构造方式使得可以使用模块化的设计。例如，所有的减震元件均可以设计为钢丝绳弹簧的形式。
此外可以有利地规定，所述第一和第二减震元件具有彼此不同的构造方式。
使用不同的减震元件构造方式形成了在协调适配不同额定减震率时的更大多样性。因此例如可行的是，将钢丝绳弹簧用作第一减震元件并且例如将液压式减震器用作第二减震元件。使用不同的构造方式还使得例如可以只将第一减震元件用于支承和支撑支承架，而第二减震元件不受支承力并且只用于对运动进行减震。
此外可以有利地规定，所述第一和/或所述第二减震元件按照摩擦式减震器的方式工作。
摩擦式减震器具有相对简单的结构，因为相对运动通过摩擦损耗被减弱。作为摩擦式减震器例如可以使用板式弹簧、弹性体弹簧、螺旋弹簧或者钢丝绳弹簧。这种摩擦式减震器的磨损相对较小并且几乎不需要维护。
另一种有利的设计方案可以规定，所述第一和/或第二减震元件按照液压式减震器的方式工作。
使用液压式减震器使得可以在更精细的范围内协调适配减震装置的减震性能。优选为第二减震元件，即具有较大额定减震率的减震元件配备几乎呈线性的减震性能。这应与减震元件的构造方式无关地设置。
另一种有利的设计方案可以规定，所述第一和/或第二减震元件按照气动式减震器的方式工作。
使用气体来产生减震力使得可以在减震力较高的同时实现质量较小的减震元件。
具有液压式和气动式减震器的减震元件优选应只用于对运动进行减震并且不受支承架的支撑和保持力。
另一种有利的设计方案可以规定，所述减震元件以较小的额定减震率支撑所述支承架。
具有较小的额定减震率的减震元件可以将支承架支撑在支座上。由此形成这样的系统，其在支承架上的运动能量较低时将力导入支座内。由此不需要附加的保持机构来将支承架定位在支座上。第一减震元件或者第一减震元件组能够以较小的额定减震率对支承架发挥支撑功能和保持功能。
然而，具有较高的额定减震率的减震元件或者减震元件组可以对支承架的支撑起到支持作用。例如，可以使用具有不同减震率的钢丝绳弹簧。这例如可以通过以下方式实现，即不同的绞线类型/不同材料的线材相互绞合或者绞合的线材的表面结构具有不同的摩擦系数，从而在摆动特性相似的情况下实现不同的减震性能。不同的摩擦系数通过表面涂层，例如镀锌层或者电镀式表面保护实现。
以下在附图中示意性地显示本发明的实施例并且进一步阐述实施例。在附图中：
图1示出具有支承架的减震装置的视图；
图2示出钢丝绳弹簧的视图；
图3示出由图1已知的支承架的俯视图。
图1示出电能传输设备的侧视图。所述电能传输设备配备有立柱1。所述立柱1是支承架2的一部分。驱动装置3支撑在立柱1上。驱动装置3安装在起到防天气影响的保护作用的壳体内。驱动装置3用于驱动功率开关4的断路器单元的可相对运动的开关接触件。功率开关4具有带支柱绝缘子5的基座，所述支柱绝缘子支撑在布置有驱动装置3的立柱1的端部上。支柱绝缘子5设计为空心的，因此可以在支柱绝缘子5内部通过运动链传递由驱动装置3引起的运动并且可以传递至功率开关的可相对运动的开关接触件。
支承架2支撑在地基6上。所述地基6锚固在地板中并且用作支座。支承架2通过多个第一和多个第二减震元件7、8支撑在地基6上。减震元件7、8沿圆形轨道布置，其中，在圆形轨道上环绕地前后相续地分别布置有第一和第二减震元件7、8。第一和第二减震元件7、8的数量优选为偶数，从而在轨道的封闭圆周中形成第一与第二减震元件7、8之间的连续交替。第一和第二减震元件7、8具有彼此不同的额定减震率，也就是第一减震元件7的额定减震率比第二减震元件8的额定减震率小。换而言之，第一减震元件7将动能转化为其它能量形式如热能的程度比第二减震元件8小。在此，第一和第二减震元件7、8分别具有相同的构造方式。在本实施例中，规定使用钢丝绳弹簧减震器。
在图2中示例性地显示了钢丝绳弹簧减震器的结构。钢丝弹簧减震器具有多重绞合的钢丝绳9，所述钢丝绳通过弹性形变螺旋形地卷绕。为了保持钢丝绳9的螺旋形卷绕的形状，沿钢丝绳9的卷绕轴线方向设置有第一轭架10以及第二轭架11。所述轭架10、11基本上相互平行地定向并且在表面侧处于卷绕的钢丝绳9的彼此相反的侧面上。在此，轭架10、11设计为双构件式，其中，在轭架10、11的接合缝中分别设有凹处，钢丝绳的匝圈延伸穿过所述凹处。匝圈通过轭架10、11彼此间隔，其中防止了匝圈自发地展开。借助螺栓12固定轭架10、11的部分元件，所述部分元件将钢丝绳9压入凹处中。由此确定钢丝绳9的螺旋形走向。第一减震元件7的钢丝绳弹簧的固有阻尼/摩擦小于第二减震元件8的钢丝绳弹簧的固有阻尼/摩擦。
通过两个轭架10、11可以止挡支承架2和地基6。为此，在图1中示意性地示出了地基6上的柱螺栓，在其上固定有减震元件7、8的相应的第二轭架11。与之相反，第一轭架10与支承架2相连。由此，钢丝绳9的卷绕轴向基本上与重力轴线13垂直，静止的功率开关4的重力通过所述重力轴线传入支承架2或者地基6中。第一和第二减震元件7、8在此分别用于可摆动地支承具有支承架2的电能传输设备。在此规定，第一和第二减震元件7、8均用于支承电能传输设备。然而作为备选也可以规定，只有额定减震率较小的第一减震元件7对于电能传输设备承担支承功能。而额定减震率较大的第二减震元件8只用于减弱支承架相对于地基或其它支座的相对运动。
所使用的减震元件7、8的外部构造是相同的，与其各自的额定减震率无关。优选分别设置相同数量的匝圈、相同设计尺寸的匝圈以及使用相同类型的轭架10、11。减震率基本上通过钢丝绳9的钢丝绞合方式以及其表面特性，也就是钢丝绳9的钢丝的固有摩擦特性决定。
然而还可以规定，第一和第二减震元件7、8在钢丝绳9的设计尺寸、匝圈数量、匝圈直径等方面有所变化。
除了为第一和第二减震元件7、8使用相同的构造方式，也可以为第一和第二减震元件7、8使用彼此不同的构造方式。例如可以使用摩擦减震器的不同设计结构，如螺旋弹簧、板式弹簧、弹性体缓冲器等。然而也可以规定，将按照液压弹簧或者气动弹簧形式的液压式减震器或者气动式减震器用作减震元件。
在图3中示出支承架2的俯视图。所述支承架2具有八角基板14，所述八角基板基本上设计为平坦的。在以八角基板14的中点为中心布置的圆形轨道上，多个基本上呈矩形的承接板15与基板14角度固定地相连。在此，限定承接板15的外棱边分别基本上平行或垂直于六角基板14的基板体棱边地定向。在此，承接板15超过处于基板14的八个角之间的侧边并且与基板14平面地相连。因此，承接板15分散地布置在围绕基板14中心的圆形轨道或者多边形连线上。在基板14的中心(基板14的各边的中心垂直线的交点)布置有凹处16，立柱1可以螺栓连接在凹处中，因此重力轴线13在此垂直于图3的附图平面延伸。承接板15对称地分散布置在圆形轨道的圆周上，因此承接板15沿圆周分别旋转45°的角度。相应地在圆周上形成八个承接板15，它们用于承接四个第一减震元件7以及四个第二减震元件8。四个第一减震元件7的位置用罗马字母I、II、III和IV表示。四个第二减震元件8的位置用罗马字母V、VI、VII和VIII表示。设计为钢丝绳弹簧减震器的第一和第二减震元件7、8在此这样定位在支承架2上，使得卷绕轴线(以及轭架10、11的纵轴线)平行于基板14的八个角的边定向。相应地，钢丝绳弹簧的卷绕轴线分别基本上垂直于基板14的各边的中心垂直线17。
在功率开关4运动时，运动传递到第一和第二减震元件7、8上。第一和第二减震元件7、8这两组减震元件参与到对支承架2的可摆动支承中，其中，基于额定减震率的选择，首先至少基本上只有第一减震元件7，也就是具有较小额定减震率的减震元件在变形时减弱传入的运动。而第二组减震元件8减震元件首先不发挥减震作用(或者发挥相对较小的减震作用)。在支承架2上相对于地基6的运动的幅度和/或速度/频率增大时，才通过第二组减震元件8与第一组减震元件7的(必要时减小的)减震作用平行地实现附加的减震。因此，在电能传输设备上的运动较小时实现了轻微的减震，并且在运动幅度增大时，通过第二减震元件8以更大的程度对电能传输设备进行减震。

Claims (9)

1.一种可摆动地支承的电能传输设备(4)的减震装置，具有支承架(2)，所述支承架通过多个减震元件(7、8)与至少一个支座(6)相连，其特征在于，所述减震装置具有第一减震元件和第二减震元件，所述第一减震元件和第二减震元件具有彼此不同的额定减震率并且并行地布置并且将所述支承架与支座相连，其中，多个减震元件(7、8)沿轨道分布地设置，其中，第一和第二减震元件(7、8)在轨道延伸路径上相互交替。
2.按权利要求1所述的减震装置，其特征在于，至少所述第一减震元件和/或至少所述第二减震元件(7、8)具有线性的减震特性。
3.按权利要求1或2所述的减震装置，其特征在于，所述第一和第二减震元件(7、8)具有相同的构造方式。
4.按权利要求1所述的减震装置，其特征在于，所述第一和第二减震元件(7、8)具有彼此不同的构造方式。
5.按权利要求1所述的减震装置，其特征在于，所述第一和/或所述第二减震元件(7、8)按照摩擦式减震器的方式工作。
6.按权利要求1所述的减震装置，其特征在于，所述第一和/或第二减震元件(7、8)按照液压式减震器的方式工作。
7.按权利要求1所述的减震装置，其特征在于，所述第一和/或第二减震元件(7、8)按照气动式减震器的方式工作。
8.按权利要求1所述的减震装置，其特征在于，具有较小的额定减震率的减震元件支撑所述支承架。
9.按权利要求1所述的减震装置，其特征在于，所述至少一个支座(6)是位置固定的支座。
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