CN104836184A - 一种抑制输电导线风雨激振和舞动的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能抑制输电导线风雨激振和舞动的装置。它由中心输电导线和表面护套构成，其特征在于所述表面护套的表面有螺旋状凸起，该螺旋状凸起为两个相反方向螺旋的双向螺旋凸起；该双向螺旋凸起能改变输电导线表面的边界层气流场分离点，破坏有规律的卡门涡脱的发生；该相反方向的凸起，能破坏沿导线轴向形成轴向流和轴向涡，改变导线截面的三维结构，降低气动作用力对导线的影响，抑制导线舞动现象的发生；该双向螺旋凸起破坏雨水沿导线表面下流的水路，防止连续雨线的形成，阻碍雨线在导线表面振荡，避免导线发生风雨激振。

Description

一种抑制输电导线风雨激振和舞动的装置

技术领域

本发明涉及一种输电导线表面装置，特别是一种能抑制输电导线风雨激振和舞动的装置。

背景技术

随着特高压输电线路的快速发展，输电杆塔日益呈结构高耸、导线截面粗大，跨越档距长等特点。因此，在风载作用下极易发生振动。常见的振动形式包括风雨激振和舞动。其中，风雨激振是导线在特定的风雨耦合条件下会诱发气动力失稳而发生的低频，大幅振动。多数研究人员认为导线表面雨线的形成是诱发风雨激振的主要原因。输电导线舞动是在有风无雨的条件下产生的一种低频，大振幅自激振动。

输电导线的大幅振动易造成金具剧烈磨损及导线伤股、断股现象，严重影响输电线路的正常运行。目前常用的控制输电线路振动的方法为：机械控制措施，结构控制措施和空气动力学控制措施。

机械控制措施是通过安装在导线上的防振锤限制压重点的振幅，形成节点，从而抑制导线的振幅与振型，以达到控制导线振动的目的。但是安装过多的防振锤会造成线夹处导线的损伤和导线张力的增大，容易导致导线疲劳受损。

结构控制措施是在相间或回路之间使用的一种具有绝缘性能和机械强度高的间隔棒，它将各导线机械地连接起来，使各导线的运动相互制约，以达到抑制振动的目的。然而，相间间隔棒自身存在劣化、放电和易弯曲等问题。

空气动力学措施主要是通过对输电导线进行特殊处理改善导线的空气动力学性能，被认为是一种经济有效的减振措施。目前实际上常用的动力学措施主要是在导线表面单向缠绕螺旋线和对角的形式缠绕扰流线。

上述减振措施主要目的是抑制输电导线的舞动。虽然缠绕的螺旋线也可破坏导线表面雨线的形成，干扰雨线在导线表面振荡，降低发生风雨激振的可能性；但大量的螺旋线会增加导线表面的迎风面积，从而增大导线的阻力系数，对抑制风雨激振现象效果不佳。因此，为了避免输电导线风雨激振和舞动现象，保证输电线路安全稳定运行，有必要开发抑制导线风雨激振和舞动现象新的气动力措施。

发明内容

本发明的目的是克服现有导线减振措施的不足，提供一种能抑制输电导线风雨激振和舞动的装置，它具有新的空气动力学减振措施，这种新的装置可以有效的抑制风雨激振和舞动现象，同时可以避免导线气动阻力系数的增大。

为解决上述技术问题，本发明的构思是：在输电导线的表面护套上沿两个相反的旋转方向设有双向螺旋状凸起，并根据实际需要沿两个相反的旋转方向上分别设置一条，两条或多条凸起。螺旋状凸起的螺距为4D～6D(D为输电导线表面护套的外径)，凸起的横截面为圆弧形、矩形、梯形或三角形，凸起的宽度为3mm～6mm，凸起的高度为3mm～6mm。

根据上述发明构思，本发明提供的技术方案如下：

一种能抑制输电导线风雨激振和舞动的装置，由中心输电导线和表面护套构成，其特征在于所述表面护套的表面有螺旋状凸起，该螺旋状凸起为两个相反方向螺旋的双向螺旋凸起；该双向螺旋凸起能改变输电导线表面的边界层气流场分离点，破坏有规律的卡门涡脱的发生；该相反方向的凸起，能破坏沿导线轴向形成轴向流和轴向涡，改变导线截面的三维结构，降低气动作用力对导线的影响，抑制导线舞动现象的发生；该双向螺旋凸起破坏雨水沿导线表面下流的水路，防止连续雨线的形成，阻碍雨线在导线表面振荡，避免导线发生风雨激振。

所述双向螺旋凸起是在两个相反旋转方向上各有一条、两条或多条螺旋状凸起。

所述螺旋状凸起的螺距为4D～6D(D为输电导线表面护套的外径)，凸起的横截面为圆弧形、矩形、梯形或三角形，凸起的宽度为3mm～6mm，凸起的高度为3mm～6mm。

所述表面护套的表面沿圆周方向均匀分布凹槽，该凹槽提高了导线表面的粗糙度，进一步破坏雨线在到导线表面的形成和振荡，有效抑制导线发生风雨激振现象。

所述表面护套可以与防振锤配合使用，既减少防振锤对导线产生应力集中，又可防止防振锤线夹对导线的损伤。

本发明和现有技术比较，明显具有如下突出优点和特点：

(1)双向螺旋凸起能改变输电导线表面的边界层气流场分离点，破坏有规律的卡门涡脱的发生；该相反方向的凸起，能破坏沿导线轴向形成轴向流和轴向涡，改变导线截面的三维结构，降低气动作用力对导线的影响，抑制导线舞动现象的发生。

(2)双向螺旋凸起破坏雨水沿导线表面下流的水路，防止连续雨线的形成，阻碍雨线在导线表面振荡，避免导线发生风雨激振。

(3)表面护套的表面沿圆周方向均匀分布的凹槽提高了导线表面的粗糙度，进一步破坏雨线在到导线表面的形成和振荡，有效抑制导线发生风雨激振现象。

(4)在输电导线安装带有双向螺旋状凸起的表面护套的减振装置，不会增加导线的迎风面积，避免增大导线的气动阻力。

(5)表面护套可以与其它防振装置配合使用，效果更佳；如图(5)与防振锤的配合使用，既减少防振锤对导线产生应力集中，又可防止防振锤线夹对导线的损伤。

附图说明

图1为本发明带有双向螺旋凸起的导线示意图；

图2-1～2-4为本发明带有双向螺旋凸起的导线不同形状截面示意图；

图2-1为圆弧形；图2-2为矩形；2-3为梯形；2-4为三角形；

图3为本发明带有双向螺旋凸起和表面凹槽的导线示意图；

图4为本发明表面护套示意图；

图5为本发明与防振锤配合使用示意图；

图中：

1-钢芯；2-铝线；3-表面护套；4-螺旋凸起；5-表面凹槽；6-线夹；7-防振锤。

具体实施方式

本发明实施结构附图说明如下：

实施例一：

参考图1，抑制输电导线风雨激振和舞动的装置为带有双向螺旋状凸起(4)的表面护套(3)，先在导线表面护套的光滑表面沿一个旋转方向设置一条螺旋状凸起，然后再沿另一个旋转方向设置螺旋状凸起。可根据实际情况需要在两个旋转方向上分别设置一条，两条或多条凸起。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处是：

参考图3，抑制输电导线风雨激振和舞动的装置为带有双向螺旋状凸起的表面护套和表面凹槽，先在导线表面护套(3)的光滑表面均匀开设凹槽(5)，沿一个旋转方向设置一条螺旋状凸起(4)，然后再沿另一个旋转方向设置螺旋状凸起(4)。可根据实际情况需要在两个旋转方向上分别设置一条，两条或多条凸起。所述螺旋状凸起的螺距为4D～6D(D为输电导线表面护套(3)的外径，凸起的横截面为圆弧形图(2-1)、矩形图(2-2)、梯形图(2-3)或三角形图(2-4)，螺旋凸起4的宽度为3mm～6mm，凸起的高度为3mm～6mm

本发明各实施例中，所述的表面护套根据导线不同的截面尺寸由铝材料整体铸造而成；所述表面护套用线夹与导线可靠的固定；所述表面护套占有输电导线跨距

Claims (5)

1.一种抑制输电导线风雨激振和舞动的装置，它由中心输电导线和表面护套构成，其特征在于所述表面护套的表面有螺旋状凸起，该螺旋状凸起为两个相反方向螺旋的双向螺旋凸起；该双向螺旋凸起能改变输电导线表面的边界层气流场分离点，破坏有规律的卡门涡脱的发生；该相反方向的凸起，能破坏沿导线轴向形成轴向流和轴向涡，改变导线截面的三维结构，降低气动作用力对导线的影响，抑制导线舞动现象的发生；该双向螺旋凸起破坏雨水沿导线表面下流的水路，防止连续雨线的形成，阻碍雨线在导线表面振荡，避免导线发生风雨激振。

2.根据权利要求书1所述的能抑制输电导线风雨激振和舞动的装置，其特征在于所述双向螺旋状凸起是在相反旋转方向上各有一条，两条或多条螺旋状凸起。

3.根据权利要求书1所述的能抑制输电导线风雨激振和舞动的装置，其特征在于所述螺旋状凸起(4)的螺距为4D～6D，D为导线表面护套(3)的外径，凸起的横截面为圆弧形、矩形、梯形或三角形，凸起的宽度为3mm～6mm，凸起的高度为3mm～6mm。

4.根据权利要求书1所述的能抑制输电导线风雨激振和舞动的装置，其特征在于所述表面护套(3)的表面沿圆周方向均匀分布凹槽(5)；该凹槽(5)提高了导线表面的粗糙度，进一步破坏雨线在到导线表面的形成和振荡，有效抑制导线发生风雨激振现象。

5.根据权利要求书1所述的能抑制输电导线风雨激振和舞动的装置，其特征在于所述表面护套(3)可以与防振锤(6)配合使用，既减少防振锤对导线产生应力集中，又可防止防振锤线夹对导线的损伤。