CN105140868B - 旋转式架空线路增稳器 - Google Patents
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Abstract
旋转式架空线路增稳器，涉及一种可以根据风速大小自动提高架空线路稳定性的架空线路增稳器，为了克服现有的防振器通过阻尼振动的方式吸收导线的振动能量，吸振效果差的问题，本发明的外壳为空心圆柱体，圆柱体侧面留有吹风口，线夹为半圆筒形结构，线夹通过连接片与外壳连接，惯性轮为开有中心孔的圆盘，转动轴位于惯性轮的中心，且惯性轮围绕转动轴旋转，转动轴的两端分别固定在外壳所两端的圆心处，叶片为长方形薄板，多个叶片均匀分布并固定在惯性轮的外侧，使用时将两个旋转式架空线路增稳器分别固定在架空导线的左右或者上下；本发明能够在相同风速的作用下提高架空导线的抗微分振动能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种可以根据风速大小自动提高架空线路稳定性的架空线路增稳器。
背景技术
输电线的微风振动和输电塔的风振常会造成输电线断股断线、杆塔节点连接破坏等危害性极大的故障，多次造成影响严重的大面积停电事故。风致架空输电线路导线振动有三种形式:微风振动、次档距振荡和舞动,其中导线的微风振动发生得最为频繁，影响也最大。导线的微风振动是由于风垂直吹过导线时,在导线背后产生的周期性“卡门涡旋”激励作用,在导线上产生垂直导线和风向的作用力，使得导线产生微风振动。如果线路微风振动控制不当,将使输电线路极易发生诸如导线疲劳断股、金具磨损、杆塔构件损坏等故障,对线路安全带来较大的危害。国内外经验表明,架空线路在沿海、沙漠、跨河、跨海等地形条件下容易发生严重的微风振动,没有防振保护措施的导线在两周内就可能导致疲劳断股,不但增加输电线路的功率损耗,造成电力浪费,甚至造成导线断裂而引起断电事故,严重威胁架空线的运行寿命,乃至输电线路的安全。
气流对导线作用力的频率受到风速、圆柱体直径的制约，满足下面的关系：
式中：
fs——周期作用力频率(Hz)；
vs——司脱罗哈风速(m/s)；
D——圆柱体直径(mm)；
S——司脱罗哈数，通常该值取S＝185～210。
设定无刚度无阻尼导线长度为dx的一导线微段，该微段距导线左端x处。导线y方向的位移为dy，导线的线密度为m单位长度质量，档距长度为L，张力为T。可根据在y方向垂直力的平衡条件，得到：
则导线的运动微分方程为：
导线的固定端边界条件为：
导线振动的固有频率可写为：
式中：
ωon——固有圆频率(rad/s)；
n——阶数；
fon——导线振动的固有频率(Hz)；
W——导线单位长度重量(kg/m)；
λ——导线振动波长(m)；
T——导线张力(N)。
已知当导线的固有频率与微风振动频率一致时，导线的振动幅度最大。如果能够进一步降低导线的固有振动频率，则能够降低导线发生较大幅度震动的风险，减少由于振动引起导线损坏的几率。
目前存在的架空线路防振器多数是基于能量吸收的原理，即通过阻尼振动的方式吸收导线的振动能量，虽然能够减少架空线路的振幅，但是仍然线路上仍然存在着较大的能量，当出现谐振频率不匹配的情况则防振器不能达到较好的吸振效果，仍然可能损坏架空线路。
发明内容
为了克服现有的防振器通过阻尼振动的方式吸收导线的振动能量不能达到较好的吸振效果缺陷,本发明提出一种增加架空导线惯量、降低自谐振频率从而减少线路振动幅度的旋转式架空线路增稳器。
旋转式架空线路增稳器，它包括线夹、外壳和转子；
所述外壳为空心圆柱体，圆柱体侧面留有吹风口；
所述线夹为半圆筒形结构，半圆筒形结构的一侧边缘通过连接片与外壳固定连接；
所述转子包括惯性轮、转动轴和多个叶片；
所述惯性轮为开有中心孔的圆盘；转动轴位于惯性轮的中心，且惯性轮能够绕转动轴旋转；转动轴的两端分别固定在外壳两端的圆心处；叶片为长方形薄板，多个叶片均匀分布并固定在惯性轮的外侧。
本发明的有益效果是利用气流的空气动力，吹动安装在架空导线上具有横向叶片的可快速旋转的惯性轮旋转，提高架空导线的惯量、降低自谐振频率，在相同风速的作用下提高架空导线的抗微分振动能力，达到较好的吸振效果。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的旋转式架空线路增稳器的结构示意图；
图2为具体实施方式一中的转子的结构示意图；
图3为具体实施方式一所述的旋转式架空线路增稳器的正视图；
图4为具体实施方式三所述的旋转式架空线路增稳器安装使用时的正视图；
图5为具体实施方式六所述的旋转式架空线路增稳器安装使用时的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1、图2和图3说明本实施方式，在本实施方式中所述的旋转式架空线路增稳器，它包括线夹2、外壳3和转子4；
所述外壳3为空心圆柱体，圆柱体侧面留有吹风口；
所述线夹2为半圆筒形结构，半圆筒形结构的一侧边缘通过连接片9与外壳3固定连接；
所述转子4包括惯性轮7、转动轴8和多个叶片6；
所述惯性轮7为开有中心孔的圆盘；转动轴8位于惯性轮7的中心，且惯性轮7能够绕转动轴8旋转；转动轴8的两端分别固定在外壳3两端的圆心处；叶片6为长方形薄板，多个叶片6均匀分布并固定在惯性轮7的外侧。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的旋转式架空线路增稳器进一步限定，在本实施方式中，它还包括螺钉5，线夹2通过螺钉5固定在架空导线1上。
具体实施方式三：结合图4说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的旋转式架空线路增稳器进一步限定，在本实施方式中，线夹2的半圆筒形结构两侧边缘各开有至少3个通孔，所述通孔用于穿过螺钉将线夹2固定在架空导线1上。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的旋转式架空线路增稳器进一步限定，在本实施方式中，所述多个叶片6至少为六个。
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式一所述的旋转式架空线路增稳器进一步限定，在本实施方式中，外壳3下部留有排水孔，以防止外壳3内存有积水。
具体实施方式六：结合图5说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的旋转式架空线路增稳器进一步限定，在本实施方式中，所述连接片9为长方形薄板，外壳3固定在连接片9的一端，该连接片9的另一端固定在线夹2上，转动轴8与架空导线1垂直。
使用时，两个旋转式架空线路增稳器的线夹2相对扣在架空导线1上，螺钉5穿过线夹2的通孔将旋转式架空线路增稳器的线夹2固定在架空导线1上；此时的两个旋转式架空线路增稳器分别位于导线的上部和下部，当风从架空导线横向吹过时，风将推动叶片6旋转。
具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的旋转式架空线路增稳器进一步限定，在本实施方式中，所述连接片9为“L”形薄板，外壳3固定在“L”形薄板的一端，该“L”形薄板的另一端固定在线夹2上，转动轴8与架空导线1平行。
使用时，两个旋转式架空线路增稳器的线夹2相对扣在架空导线1上，螺钉5穿过线夹2的通孔将旋转式架空线路增稳器的线夹2固定在架空导线1上；此时的两个旋转式架空线路增稳器分别位于导线的左右两侧，当风从架空导线横向吹过时，风将推动叶片6旋转。
具体实施方式八：本实施方式是对具体实施方式一所述的旋转式架空线路增稳器进一步限定，在本实施方式中，所述“L”形薄板拐角处外侧的角为倒角。
具体实施方式九：本实施方式是对具体实施方式一所述的旋转式架空线路增稳器进一步限定，在本实施方式中，叶片6为绝缘材质，以防止叶片6旋转时产生电场。
具体实施方式十：本实施方式是对具体实施方式一所述的旋转式架空线路增稳器进一步限定，在本实施方式中，线夹2为绝缘材质，以防止架空导线1中的电流发生变化时产生电场。
Claims (10)
1.旋转式架空线路增稳器，其特征在于，它包括线夹(2)、外壳(3)和转子(4)；
所述外壳(3)为空心圆柱体，圆柱体侧面留有吹风口；
所述线夹(2)为半圆筒形结构，半圆筒形结构的一侧边缘通过连接片(9)与外壳(3)固定连接；
两个旋转式架空线路增稳器的线夹(2)相对扣在架空导线(1)上；
所述转子(4)包括惯性轮(7)、转动轴(8)和多个叶片(6)；
所述惯性轮(7)为开有中心孔的圆盘；转动轴(8)位于惯性轮7的中心，且惯性轮(7)能够绕转动轴(8)旋转；转动轴(8)的两端分别固定在外壳(3)两端的圆心处；叶片(6)为长方形薄板，多个叶片(6)均匀分布并固定在惯性轮(7)的外侧。
2.根据权利要求1所述的旋转式架空线路增稳器，其特征在于，它还包括螺钉(5)，线夹(2)通过螺钉(5)固定在架空导线(1)上。
3.根据权利要求1所述的旋转式架空线路增稳器，其特征在于，线夹(2)的半圆筒形结构两侧边缘各开有至少3个通孔，所述通孔用于穿过螺钉(5)将线夹(2)固定在架空导线(1)上。
4.根据权利要求1所述的旋转式架空线路增稳器，其特征在于，叶片(6)的数量至少为六个。
5.根据权利要求1所述的旋转式架空线路增稳器，其特征在于，外壳(3)下部留有排水孔。
6.根据权利要求1所述的旋转式架空线路增稳器，其特征在于，所述连接片(9)为长方形薄板，外壳(3)固定在连接片(9)的一端，该连接片(9)的另一端固定在线夹(2)上，转动轴(8)与架空导线(1)垂直。
7.根据权利要求1所述的旋转式架空线路增稳器，其特征在于，所述连接片(9)为“L”形薄板，外壳(3)固定在“L”形薄板的一端，该“L”形薄板的另一端固定在线夹(2)上，转动轴(8)与架空导线(1)平行。
8.根据权利要求7所述的旋转式架空线路增稳器，其特征在于，所述“L”形薄板拐角处外侧的角为倒角。
9.根据权利要求4所述的旋转式架空线路增稳器,其特征在于，叶片(6)为绝缘材质。
10.根据权利要求1所述的旋转式架空线路增稳器,其特征在于，线夹(2)为绝缘材质。
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