CN107425496A - 一种多分裂覆冰导线风阻抑舞环装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多分裂覆冰导线风阻抑舞环装置，包括风阻缓解机构和风阻消除机构，所述的风阻缓解机构包括前后设置的前支撑环和后支撑环、第一可转动连接组件、第二可转动连接组件、中心转轴和多个风阻片，主要利用风阻片缓解风力；所述的风阻消除机构包括多根间隔棒、导线夹、前扭簧和后扭簧，每根间隔棒的始端可拆卸连接在中心转轴的轴身上，每根间隔棒的末端设有导线夹，主要利用前扭簧和后扭簧与中心转轴的可扭动的连接关系消除风阻；本装置能够可显著提升导线起舞风速，并可有效防治超特高压输电线路多分裂导线在覆冰环境下舞动。

Description

一种多分裂覆冰导线风阻抑舞环装置

技术领域

本发明涉及多分裂导线覆冰舞动技术领域，尤其涉及一种多分裂覆冰导线风阻抑舞环装置。

背景技术

覆冰导线舞动是导线覆冰后在风荷载作用下发生的一种大幅低频振动。覆冰导线舞动发生时，轻则造成构件的磨损和主材断裂，重则导致整条输电线路杆塔连续倒塌，从而造成巨大的经济损失。

在舞动防治方面，我国超特高压输电线路采用断面更大的六分裂、八分裂导线，由于六分裂或者八分裂导线自重大、分裂数多，导致舞动治理难度系数很大，以往常所使用的失谐摆、防振锤等防舞措施不再是经济有效的防舞方法。

目前，国外覆冰导线防舞动的研究对提高导线结构阻尼较为重视，并初步探讨了覆冰导线防舞动措施有效性的评估。遗憾的是，就目前来看，研究仍存在以下两点不足：①覆冰导线防舞动措施大多针对于覆冰单导线，或在研究覆冰导线防舞动机制时将分裂导线等效为单导线；并且，对于多分裂导线，尤其是针对超特高压输电线路的六分裂、八分裂导线的覆冰导线防舞动理论与方法的研究存在明显不足；②部分覆冰导线防舞动措施对简单的理想状态效果明显，但在实际超特高压输电线路环境下，这些覆冰导线防舞动措施不能有效达到预期效果，甚至不能正常运作，以致失去防舞能力。

综上所述，仅仅依赖数值模拟对防舞措施的评估存在诸多不足，如何有效防治超特高压输电线路在覆冰环境下的舞动是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多分裂覆冰导线风阻抑舞环装置，能够可显著提升导线起舞风速，并可有效防治超特高压输电线路多分裂导线在覆冰环境下舞动。

本发明采用的技术方案为：

一种多分裂覆冰导线风阻抑舞环装置，包括风阻缓解机构和风阻消除机构，所述的风阻缓解机构包括前后设置的前支撑环和后支撑环、第一可转动连接组件、第二可转动连接组件、中心转轴和多个风阻片，前支撑环和后支撑环上均设有开合结构，中心转轴的前端通过第一可转动连接组件连接前支撑环，中心转轴的后端通过第二可转动连接组件连接后支撑环，且中心转轴的前端和后端分别位于前支撑环和后支撑环的中心位置，多个风阻片均匀间隔设于前支撑环和后支撑环之间，且每个风阻片前后两端分别与前支撑环和后支撑环转动连接；所述的风阻消除机构包括多根间隔棒、导线夹、前扭簧和后扭簧，每根间隔棒的始端可拆卸连接在中心转轴的轴身上，每根间隔棒的末端设有导线夹；所述的前扭簧的一端与中心转轴的轴身前端部固定，另一端与第一可转动连接组件固定；所述的后扭簧的一端与中心转轴的轴身后端部固定，另一端与第二可转动连接组件固定。

所述的第一可转动连接组件包括第一铝合金外轴套、第一内轴承和第一组轮辐，第一组轮辐包括多根固定杆，第一内轴承的外直径与第一铝合金外轴套的内直径匹配，第一铝合金外轴套上沿圆周方向设有多个径向安装轴孔，每根固定杆的始端固定在一个径向安装轴孔内，每根固定杆的末端与前支撑环固定；第二可转动连接组件包括第二铝合金外轴套、第二内轴承和第二组轮辐，第二组轮辐包括多根固定杆，第二内轴承的外直径与第二铝合金外轴套的内直径匹配，第二铝合金外轴套上沿圆周方向设有多个径向安装轴孔，每根固定杆的始端固定在一个径向安装轴孔内，每根固定杆的末端与后支撑环固定；第一内轴承套设在中心转轴的前端，第二内轴承套设在中心转轴的后端。

所述的中心转轴的轴身上均匀分布有多个径向螺孔，每根间隔棒的始端对应一个径向螺孔安装，且每根间隔棒垂直于分裂子导线。

所述的风阻片包括风阻片本体，沿风阻片本体的水平中心线的两端设有限定杆，限定杆与前支撑环和后支撑环转动连接。

所述的中心转轴的轴身上设有防冻层，防冻层上对应径向螺孔的位置设有通孔。

所述的前扭簧和后扭簧上分别套设有防冻套。

所述的前支撑环采用两个对接的半圆环，两个半圆环的一端铰接，另一端通过榫卯结构连接，后支撑环结构与前支撑环结构相同。

本发明主要包括风阻缓解机构和风阻消除机构，利用风阻缓解机构缓解分裂导线的舞动，再利用风阻消除机构将风力最大化的消除。进一步的，风阻缓解机构包括前后设置的前支撑环和后支撑环、第一可转动连接组件、第二可转动连接组件、中心转轴和多个风阻片，中心转轴贯穿整个装置，作为整个装置的中心枢纽，在利用第一可转动连接组件和第二可转动连接组件将中心转轴与前支撑环和后支撑环可活动的连接起来，利用前支撑环和后支撑环作用风阻片的支撑机构；利用风阻片去缓解风力作用。同时，风阻消除机构包括多根间隔棒、导线夹、前扭簧和后扭簧，利用多根间隔棒和导线夹将中心转轴与分裂子导线连接起来，再利用前扭簧和后扭簧与中心转轴的连接关系进一步消除风力。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的左视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明包括风阻缓解机构和风阻消除机构，所述的风阻缓解机构包括前后设置的前支撑环1和后支撑环2、第一可转动连接组件、第二可转动连接组件、中心转轴3和多个风阻片（图1中仅仅显示最上端和最下端的风阻片，其它风阻片未显示出来），前支撑环1采用两个对接的半圆环，两个半圆环的一端铰接，另一端通过榫卯结构连接，后支撑环2结构与前支撑环1结构相同。中心转轴3的前端通过第一可转动连接组件连接前支撑环1，中心转轴3的后端通过第二可转动连接组件连接后支撑环2，且中心转轴3的前端和后端分别位于前支撑环1和后支撑环2的中心位置。所述的第一可转动连接组件包括第一铝合金外轴套5、第一内轴承6和第一组轮辐，第一组轮辐包括多根固定杆7，第一内轴承6的外直径与第一铝合金外轴套5的内直径匹配，第一铝合金外轴套5上沿圆周方向设有多个径向安装轴孔，每根固定杆7的始端固定在一个径向安装轴孔内，每根固定杆7的末端与前支撑环1固定；第二可转动连接组件包括第二铝合金外轴套、第二内轴承和第二组轮辐，第二组轮辐包括多根固定杆7，第二内轴承的外直径与第二铝合金外轴套的内直径匹配，第二铝合金外轴套上沿圆周方向设有多个径向安装轴孔，每根固定杆7的始端固定在一个径向安装轴孔内，每根固定杆7的末端与后支撑环2固定；第一内轴承6套设在中心转轴3的前端，第二内轴承套设在中心转轴3的后端。

多个风阻片均匀间隔设于前支撑环1和后支撑环2之间，所述的风阻片包括风阻片本体4，沿风阻片本体4的水平中心线的两端设有限定杆8，限定杆8与前支撑环1和后支撑环2转动连接。

所述的中心转轴3的轴身上设有防冻层（图中未显示），防冻层上对应径向螺孔的位置设有通孔。前扭簧9和后扭簧10上分别套设有防冻套（图中未显示）。

所述的风阻消除机构包括多根间隔棒11、导线夹13、前扭簧9和后扭簧10，每根间隔棒11的始端可拆卸连接在中心转轴3的轴身上，中心转轴3的轴身上均匀分布有多个径向螺孔，每根间隔棒11的始端对应一个径向螺孔安装，且每根间隔棒11垂直于分裂子导线12，每根间隔棒11的末端设有导线夹13，导线夹13采用现有线夹机构，不再具有赘述；所述的前扭簧9的一端与中心转轴3的轴身前端部固定，另一端与第一可转动连接组件固定；所述的后扭簧10的一端与中心转轴3的轴身后端部固定，另一端与第二可转动连接组件固定。

下面结合附图说明本发明的实施例，以六分裂覆冰导线为例：

安装使用时，首先将六根间隔棒11的始端对应中心转轴3的轴身上均匀分布的多个径向螺孔安装固定，在六根间隔棒11的始端部外围设置匹配的螺纹，通过旋拧的方式，将六根间隔棒11安装在中心转轴3上。安装时，将中心转轴3平行于子导线12的方向设置，且粗略估计放置在六分裂导线截面的中心位置处，再将设于六根间隔棒11的末端设有的导线夹13夹紧每根分裂子导线12，由于六分裂导线的支撑作用，此时的中心转轴3能够悬挂在六分裂导线截面的中心位置处。之后，再将前支撑环1和后支撑环2打开，由于前支撑环1采用两个对接的半圆环，两个半圆环的一端铰接，另一端通过榫卯结构连接，合拢在已经布置好的六分裂输电线路上，方便拆卸安装。

再利用第一可转动连接组件和第二可转动连接组件，将前支撑环1和后支撑环2与中心转轴3连接。具体实施是将第一可转动连接组件和第二可转动连接组件中的第一内轴承6套设在中心转轴3的前端，第二内轴承套设在中心转轴3的后端，之后，利用第一组轮辐和第二组轮辐，本实施例利用每组轮辐采用两根固定杆7，两根固定杆7的始端通过旋拧的方式安装在第一铝合金外轴套5和第二铝合金外轴套上沿圆周方向设有的多个径向安装轴孔内，每组固定杆7的末端利用旋拧的方式或者抽插的方式与前支撑环1和后支撑环2固定。此时，前支撑环1和后支撑环2利用固定杆7与中心转轴3的连接关系固定下来，环绕在已经布置好的六分裂输电线路上。

当分裂导线表面形成偏心覆冰时，在外界风力作用下，当导线表面产生的升力大于风阻以及导线自重时，造成导线横向气动失稳；当导线表面产生的扭力大于导线扭转阻力时，造成导线扭转失稳；这两种失稳特征相互作用下造成导线舞动。相同条件下，当导线上安装本发明提出的抑扭装置时，装置外援的风阻片扭转阻尼较小，在风力作用下各风阻片绕限定杆8摆动，使得安装处风场的均匀性和一致性受到干扰，同时影响到导线表面气动参数的稳定性降低横向弛振失稳的概率；另外，由于装置中间部分的线夹具备绕轴旋转的能力，这在一定程度上降低了单导线的扭转阻力，当覆冰子导线12风力作用下产生的扭矩大于单导线扭转阻力时，子导线12绕中心轴旋转，这在一定程度上削减了分裂导线整体扭矩，起到降低分裂导线整体扭转失稳的概率，起到抑制导线整体扭转失稳的作用。本装置的安装使用，能够同时降低分裂导线整体横向弛振和扭转失稳概率，从而达到防舞效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种多分裂覆冰导线风阻抑舞环装置，其特征在于：包括风阻缓解机构和风阻消除机构，所述的风阻缓解机构包括前后设置的前支撑环和后支撑环、第一可转动连接组件、第二可转动连接组件、中心转轴和多个风阻片，前支撑环和后支撑环上均设有开合结构，中心转轴的前端通过第一可转动连接组件连接前支撑环，中心转轴的后端通过第二可转动连接组件连接后支撑环，且中心转轴的前端和后端分别位于前支撑环和后支撑环的中心位置，多个风阻片均匀间隔设于前支撑环和后支撑环之间，且每个风阻片前后两端分别与前支撑环和后支撑环转动连接；所述的风阻消除机构包括多根间隔棒、导线夹、前扭簧和后扭簧，每根间隔棒的始端可拆卸连接在中心转轴的轴身上，每根间隔棒的末端设有导线夹；所述的前扭簧的一端与中心转轴的轴身前端部固定，另一端与第一可转动连接组件固定；所述的后扭簧的一端与中心转轴的轴身后端部固定，另一端与第二可转动连接组件固定。

2.根据权利要求1所述的多分裂覆冰导线风阻抑舞环装置，其特征在于：所述的第一可转动连接组件包括第一铝合金外轴套、第一内轴承和第一组轮辐，第一组轮辐包括多根固定杆，第一内轴承的外直径与第一铝合金外轴套的内直径匹配，第一铝合金外轴套上沿圆周方向设有多个径向安装轴孔，每根固定杆的始端固定在一个径向安装轴孔内，每根固定杆的末端与前支撑环固定；第二可转动连接组件包括第二铝合金外轴套、第二内轴承和第二组轮辐，第二组轮辐包括多根固定杆，第二内轴承的外直径与第二铝合金外轴套的内直径匹配，第二铝合金外轴套上沿圆周方向设有多个径向安装轴孔，每根固定杆的始端固定在一个径向安装轴孔内，每根固定杆的末端与后支撑环固定；第一内轴承套设在中心转轴的前端，第二内轴承套设在中心转轴的后端。

3.根据权利要求1所述的多分裂覆冰导线风阻抑舞环装置，其特征在于：所述的中心转轴的轴身上均匀分布有多个径向螺孔，每根间隔棒的始端对应一个径向螺孔安装，且每根间隔棒垂直于分裂子导线。

4.根据权利要求1所述的多分裂覆冰导线风阻抑舞环装置，其特征在于：所述的风阻片包括风阻片本体，沿风阻片本体的水平中心线的两端设有限定杆，限定杆与前支撑环和后支撑环转动连接。

5.根据权利要求1所述的多分裂覆冰导线风阻抑舞环装置，其特征在于：所述的中心转轴的轴身上设有防冻层，防冻层上对应径向螺孔的位置设有通孔。

6.根据权利要求1所述的多分裂覆冰导线风阻抑舞环装置，其特征在于：所述的前扭簧和后扭簧上分别套设有防冻套。

7.根据权利要求1所述的多分裂覆冰导线风阻抑舞环装置，其特征在于：所述的前支撑环采用两个对接的半圆环，两个半圆环的一端铰接，另一端通过榫卯结构连接，后支撑环结构与前支撑环结构相同。