CN107800098A - 一种悬垂式输电线路防舞动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种悬垂式输电线路防舞动装置，属于输电线路配件领域，包括外壳和悬空设于外壳内的空气阻尼器，空气阻尼器内设有带有活塞杆的活塞，活塞上设有若干限流开孔，限流开孔为两端大、中间窄的变径小孔。活塞将空气阻尼器分隔为上空气室和下空气室；下空气室内设有压缩弹簧，压缩弹簧两端分别与活塞和壳体底部固定连接；活塞杆一端与活塞固定，另一端从空气阻尼器底部穿孔而出。当输电线路舞动，舞动的动能通过活塞移动转为弹性势能，本发明通过在外壳内悬空设置空气阻尼器的方式实现悬垂式挂线防舞动的功能，并通过变径的限流孔增加空气阻尼器的阻尼性能，进一步提高空气阻尼器的减振、缓冲作用。
Description
技术领域 本发明属于输电线路配件领域，具体地讲是一种悬垂式输电线路防舞动装置。
背景技术 架空输电线路的舞动是一种由于空气动力不稳定而产生的现象，舞动常引起导线鞭击、烧伤、断股、断线、金具严重磨损、断裂、脱落、绝缘子钢脚断裂、杆塔倾倒、线路跳闸等，对高压输电线路会造成极大的破坏作用，严重威胁到输电线路的安全运行，易造成大面积停电等严重事故，给社会带来重大的经济损失。舞动现象一般可通过安装吸收舞动能量的阻尼器或安装改变系统结构特性的抑舞器进行调节。
申请号为201310431489.3的专利提供了一种输电杆塔防舞动装置，其在铁塔挂件的中间设置两个固定轴用于安装防舞动装置，在防舞动装置两侧的铁塔挂件上设有限制防舞动装置来回摆动的限位臂。该申请中，防舞动装置中间为一活塞轴，活塞周外部设有套住活塞轴的套筒，活塞轴外周安装有伸缩弹簧，套筒的底部和顶部设有进气孔与出气孔与外界通气。该防舞动装置的阻尼性能差、系统刚度较大，在实际应用中仅仅能够降低导线上下振动的幅度和左右摇摆的幅度。
发明内容 本发明的目的在于提供一种悬锤式输电线路防舞动装置，主要用于悬垂串中，有效改善现有技术中阻尼性能低、防舞动效果差的情况，起到缓冲、减振，达到保护杆塔的作用，减少舞动所带来的经济损失和其他危害。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种悬垂式输电线路防舞动装置，包括外壳和悬空设于外壳内的空气阻尼器，空气阻尼器的四周与外壳之间设有一定间距。所述空气阻尼器内设有带有活塞杆的活塞，活塞将空气阻尼器分隔为上空气室和下空气室。下空气室内设有若干压缩弹簧，压缩弹簧两端分别与活塞和壳体底部固定连接。活塞杆一端从空气阻尼器底部穿孔而出并固定于外壳底部，活塞杆的另一端与活塞底部中心固定连接。活塞上设有若干限流开孔，限流开孔为两端大、中间窄的变径小孔。
本发明利用在设置变径的限流孔，在导线振动过程中，气流经限流孔时由于限流孔孔径变化而增加能量损耗，起到衰减振动的阻尼作用。本发明减震系统的刚度小，可借助改变上空气室的容积进行调节，其刚度随着上空气室容积的增大而减小，因此增加上空气室容积可使导线在舞动时，降低导线对杆塔的冲击力，增加本发明的缓冲作用。
进一步地，所述空气阻尼器的顶部设有便于夹持导线的上扛线夹。
进一步地，为便于单根导线穿线使用，所述上扛线夹个数为一个且位于壳体顶部中心，所述外壳前后两侧正对位置各设有便于导线穿过的穿线孔。
进一步地，为便于双分裂导线使用，所述上扛线夹个数为两个且分别位于壳体顶部边缘相对设置，所述外壳前后两侧两边分别设有便于导线穿过的穿线孔。
进一步地，所述弹簧个数至少为2个。
进一步地，所述外壳顶部设有用于与杆塔或绝缘串子连接的连接挂钩或挂孔。
本发明的有益效果如下：一、本发明起到重锤作用，加强了导线的抗风能力，有利于塔头间隙的优化。
二、导线舞动时，动荷载带来的振幅被减震系统吸收的同时，空气室的体积变化可以平稳导线的挂点，从而解决本装置对弧垂的影响，并且，本发明无需阻尼液，杜绝传统阻尼器中漏液情况发生，降低运行维护成本。
三、本发明通过在外壳内悬空设置空气阻尼器的方式实现悬垂式挂线防舞动的功能，并通过变径的限流孔增加空气阻尼器的阻尼性能，进一步提高空气阻尼器的减振、缓冲作用。
四、本发明的系统刚度小，可实现连续无级变化，在导线舞动时可平滑地进行过度，加快导线平稳速度。并且由于系统刚度小，可以改变荷载固有频率，避免出现较高频率的谐振。还可在较低频率起到隔振作用，抑制低频的舞动情况发生。
五、本发明实现了刚度和高度调节的完全解耦，可通过合理的调节工作腔气体压强，将空气弹黃的刚度和高度能够独立的调节到期望的值，从而可以大大提高导线的动力学性能。
另外，本发明还能扰动弹簧的谐振频率，避免扰动弹簧出现谐振影响防舞动的效果。本发明结构简单，便于生产和使用，其防舞动效果良好。
附图说明
图1为本发明具体实施例的整体示意图；
图2为本发明限流孔工作原理示意图。
图中所示：外壳1、上扛线夹2、空气阻尼器3、上空气室4、活塞5、下空气室6、压缩弹簧7、活塞杆8、限流孔9、金属夹具10。
具体实施方式
如图1所示，本实施例包括外壳1、空气阻尼器3，外壳1顶部设有用于与杆塔或绝缘串子连接的连接挂孔。空气阻尼器3悬空设于外壳1内，其四周与外壳1均间隙配合且具有一定间距。空气阻尼器3为一密闭的圆柱体，其内部横向设有活塞5将其内部空间分隔为上空气室4和下空气室6两个空间，下空气室6中在活塞5底部中心连接有活塞杆8，活塞杆8另一端从空气阻尼器3底部对应的开孔中穿出固定插设在外壳1内的底面上，从而实现空气阻尼器3悬空设置在外壳1内。下空气室6内围绕活塞杆8均匀设有若干压缩弹簧7，压缩弹簧7的两端分别与活塞5底部、下空气室6底部相抵且固定，压缩弹簧7的弹力始终将活塞5向上顶起。为便于上空气室4与下空气室6之间的气流流通，从而通过气流移动实现输电线缆最终的平衡稳定，活塞5中开设有若干细小的限流孔9，限流孔9贯通上空气室4与下空气室6。
结合图2所示，限流孔9的两端孔径较大，中间部分因变径而较小，在活塞5猛然移动时气流被迫改变流速大小，或被迫改变流动方向，从而干扰了流体的正常运动，产生了撞击、分离脱流、旋涡等现象，带来了附加的空气阻力，增加了能量损耗。具体能量损耗过程如下：在输电线路处于静态平衡时，上空气室4与下空气室6二者的室内气压均衡，当有动荷载及线路发生舞动时，导线会给压缩弹簧7施加一个加速度使活塞5向下移动，上部的空气室体积瞬间变大，气压变小，对活塞5产生一个反作用力，由于限流孔9孔径较小，该瞬间下限流孔9中气流不流通，接近关闭状态。之后压缩弹簧7的加速度减小，上空气室4与下空气室6的压力差稳定后，限流阀的气孔才开始流通，两个空气室内的压强逐渐趋于相等，同时活塞5开始缓慢下移，从而达到缓冲、减振的作用。这一过程先将导线的动能转化为弹簧的弹性势能，再通过上空气室4中空气所产生的阻力来消耗上述弹性势能，实现空气阻尼器3的阻尼作用。节流孔的阻尼作用在中频区和高频区隔振效果尤其显著，当节流小孔相对开度达到最优值时能使系统共振频率和最大等效阻尼比频率一致，导线共振幅值的抑制效果达到最强。
本发明通过在外壳1内悬空设置空气阻尼器3的方式实现悬垂式挂线防舞动的功能，并通过变径的限流孔9增加空气阻尼器3的阻尼性能，进一步提高空气阻尼器3的减振、缓冲作用。本发明的系统刚度小，可实现连续无级变化，在导线舞动时可平滑地进行过度，加快导线平稳速度。本发明结构简单，便于生产和使用，其防舞动效果良好。
Claims (6)
1.一种悬垂式输电线路防舞动装置，其特征在于：包括外壳和悬空设于外壳内的空气阻尼器，空气阻尼器的四周与外壳之间设有一定间距；所述空气阻尼器内设有带有活塞杆的活塞，活塞将空气阻尼器分隔为上空气室和下空气室；下空气室内设有若干压缩弹簧，压缩弹簧两端分别与活塞和壳体底部固定连接；活塞杆一端从空气阻尼器底部穿孔而出并固定于外壳底部，活塞杆的另一端与活塞底部中心固定连接；活塞上设有若干限流开孔，限流开孔为两端大、中间窄的变径小孔。
2.根据权利要求1所述的一种悬垂式输电线路防舞动装置，其特征在于：所述空气阻尼器的顶部设有便于夹持导线的上扛线夹。
3.根据权利要求1所述的一种悬垂式输电线路防舞动装置，其特征在于：所述上扛线夹个数为一个且位于壳体顶部中心，所述外壳前后两侧正对位置各设有便于导线穿过的穿线孔。
4.根据权利要求1所述的一种悬垂式输电线路防舞动装置，其特征在于：所述上扛线夹个数为两个且分别位于壳体顶部边缘相对设置，所述外壳前后两侧两边分别设有便于导线穿过的穿线孔。
5.根据权利要求1所述的一种悬垂式输电线路防舞动装置，其特征在于：所述弹簧个数至少为2个。
6.根据权利要求1所述的一种悬垂式输电线路防舞动装置，其特征在于：所述外壳顶部设有用于与杆塔或绝缘串子连接的连接挂钩或挂孔。
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