CN109149490A - 一种多风向防舞减振装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多风向防舞减振装置，包括间隔棒主体和耗能减振装置；间隔棒主体外侧设置有导线线夹，耗能减振结构通过弹簧安装在间隔棒主体上；耗能减振结构由刚性吊杆、摆锤、球形转轴、风叶片，定位器和小铁球组成；所述的刚性吊杆通过定位器与所述的弹簧相连；所述的球形转轴固定在刚性吊杆上端；所述的摆锤固定在刚性吊杆下端；所述的风叶片对称固定在球形转轴的外圈；所述的小铁球放置在摆锤内部预留空间的底部。

Description

一种多风向防舞减振装置

技术领域

本发明涉及一种新型防舞装置，具体涉及一种能为输电线路提供高效振动阻尼，防止输电线路多分裂导线舞动，并能适应不同风向的防舞装置。

技术背景

随着我国经济和社会的飞速发展，对电能的需求和电能质量的要求不断提高，电力能源已经成为社会发展的必需品。目前输电线路中导线多采用分裂式，在不均匀覆冰和侧向风激励下导线易发生低频、大振幅自激振动，即输电线舞动现象。输电线舞动现象是影响电力系统安全运行的重要因素，舞动产生的危害是多方面的，轻者会发生闪络、跳闸，重者会发生金具及绝缘子损坏，导线断股、断线，杆塔螺栓松动、脱落，甚至倒塔，从而导致重大的电网安全事故。另外，舞动造成的杆塔螺栓松动，导线、金具、绝缘子隐性损伤等缺陷短时间内往往难以发现，对线路安全运行构成严重威胁。

对于远程输电线路而言，易于发生舞动的局部敏感地段主要在风口、开阔地带、江河湖面等易于覆冰，且风激励较强的地区。为防止线路舞动，一般采取安装相间间隔棒、线夹回转式间隔棒、双摆防舞器、失谐摆、偏心重锤等防舞装置。然而这些措施只能在一定程度上满足导线防舞动的要求，稳定性能和强度较差，且防止输电线路舞动的能力也较弱，远远不能满足电力行业特高压远距离、大跨越输送发展的需要。

因此，为保证输电线路的安全运行，需要研发一种减振效果明显、简单有效经济并且可以适应不同风向的防舞动装置。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种多风向防舞减振装置。旨在减小远程输电线路中导线竖直和水平任意方向的振动效应，实现缓冲能量、吸收能量、消耗能量的功能，最终达到抑制舞动的目的；其次，该防舞器结构简单，防舞性能好，安装方便，经济性能良好，能适应不同的风向，适宜大规模推广使用。

本发明采用下述技术方案：

一种多风向防舞减振装置，包括间隔棒主体和耗能减振装置；所述的间隔棒主体外侧设置有导线线夹，所述的耗能减振结构通过弹簧安装在间隔棒主体上；所述的耗能减振结构由刚性吊杆、摆锤、球形转轴、风叶片，定位器和小铁球组成；所述的球形转轴顶部通过定位器与所述的弹簧下端相连；弹簧的上端与间隔棒主体相连；所述的风叶片对称固定在球形转轴的外圈；所述的球形转轴固定在刚性吊杆上端，在风力作用下，风叶片带动球形转轴与刚性吊杆一起旋转；所述的摆锤固定在刚性吊杆下端；所述的小铁球放置在摆锤内部预留空间的底部。

进一步的技术方案为：所述的间隔棒主体由不锈钢制成，防止装置锈蚀影响工作性能。

进一步的技术方案为：所述的间隔棒主体根据分裂导线的根数，可以制成不同的形状，以适应不同的输电线路。

进一步的技术方案为：所述的导线线夹均匀设置在间隔棒主体四周，且导线线夹与间隔棒主体通过一转动轴可转动连接。

进一步的技术方案为：所述的弹簧一端固定在间隔棒主体底部，另一端固定在定位器上。

进一步的技术方案为：所述的弹簧由具有良好变形恢复能力的形状记忆合金材料制成，可以带动所连接的耗能减振结构竖向往复运动。当导线停止舞动时，由于弹簧的变形恢复能力，耗能减振结构恢复原位。

进一步的技术方案为：所述的球形转轴通过万向铰与定位器连接，可以进行三百六十度转动。

进一步的技术方案为：所述的风叶片呈梯形，可以增大与空气的接触面积，在风荷载作用下转动效果更佳。并且在风荷载激励下球形转轴两侧的风叶片可以带动球形转轴发生转动，使叶片指向与风荷载方向一致。

进一步的技术方案为：所述的球形转轴固定在刚性吊杆上，可以带动刚性吊杆一起转动。

进一步的技术方案为：所述的摆锤呈圆饼状，内部预留有小铁球运动空间。

进一步的技术方案为：所述的摆锤与刚性吊杆固定在一起，可以随刚性吊杆一起转动，以此调整摆动的方向。

进一步的技术方案为：所述的小铁球可以在摆锤内部的预留空间内左右来回运动。

本发明的工作原理如下：

在风荷载作用下，输电塔的导线可能会发生舞动现象。摆锤由于重力作用可以给间隔棒提供拉力从而抑制导线的舞动。在此基础上，当风荷载作用时，球形转轴两侧的风叶片可以带动球形转轴发生转动，使风叶片指向与风荷载方向一致。从而可以调整球形转轴下端通过刚性吊杆相连的摆锤可以在任意水平方向发生摆动，以此可以减轻导线水平各个方向的舞动。摆锤在摆动消耗能量的同时，摆锤内部的小铁球在预留空间里运动，由于小铁球颗粒之间和小铁球与摆锤内壁之间的摩擦作用，可以消耗导线振动时所产生的能量，达到耗能减振的作用，从而实现更加高效的防舞动效果。当导线发生竖向舞动时，弹簧和耗能减振结构共同作用类似于调谐质量阻尼器，可以消耗导线竖向舞动时产生的能量，以此减轻导线的竖向舞动。

本发明的有益效果是：

(1)本发明利用风叶片可以在风荷载作用下转动的特点，当叶片转动时可以带动球形转轴转动，以此调节摆锤的摆动方向。这样可以抑制导线任意水平方向的舞动。

(2)本发明中摆锤在摆动消耗能量时，摆锤内部的小铁球在预留空间里运动，由于小铁球之间和小铁球与摆锤内壁之间的摩擦作用，可以消耗导线振动时所产生的能量，达到耗能防舞动的作用。

(3)本发明中的耗能减振结构通过形状记忆合金弹簧与间隔棒主体连接在一起，当导线竖向舞动时，弹簧可以带动耗能减振结构竖向往复运动，实现缓冲能量、吸收能量、消耗能量的功能，从而有效抑制导线的竖直方向的舞动。

(4)本发明弥补了普通防舞器作用单一的缺陷，具有多种形式的减振效果，有效提高输电导线的抗风性能，灵活性高且维护方便，适用于不同风向，能够产生较好的社会效益和经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为一种多风向防舞减振装置正视图。

图中：1为间隔棒主体，2为导线线夹，3为形状记忆合金弹簧，4为万向铰，5为球形转轴，6为定位器，7为风叶片，8为刚性吊杆，9为摆锤，10为小铁球。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的实施方式。

本发明具体结构如下：

本发明提出的一种多风向防舞减振装置如图1所示。该装置由两部分组成，分别是间隔棒主体和耗能减振结构。所述的耗能减振结构通过形状记忆合金弹簧3安装在间隔棒主体1上。其中耗能减振结构由万向铰4、球形转轴5、定位器6、风叶片7、刚性吊杆8，摆锤9和小铁球10组成。间隔棒主体1上均匀安装四个导线线夹2。定位器6通过形状记忆合金弹簧3安装在间隔棒主体1的下部。风叶片7对称固定在球形转轴5的两侧。球形转轴5固定在刚性吊杆8上；在风力作用下，风叶片7带动球形转轴5与刚性吊杆8一起转动；定位器6用于实现刚性杆与弹簧之间的连接和定位，定位器6通过万向铰4安装球形转轴5的上部。

摆锤9固定在刚性吊杆8的下部，小铁球10放置在摆锤9内部预留空间底部。

球形转轴5通过万向铰4与定位器6连接在一起，可以进行三百六十度的转动。

风叶片7安装在球形转轴5的外圈，在风荷载作用下可以带动球形转轴5转动。

球形转轴5固定在刚性吊杆8上。刚性吊杆8可以随球形转轴5一起转动。

摆锤9固定在刚性吊杆8的下部。当刚性吊杆随球形转轴转动时，可以带动摆锤一起转动。

所述的间隔棒主体1由不锈钢制成，防止装置锈蚀影响工作性能。间隔棒主体根据分裂导线的根数，可以制成不同的形状，以适应不同的输电线路。

所述的导线线夹2均匀设置在间隔棒主体四周，且导线线夹与间隔棒主体通过一转动轴可转动连接。

所述的弹簧包括两个，两个弹簧成一定夹角分布，两个弹簧一端固定在间隔棒主体底部，另一端固定在定位器上。并且弹簧由具有良好变形恢复能力的形状记忆合金材料制成，可以带动所连接的耗能减振结构竖向往复运动。当导线停止舞动时，由于弹簧的变形恢复能力，耗能减振结构恢复原位所述的风叶片7呈梯形，可以增大与空气的接触面积，在风荷载作用下转动效果更佳。并且在风荷载激励下球形转轴两侧的风叶片可以带动球形转轴发生转动，使叶片指向与风荷载方向一致。

所述的摆锤9呈圆饼状，内部预留有小铁球10运动空间。所述的小铁球10可以在摆锤内部的预留空间内左右来回运动。由于小铁球之间和小铁球与摆锤内壁之间的摩擦作用和碰撞作用，可以消耗导线振动时所产生的能量，达到耗能防舞动的作用。

具体的工作过程如下：

当架空输电线受风荷载激励时，导线发生振动。在风荷载激励下球形转轴两侧的叶片可以带动球形转轴发生转动，使叶片指向与风荷载方向一致。球形转轴转动时可以带动其下端通过刚性吊杆相连的摆锤一起转动，从而可以调整摆锤的摆动方向，实现摆锤在任意水平方向的摆动。摆锤在摆动消耗能量的同时，摆锤内部的小铁球在预留空间里运动，由于小铁球颗粒之间和小铁球与摆锤内壁之间的摩擦作用和碰撞作用，可以消耗导线振动时所产生的能量，达到耗能减振的作用。当导线发生竖向舞动时，耗能减振结构类似于调谐质量阻尼器，弹簧带动耗能减振结构在竖直方向上往复运动，可以消耗导线竖向舞动时产生的能量，以此减轻导线的竖向舞动。

本发明的上述实施方案并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多风向防舞减振装置，其特征在于，包括间隔棒主体和耗能减振装置；

所述的耗能减振结构由刚性吊杆、摆锤、球形转轴、风叶片，定位器和小铁球组成；所述的球形转轴顶部通过定位器与所述的弹簧下端相连；弹簧的上端与间隔棒主体相连；所述的风叶片对称固定在球形转轴的外圈；所述的球形转轴固定在刚性吊杆上端，在风力作用下，风叶片带动球形转轴与刚性吊杆一起旋转；所述的摆锤固定在刚性吊杆下端；所述的小铁球放置在摆锤内部预留空间的底部。

2.如权利要求1所述的一种多风向防舞减振装置，其特征在于，所述的间隔棒主体由不锈钢制成。

3.如权利要求1所述的一种多风向防舞减振装置，其特征在于，所述的间隔棒主体根据分裂导线的根数，可以制成不同的形状，以适应不同的输电线路。

4.如权利要求1所述的一种多风向防舞减振装置，其特征在于，所述的导线线夹均匀设置在间隔棒主体四周，且导线线夹与间隔棒主体通过一转动轴可转动连接。

5.如权利要求1所述的一种多风向防舞减振装置，其特征在于，所述的弹簧一端固定在间隔棒主体底部，另一端固定在定位器上。

6.如权利要求1所述的一种多风向防舞减振装置，其特征在于，所述的弹簧由具有良好变形恢复能力的形状记忆合金材料制成，带动所连接的耗能减振结构竖向往复运动。

7.如权利要求1所述的一种多风向防舞减振装置，其特征在于，所述的球形转轴通过万向铰与定位器连接，可以进行360°转动。

8.如权利要求1所述的一种多风向防舞减振装置，其特征在于，所述的风叶片呈梯形。

9.如权利要求1所述的一种多风向防舞减振装置，其特征在于，所述的球形转轴固定在刚性吊杆上，可以带动刚性吊杆一起转动。

10.如权利要求1所述的一种多风向防舞减振装置，其特征在于，所述的摆锤呈圆饼状，内部预留有小铁球运动空间。