CN110350458A - 一种非线性输电导线微风振动防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种非线性输电导线微风振动防护装置，所述装置挂接在输电导线上，其特征在于，所述装置包括：封闭装置和电磁阻尼装置(2)；所述封闭装置为中空封闭结构，包裹在所述电磁阻尼装置(2)外，防止内外磁场干扰；其中，所述电磁阻尼装置(2)包括水平导管(7)和多个交叉导管，多个交叉导管间成一定夹角分别固定于所述水平导管(7)上。本发明可以在输电导线振动中产生非线性的电磁阻尼，增加耗能，同时适用振动范围更大，更好的使输电导线减少振动。

Description

一种非线性输电导线微风振动防护装置

技术领域

本发明涉及架空输电线路导领域，具体涉及一种非线性输电导线微风振动防护装置。

背景技术

微风振动是威胁特高压输电线路安全运行的重要因素之一，是线路设计、建设和运行管理部门必须高度重视的问题。长时间的微风振动容易导致输电线路各个组成部分(导地线、金具等)的损伤甚至失效，严重威胁输电线路的安全运行。

架空线微风振动是一种由风引起的主要在垂直方向上的架空线振动，其振动频率为3～120Hz，幅值为架空线直径的数量级。引起这种振动的风速通常在0.5～10m/s的范围内，故称为微风振动。超过允许幅值的微风振动容易导致架空线疲劳断股、金具及杆塔构件磨损或疲劳破坏等现象的发生，甚至造成架空线的断线事故，严重威胁输电线路的安全运行。

防振装置是专门为防止微风振动引起导线疲劳断股，而在导线上安装的一种防振部件。大多数防振装置的防振原理是将振动能量转化为热能或声能而发散掉，从而降低导线的振幅。授权公告号CN206647618U的专利，导线防振装置，公开了有阻尼弹簧振子系统，装置主要依靠线性弹簧阻尼和阻尼液来减少振动。

常用的防振装置主要有防振锤、护线条、阻尼线、防振鞭等。常用防振装置耗能方式单一，对防振效果并不明显。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的常用防振装置耗能方式单一的问题，本发明提供一种非线性输电导线微风振动防护装置。

本发明提供的技术方案是：

一种非线性输电导线微风振动防护装置，所述装置挂接在输电导线上，所述装置包括：封闭装置和电磁阻尼装置(2)；

所述封闭装置为中空封闭结构，包裹在所述电磁阻尼装置(2)外，防止内外磁场干扰；

其中，所述电磁阻尼装置(2)包括水平导管(7)和多个交叉导管，

多个交叉导管间成一定夹角分别固定于所述水平导管(7)上。

优选的，每组交叉导管包括：两个固定连接并相互垂直的导管，两个导管同时垂直于所述水平导管(7)。

优选的，所述交叉导管包括：斜-30°交叉导管(8)、斜30°交叉导管(9)和0°交叉导管(10)；所述0°交叉导管(10)固定连接于所述水平导管(7)末端；

所述斜-30°交叉导管(8)固定连接于所述水平导管(7)上，并与所述0°交叉导管(10)成30°夹角；

所述斜30°交叉导管(9)固定连接于所述水平导管(7)上，位于所述0°交叉导管(10)和所述斜-30°交叉导管(8)之间，并与所述0°交叉导管(10)和所述斜-30°交叉导管(8)成60°夹角。

优选的，所述水平导管(7)和交叉导管分别包括：导体管和设置在导体管内的永磁磁铁(11)。

优选的，所述封闭装置包括：封闭壳(1)和封闭壳端盖(3)；

所述封闭壳(1)内部设置了与所述电磁阻尼装置(2)相适应的固定槽；

所述封闭壳(1)呈桶状并包裹所述电磁阻尼装置(2)；

所述封闭壳端盖(3)为环状，外环与所述封闭壳(1)直径相适应，内环与所述电磁阻尼装置(2)相适应。

所述封闭壳端盖(3)封闭所述封闭壳(1)。

优选的，所述永磁磁铁为永磁钕铁硼强磁铁。

优选的，所述导体管材质为导体，材料包括：铜。

优选的，所述封闭壳(1)和所述封闭壳端盖(3)为电磁屏蔽材料。

优选的，所述封闭装置和电磁阻尼装置(2)分别为两个。

优选的，所述装置还包括：压接连接管(4)、防振装置夹线(5)和钢绞线(6)；

所述2个电磁阻尼装置(2)分别通过所述压接连接管(4)固定于所述钢绞线(6)的两端；

所述防振装置夹线(5)固定于所述钢绞线(6)的重心上；

所述装置通过所述防振装置夹线(5)悬挂于输电导线上。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

一种非线性输电导线微风振动防护装置，所述装置挂接在输电导线上，所述装置包括：封闭装置和电磁阻尼装置(2)；所述封闭装置为中空封闭结构，包裹在所述电磁阻尼装置(2)外，防止内外磁场干扰；其中，所述电磁阻尼装置(2)包括水平导管(7)和多个交叉导管，多个交叉导管间成一定夹角分别固定于所述水平导管(7)上。本发明可以在输电导线振动中产生非线性的电磁阻尼，增加耗能，同时适用振动范围更大，更好的使输电导线减少振动。

本发明提供的方案：耗能方式多样，耗能效果显著；在防振装置中引入非线性电磁阻尼，覆盖频率广，低频、中频及高频谐振皆能起到防护作用；质量小、适应能力强、经济性好。

附图说明

图1为本发明的防振装置线夹与钢绞线图；

图2为本发明的装置组装图；

图3为本发明的装置爆炸图；

图4为本发明的封闭壳图；

图5为本发明的封闭壳端盖图；

图6为本发明的非线性电磁阻尼装置图；

图中：1为封闭壳、2为电磁阻尼装置、3为封闭壳端盖、4为压接连接管、5为防振装置线夹、6为钢绞线、7为水平导管、8为斜-30°交叉导管、9为斜30°交叉导管、10为0°交叉导管、11为永磁磁铁。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。

1、防振原理

非线性电磁阻尼型输电导线微风振动防护装置特征在于既能像普通防振锤，依靠钢绞线股间的磨擦，将振动导线的动能转变为热能，以消耗风输入导线的能量，又能通过每个封闭壳中的电磁阻尼装置，在传统的有阻尼弹簧振子系统中引入非线性电磁阻尼，形成了非线性能量槽，拓宽吸振频率范围，改善减振效果。

电磁阻尼装置由一定规格的导管与永磁磁铁组成，磁铁与导管相对运动过程中，存在磁感应强度沿管半径方向的分量，导管做切割磁感线的运动，由楞次定律可知，磁铁顺运动方向与逆运动方向位置的涡流方向相反，形成对其运动过程的阻力。

不同位置的导管，能够对“锤头”(封闭壳、电磁阻尼装置和封闭壳端盖的组装体)不同方向的运动产生耗能效果，最终实现在宽频域内吸收主结构的振动能量。

2、装置组装

本防振装置通过防振装置线夹5与主结构(输电导线)连接，钢绞线6穿过防振装置线夹5与两端的“锤头”连接，形成类似于普通防振锤的结构，如图1、图2所示；

电磁阻尼装置2封装在封闭壳1与封闭壳端盖3形成的密闭空间内，如图4、图5所示所示，一方面起到密封作用，一方面还能屏蔽周边电磁场；

电磁阻尼装置2由6对交叉导管安装在一根水平导管上，组成了斜30°交叉导管、斜-30°交叉导管与0°交叉导管，13根导管内分别放置一枚永磁磁铁，如图6所示；

水平导管1与压接连接管4共同压接在钢绞线上，如图3所示。

3、技术保障

为适应不同线路的设计要求，保障此非线性电磁阻尼型输电导线微风振动防护装置安装的稳固，可采用铰链式线夹与预绞式线夹等线夹型式；

为达到更好的防振效果，对于小截面导线，两边电磁阻尼装置可采用不对称组装方式，以较好覆盖微风振动频率范围；对于大截面导线，对称型电磁阻尼装置就可以覆盖微风振动频率范围；

另外此非线性电磁阻尼型输电导线微风振动防护装置可使用于阻尼线防振方案中，提升大跨越线路工程的防振效果。

本发明具有以下特点：

(1)耗能方式多样，耗能效果显著；

(2)在对称型与非对称型防振装置中引入非线性电磁阻尼，覆盖频率广，低频、中频及高频谐振皆能起到防护作用；

(3)附加质量小、适应能力强、经济性好。

本发明构思提供的技术方案中，交叉导管间的夹角可以自由设置，在本实例中为相互垂直设置；

交叉导管可以设置为任意组，交叉导管数量多时性能较高；

在本实施例中交叉导管为3组，且导管的材质可以为铜；

一种非线性输电导线微风振动防护装置，整体结构如图2所示；如图3，装置包括封闭壳1、电磁阻尼装置2、封闭壳端盖3、压接连接管4、防振装置线夹5、钢绞线6；

封闭壳1与封闭壳端盖3如图4和图5所示；

封闭壳1呈桶状并包裹电磁阻尼装置2；

封闭壳端盖3为环状，外环与所述封闭壳1直径相适应，内环与水平铜管7相适应。

压接连接管4被水平铜管7包裹，同时压接连接管4包裹钢绞线6；

防振装置线夹5连接于钢绞线6上方，同时与通电导线连接，如图1。

电磁阻尼装置2包括水平铜管7、斜-30°交叉铜管8、斜30°交叉铜管9、0°交叉铜管10、永磁钕铁硼强磁铁11；

斜-30°交叉铜管8、斜30°交叉铜管9和0°交叉铜管10一同固定连接于水平铜管7上，互相并不相连，斜-30°交叉铜管8、斜30°交叉铜管9和0°交叉铜管10同时垂直于水平铜管7，如图6；

防振装置线夹5一端为中空圆柱，圆柱中为钢绞线6，另一端为U型口，用于连接并固定通电导线。

通电导线发生振动时振动通过防振装置线夹5和钢绞线6将振动传递到电磁阻尼装置2，当电磁阻尼装置2发生任一个方向的运动时，都会有铜管切割磁场，从而产生电流，阻止铜管运动，进而阻止通电导线振动。

电磁阻尼是一种非线性阻尼。

封闭壳端盖3和所述封闭壳1将电磁阻尼装置2进行屏蔽，防止高压导线产生的电场进入，并防止磁场的进入与传出。

铜管切割磁场后电流在铜管壁上流动，构成完整的回路。

封闭壳1内部设置了与电磁阻尼装置2相适应的固定槽，可以将水平铜管7插入，防止振动和抖动，使电磁阻尼装置2更加稳定；

封闭装置和电磁阻尼装置2分别为两个，并且成中心对称，对称中心为钢绞线6中心。

两个电磁阻尼装置2可以不对称设置。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种非线性输电导线微风振动防护装置，所述装置挂接在输电导线上，其特征在于，所述装置包括：封闭装置和电磁阻尼装置(2)；

所述封闭装置为中空封闭结构，包裹在所述电磁阻尼装置(2)外，防止内外磁场干扰；

其中，所述电磁阻尼装置(2)包括水平导管(7)和多个交叉导管，

多个交叉导管间成一定夹角分别固定于所述水平导管(7)上。

2.如权利要求1所述的一种非线性输电导线微风振动防护装置，其特征在于，每组交叉导管包括：两个固定连接并相互垂直的导管，两个导管同时垂直于所述水平导管(7)。

3.如权利要求2所述的一种非线性输电导线微风振动防护装置，其特征在于，所述交叉导管包括：斜-30°交叉导管(8)、斜30°交叉导管(9)和0°交叉导管(10)；所述0°交叉导管(10)固定连接于所述水平导管(7)末端；

所述斜-30°交叉导管(8)固定连接于所述水平导管(7)上，并与所述0°交叉导管(10)成30°夹角；

所述斜30°交叉导管(9)固定连接于所述水平导管(7)上，位于所述0°交叉导管(10)和所述斜-30°交叉导管(8)之间，并与所述0°交叉导管(10)和所述斜-30°交叉导管(8)成60°夹角。

4.如权利要求1所述的一种非线性输电导线微风振动防护装置，其特征在于，所述水平导管(7)和交叉导管分别包括：导体管和设置在导体管内的永磁磁铁(11)。

5.如权利要求1所述的一种非线性输电导线微风振动防护装置，其特征在于，所述封闭装置包括：封闭壳(1)和封闭壳端盖(3)；

所述封闭壳(1)内部设置了与所述电磁阻尼装置(2)相适应的固定槽；

所述封闭壳(1)呈桶状并包裹所述电磁阻尼装置(2)；

所述封闭壳端盖(3)为环状，外环与所述封闭壳(1)直径相适应，内环与所述电磁阻尼装置(2)相适应。

所述封闭壳端盖(3)封闭所述封闭壳(1)。

6.如权利要求4所述的一种非线性输电导线微风振动防护装置，其特征在于，所述永磁磁铁为永磁钕铁硼强磁铁。

7.如权利要求4所述的一种非线性输电导线微风振动防护装置，其特征在于，所述导体管材质为导体，材料包括：铜。

8.如权利要求7所述的一种非线性输电导线微风振动防护装置，其特征在于，所述封闭壳(1)和所述封闭壳端盖(3)为电磁屏蔽材料。

9.如权利要求1所述的一种非线性输电导线微风振动防护装置，其特征在于，所述封闭装置和电磁阻尼装置(2)分别为两个。

10.如权利要求9所述的一种非线性输电导线微风振动防护装置，其特征在于，所述装置还包括：压接连接管(4)、防振装置夹线(5)和钢绞线(6)；

所述2个电磁阻尼装置(2)分别通过所述压接连接管(4)固定于所述钢绞线(6)的两端；

所述防振装置夹线(5)固定于所述钢绞线(6)的重心上；

所述装置通过所述防振装置夹线(5)悬挂于输电导线上。